《矿井通风安全设计》word版.doc

采区通风课程设计说明书 班 级： 08采矿4班 姓 名： 马志福 学 号： 120080201184 指导老师：李国忠 完成时间：2011年12月27日目 录第一章 采区概况.3第一节 采区位置3 第二节 工作面设计4第二章 采区通风系统4第一节 采区通风系统选择5第二节 工作面通风系统的选择.5第三章 采区风量计算. 6 第一节 采煤工作面需风量计算6第二节 掘进工作面需风量计算.8第三节 硐室需风量计算.10第四节 井下其他用风地点需风量计算.12第五节 采区总需风量计算.12第四章 采区通风阻力与总阻力计算.13第五章 掘进通风.14第六章 瓦斯防治综合措施.17 第一章 采区概况 第一节 采区位置1、采区位置、范围：本采区为某矿第二水平某采区，工作面走向长度2040m，倾斜长度1130m.2、地质构造情况:本采区地质构造简单，区内只有一层煤，为单斜构造，无断层和褶皱，无大的含水层和地下水，开采条件较好。3、煤层赋存情况及顶底板岩性： 本采区煤层赋存相对稳定，煤层属于厚煤层，区内只有一层煤,煤层厚度3.5米，煤层倾角为12，直接顶为砂岩，底板为粉砂。煤层特征表项 目单 位指 标备 注煤层厚度 m3.5煤层倾角X012煤层硬度F中硬煤层层理发育程度发育煤层节理发育程度不发育煤质容重T/m31.3相对瓦斯量m3/T1.584、区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶皱.5、本采区 相对瓦斯涌出量为1.58 m3/t。 绝对瓦斯涌出量为5 m3/t 。第二节 工作面设计设 计 主 要 内 容采煤方法倾斜长壁采煤法落煤方式机采工作面长191倾 角12采 高3.2作业方式三采一准一次进度0.8米顶板管理全部垮落法采 煤 机MG300/690-W工作面运输机SGD-630/180C支护形式液压支架ZZ4000/17/35第二章 采区通风系统采区通风系统是矿井通风系统的基本组成部分。它主要取决于采区巷道和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。通风系统：1、通风方式：中央分列式通风。2、通风方法：机械抽出式通风。3、采区主要通风线路：运输大巷进风行人斜巷运输平巷区段回风斜巷工作面联络巷回风平巷回风石门回风大巷。 第一节 采区通风系统选择1、确定采区通风系统时应满足的条件(1)采取通风系统必须有单独的回风道，实行分区通风，回采工作面和掘进工作面都要采用独立通风，对于独立通风有困难时可以采用串联通风，但必须保证串联风流中氧、沼气、二氧化碳和其他有害气体的浓度以及浮尘浓度、气温、风速都符合煤矿安全规程的要求，必须有经过审批的安全措施。(2)对于必须设置的通风设施和通风设备要选择适当的位置，严守规格质量，严格管理制度，保证安全运转。 (3)要保证通风阻力小，通过能力大，风流畅通，风量按需分配。(4)要设置防尘管路，避灾路线，避难硐室和灾变时的风流控制措施，必要时还要建立瓦斯抽放，防火灌浆和降温措施。第二节 工作面通风系统的选择对于上行式通风与下行式通风，这两种方式各有优缺点，现分析如下：（1）涌出的瓦斯比空气轻，其自然流动的方向与上行风方向一致，在正常风速下（大于0.50.8m/s）下，沼气分层流动和积存的可能性很小。下行风的方向与沼气自然流动的方向相反，二者易于混合，且不易出现瓦斯分层流动和瓦斯局部积存的现象。（2）由于空气下行比上行通风要困难，所以尽量避免下行通风。并且夏季风机一旦停转就有可能导致风流停止运转或反向。（3）工作面一旦起火，所产生的火风压，和下行风工作面的机械风压的作用相反，使工作面的风量减小，瓦斯浓度增加。所以，根据本采区的实际情况，包括矿井地质条件和瓦斯含量以及矿井生产能力，并且考虑到本采区煤层倾角均在12，所以决定采用上行通风。第三章 采区风量计算采区通风风量计算按采区内采煤、掘进、独立通风硐室及其它用风地点实际需风量总和并考虑适当备用系数计算：矿井总进风量：Q总=（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通，m3/min采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算。第一节 采煤工作面风量计算矿井按照一个回采工作面布置，风量计算内容如下：.按瓦斯涌出量计算所需风量：Q采=100q采K =10051.5 =750 m3 /minQ采为回采工作面需风量 （m3 /min）；q采 为回采工作面回风巷风流中瓦斯平均绝对涌出量；K为采煤工作面瓦斯涌出不均匀的通风系数，取1.4。采煤方法K机采工作面1.21.6炮采工作面1.42.0水采工作面2.03.0. 按工作面进风流温度计算：Q采=60V采S采Ki=6019.61.3=748.8m3/min式中：V采按其进风流温度采煤工作面的适宜风速，取1m/s；S采采煤工作面平均断面积,采煤面采用支撑掩护式，S=3(M-0.3)=3(3.5-0.3)=9.6Ki工作面长度系数，取1.3采煤面温度与风速对应表 采煤面长度风量系数表进风流气温采面风速m/s采面长度m长度风量系数Ki150.30.51801.31.4.按回采工作面同时作业最多人数计算需要风量，每人供风量4 m3/min：Q=4Nw=430=120m3 /min式中：4为每人每分钟应供给的最低风量 （m3 /min）；Nw为采煤工作面同时工作的最多人数 ，取30（人）；根据以上计算，工作面需风量取360 m3 /min。.按风速进行验算按最低风速验算Qmin=600.25S综采=159.6=144 m3/min按最高风速验算Qmax=604S综采=2409.6=2304 m3/minQmin Q采Qmax经验算风量符合要求，本工作面风量不少于750m3 /min,即12.5m3 /s第二节 掘进工作面风量计算掘进工作面风量计算办法的确定是以现场实际通风能力和自然条件为依据，以科学合理供风为准绳而进行的。每个独立通风的掘进工作面实际需风量应按：(1)或的绝对涌出量；(2)同时爆破的最多火药量；(3)工作面最多出勤人数和风速等因素分别计算，取其中最大值作为掘进工作面的需风量。根据需风量选择合适的局部通风机，再按局部通风机吸风量确定全风压供风量按瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通， =1001.02.0 = 200m3/min式中：Q掘单个掘进工作面需要风量，m3/minq掘掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，本掘进工作面q掘1.0m3/minK掘瓦斯涌出不均衡的通风系数，(正常生产条件下，连续检测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。通常掘进工作面取1.52.0。按工作面最多出勤人数计算风量按工作面最多出勤人数计算风量公式 ：Q掘4N 式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，该掘进工作面同时工作最多人数为15人。Q掘4N 41560 m3/min按局部通风机吸风量Q掘计算Q=QK =2001.2 =240 m/min其中Q-为防止局部循环通风机吸循环风的风量备用系数一般取1.2，本采区无瓦斯涌出。按风速校验按煤矿规程规定验算最低风速，验算最小风量： 有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷 Q=600.25S =1510.28 =154.2 m/min按煤矿规程规定验算最大风量： Q=604S =24010.28 =2467.2 m/min 2467.2240154.2 根据上述计算可知，本掘进工作面风量为240m3/min，即4m3/s由采区实际情况可知，本采区有1个掘进工作面，因此掘进工作面实际总风量为，Q掘Q掘 240 m3/min即掘进工作面总风量为Q掘240m3/min即4m3/min. 第三节 硐室所需风量计算各个独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算： 发热量大的机电硐室，按硐室中进行的机电设备发热量进行计算：Q= = =70m/min式中：Q-机电硐室的需风量，m3/min -机电硐室中运转的电动机总功率，kw -机电硐室的发热系数 -空气密度，一般取=1.2kg/m C-空气的定压比热，一般取C=1.000kj/(kgk) -机电硐室进回风流的温度差，k 机电硐室发热系数表机电硐室名称发热系数水泵房0.010.18变电所0.020.04空气压缩机房0.150.18充电硐室风量应按其回风流中氢气浓度小于0.5计算，但不得小于100m3/min，或按经验取值100200m/min.机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30，其它硐室温度不超过26的原则及矿井井下不同硐室配风原则，绞车房风量为70 m3/min，变电所的风量为65 m3/min。井下硐室需要风量，应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算： Q硐=Q绞+Q变式中：Q硐所有独立通风硐室风量总和，Q绞绞车房通风量，Q变变电所通风量，根据上述可知；Q绞70，Q变65则： Q硐=Q绞+Q变 =70+65 =135 m3/min根据上述可知，井下硐室所需总风量为135m3/min，即2.25m3/s第四节 井下其它巷道需风量计算按采煤、掘进、硐室风量总和的5计算： Q其他=(750+240+135)5% =58.8 m/min =0.98 m/s第五节 采区总风量计算 按上述方法分别计算出各用风地点所需风量后，按下式计算矿井总风量：Q=(Q采+Q掘+Q硐+Q其他)K式中：Q采采煤工作面（包括备用工作面）实际用风量之和。Q掘掘进工作面实际用风量之和。Q硐峒室实际用风量之和。Q其他其他用风地点实际用风量之和。K包括采区漏风和配风不均匀等因素的备用风量系数。一般K取1.11.2。本采区总用风量按下述要求确定，采区通风系数取Km 1.2。Q=(Q采+Q掘+Q硐+Q其他)K=(750+240+135+58.8)1.2= 1420m/min=24.7 m/s第四章 采区风量分配与阻力计算1采区阻力计算1）参数选取： 值根据巷道用途和支护形式按井巷摩擦阻力系数值表选。 巷道的周长、断面面积的选取根据矿井设计巷道断面取值。 巷道长度根据采区平面图、剖面图设计图量取。 巷道风量根据采区总需风量和用风地点风量计算值推算。2）计算方法：通风阻力公式：hfRQ2式中：R局部风阻，Ns2/m8； Q风量m3/s。风速公式：VQ/S式中：Q风量，m3/s； S井巷断面积，m2。摩擦风阻公式：RLU/S式中：摩擦阻力系数 L巷道长度，m； S巷道断面面积，m2。巷道断面周长公式： UC式中：U井巷断面周长，m； C断面形状系数：梯形C4.16；三心拱C3.85；半圆拱C3.90；S井巷断面积，m2。根据上述阻力计算，采区风量分配与阻力计算见附表采区通风阻力为：h=4.76+28.5+31.68+30.94+7.01+6.15+16.9+3.16=129.1 Pa整个采区的总需风量为1420m3/min。 其中回采工作面需风量为750m3/min，煤巷掘进用风量为240m3/min，变电所等硐室用风量为135m3/min，其他用风量为 58.8m3/min。采区通风总阻力为129.1(Pa)。第5章 掘进通风 根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理的局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择局部通风机。（1）掘进通风方法分为矿井总风压的通风方法和用局部动力设备通风的通风方法。1）矿井总风压通风方法：这种方法不需要增设其他动力设备，直接利用矿井主扇造成的风压对掘进巷道和工作面进行通风。为了将新鲜风流引入工作面并排除污风，必须采用挡风墙、风障和风筒等导风设施。2）使用局部动力设施的通风方法：当总风压不能满足掘进通风的要求时必须借助专用的动力设备对掘进巷道进行局部通风，按其动力源分为引射器通风和局扇通风。局扇通风按其工作方式又分为压入式、抽出式和混合式。压入式通风与抽出式通风的比较：对于压入式通风由于局扇和启动装置位于新鲜风流中，在瓦斯矿井运转安全；风筒出口有效射程长，排烟能力强，工作面的通风时间短，而且可用柔性风筒。但是压入式通风污风沿巷道排出，污染范围广，巷道通风时间长。抽出式通风的优缺点与上述相反。抽出式通风下能解决巷道污染问题，一般采用刚性风筒。（2）风筒的选择我国煤矿的局部通风机通风，目前一般采用柔性风筒。风筒直径应根据通风距离和通过的风量来确定，风筒内的风量一般以10m/s20m/s为宜。为减小通风阻力，应尽可能采用较大直径的风筒。一般长度在1000m以内的单巷掘进，可选直径在500mm以下的风筒；长度在1000m以上的单巷掘进，宜用600mm以上的大直径风筒。（3）掘进局部通风机的选型1）局部通风机工作风量计算已知井巷掘进所需风量和所选用的风筒，确定风筒的有效风量率，然后按下式计算局部通风机的工作风量： Q= = =248 m3/min2） 局部通风机工作风压的计算 通过风筒的平均风量 Q= = =244 m3/min 压入式风筒的总风阻为： R=R+R+R+R =6.4a+n+ =0.010 3） 压入式局扇的工作风压h=R.Q = 0.010244 =596 P4）局部通风机的选择根据风量和风筒的通风阻力，在可供选择的各种通风动力设备中选用合适的设备。根据本采区情况，掘进工作面的风量为240m3/min，故选定风机型号为：FD2-NO.4 第六章 采区瓦斯防治措施本矿井为低瓦斯矿井，三个煤层稳定，为了保证安全生产，设计本着“安全第一，预防为主”的思想针对井下发火，煤尘爆炸，瓦斯爆炸等重大灾害提出了相应的防治措施。一、井底火灾及煤层发火的防治措施1）在井下主要巷道安装了自动检测装置及消防注水系统；2）火灾隐患严重地点（井口、机电硐室）分别装置消火栓灭火器；3）在各井风口设有防风门，机电设备硐室设有防火栅栏两用门；4）井下胶带输送机均使用阻燃性胶带，各胶带大巷机头硐室设有自动灭火系统；5）扇风机和井下设有反风装置，必要时可进行局部或全矿井反风，每年有防火避灾演习；二、预防煤尘爆炸措施1）减少生产运输中煤尘在空气的浮尘量；a加强通风管理；b喷雾洒水和清洗巷道；c防止煤尘引燃；d设防爆水幕等，限制煤尘爆炸范围扩大。三、预防瓦斯爆炸的措施1）矿井有完整的通风系统，井下各采掘工作面及其它有瓦斯涌出的地点均按规定配有足够的风量和适应的风速，以冲淡和排出井下涌出的瓦斯；2）按规程规定，井下所有电气设备及无轨胶轮机车均采用防爆型，严禁不设防爆设备；3）井下采掘工作面均采用独立的通风；4）采掘工作面和瓦斯增高处设置瓦斯报警仪；5）生产中，加强通风管理，保证风量。我国煤矿井下开采条件普遍较差煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。矿内瓦