采矿工程通风课程设计

1、目 录 第一章第一章 矿井概述矿井概述.1 1 1.1 井田地质概况 .1 1.2 矿井开采技术条件 .1 第二章第二章 矿井通风系统矿井通风系统.3 3 2.1 概述 .3 2.2 矿井通风方式 .3 2.3 矿井通风系统的选择及比较 .4 2.4 采区通风系统 .5 2.5 采区通风系统的选择及比较 .9 2.6 工作面通风系统的选择及比较 .10 第三章第三章 矿井风量计算和风量分配矿井风量计算和风量分配.1111 3.1 矿井风量计算 .11 3.2 矿井风量分配表 .13 第四章第四章 矿井通风阻力的计算矿井通风阻力的计算.1515 4.1 通风容易时期通风阻力计算 .15 4.2

2、通风困难时期通风阻力计算 .17 4.3 矿井等积孔的计算.20 第五章第五章 矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择.2121 5.1 通风设备的选型与计算 .21 5.2 通风机附属装置 .23 5.3 矿井灾害防治 .25 参考文献参考文献.2727 采矿工程通风课程设计 1 第一章第一章 矿井概述矿井概述 1.1 井田地质概况 某矿地处平原，地面标高+150m，井田走向长 5 km，倾斜方向长度 3.3km； 井田上界以标高-165m 为界，下界以标高-1020m 为界，两边以断层为界；井田 内煤层赋存稳定，井田可采储量约 1.08 亿 t。根据开采条件、煤层供求状况及 “规程”规定，确

3、定此矿井型为年产 150 万 t，服务年限为 72 a。 1.2 矿井开采技术条件 井田内有两个开采煤层，自上而下为 k1、k2。在井田范围内，煤层赋存稳 定，煤层倾角 15，各煤层厚度、间距及顶底板岩性参见综合柱状图（见图 11） 。矿井相对瓦斯涌出量为 6.6m3/t，煤层有自然发火危险，发火期为 1618 个月。煤尘有爆炸性，爆炸指数为 36%。 根据开拓开采设计确定，采用立井多水平上下山开拓（见附图三、四） 。第 一水平标高-380m，倾斜长为 8252m，服务年限为 27a。因走向较短，两翼各 布置一个采区，每个采区上山部分和下山部分各分五个区段回采，每区段各布 置一个综采工作面和一

4、个高档普采工作面，工作面长度 150m，区段平巷及区段 煤柱 15m。综采工作面产量在 k1 煤层时为 1620 t/d，在 k2 煤层时 1935 t/d，日进 6 刀，截深 0.6m。高档普采工作面产量 k1 煤层为 1080 t/d，k2 煤 层为 1290 t/d，日进 4 刀，截深 0.6m。东翼还另布置一备用的高档普采工作面， 综采工作面装备的部分机电设备如表 2 所示，采区巷道采用集中联合布置（见 附图三、四） 。 采区轨道上山均布置在 k2 煤层的底板稳定细砂岩中，区段回风平巷与运 输上山、区段运输平巷与轨道上山均采用平石门连接。为了保证生产正常接替， 前期东西两翼各安排两个独

5、立通风的煤层平巷掘进头，后期东西两翼各安排两 个独立通风的煤层平巷掘进头和一个岩石下山掘进头，东西两翼各有一个绞车 采矿工程通风课程设计 2 房、变电所、火药库，亦需独立通风，立井为箕斗井提煤用，副井为罐笼井升 降人员、材料、矸石，也作为进风井用，并设有梯子间。 柱状厚度(m) 岩性描述 240.00表土，无流砂 8.60 砂质页岩 8.40 泥质细砂岩、砂质泥岩互层,稳定 0.20砂质泥岩，松软 2.40k1煤层,块状,r=1.25 4.20 灰色砂质泥岩、细砂岩互层,坚硬 7.80灰色砂质泥岩 4.80泥岩细砂岩互层 4.60薄层泥质细砂岩，稳定 泥岩，松软0.20 2.80k2煤层,煤质

6、中硬,r=1.28 8.20 灰白色粉砂岩,坚硬, 抗压强度600900kg/cm 24.86灰色中、细砂岩层互层 综合柱状图 2 图图 1 11 1 采矿工程通风课程设计 3 第二章第二章 矿井通风系统矿井通风系统 2.1 概述 本矿井瓦斯主要来源于回采工作面、掘进工作面；矿井相对瓦斯涌出量为 6.6m3/t，属于低瓦斯矿井；煤层有自然发火危险，发火期为 1618 个月。煤 尘有爆炸性，爆炸指数为 36%。 2.2 矿井通风方式 矿井通风系统的类型，按进回风井在井田内的位置不同，可分为以下几种 方式： （1）中央式。 进、回风井均位于井田走向的中央。根据进、回风井的相对位置，又分为 中央并列

7、式和中央边界式。 1）中央并列式 进风井和回风井大致并列在井田的中央，两井底可以开掘到第一水平，也 可将回风井只掘至回风水平。后者一般使用于较小型矿井。适用于煤层倾角大， 埋藏深、井田走向长度小于 4km，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。 2）中央边界式。 进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走向中 央，在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的井底高于进风井的井底。适用 于煤层倾角较小、埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的 矿井。 （2）对角式 1）两翼对角式：进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边 界的两翼（沿倾斜方向的浅部） ，称为两翼对角式。

8、如果只有一个回风井，且进、 回风分别位于井田的两翼成为单翼对角式。适用于煤层走向大于 4km，井型较 采矿工程通风课程设计 4 大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的 矿井。 2）分区对角式：进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个回风井， 无总回风巷。适用于煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。 （3）区域式 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。 适用于井田面积、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。 （4）混合式 由上述诸种方式混合组成。例如：中央分裂和两翼对角混合式，中央并列 和两翼对角混合式。适用于井田范围大、地质和地面

9、地形复杂；或产量大，瓦 斯涌出量大的矿井。 2.3 矿井通风系统的选择及比较 矿井通风系统的选择：因为该矿井地处平原地区；井田走向长度为 5km， 大于 4km，且属于低瓦斯矿井；但煤层有自然发火危险，煤尘具有爆炸性，所 以根据以上各种通风方式的使用条件，并结合该矿井的实际条件，宜采用两翼 对角式矿井通风系统（见图 21） 。 两翼对角式矿井通风系统较其他类型的通风系统具有以下优点：风流在井 下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小。内部漏风少。安全出口多，抗 灾能力强。便于风量调节，矿井风压比较稳定。工业广场不受回风污染和通风 机噪声的危害。 但是两翼对角式矿井通风系统的缺点是:井筒安全煤柱

10、压煤较多，初期投资 大，投产较晚。 采矿工程通风课程设计 5 图图 2 21 1 矿井主要通风机的工作方式采用抽出式通风。主要通风机安装在回风井口， 在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于大气压力的负压力 状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。 2.4 采区通风系统 该矿井东翼、西翼各有一个采区同时生产，东翼还另布置一备用的高档普 采工作面，每个采区上山部分和下山部分各分五个区段回采，前期东西两翼各 安排两个独立通风的煤层平巷掘进头，后期东西两翼各安排两个独立通风的煤 层平巷掘进头和一个岩石下山掘进头。故采煤工作面、掘进工作面、硐室(采区 变电所和绞车房

11、)及其它用风地点，是矿井通风的主要对象。同时，采区又是井 下人员最集中的地点。因此，搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。 1 采区通风系统的基本要求 采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分。它包括采区主要进、回风 道和工作面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，工作面通风 方式，以及采区内的通风设施等内容。 采区通风系统主要决定于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特 殊要求。如瓦斯大或地温高，有时是决定通风系统的主要条件。在确定采区通 风系统时，应遵守安全、经济、技术先进合理的原则，满足下列基本要求： （1）采区必须实行分区通风。 准备采区，必须在采区构成通风系统以后，方可

12、开掘其它巷道。 采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。 （2）高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个 采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少 1 条专用回风巷； （3）低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置 1 采矿工程通风课程设计 6 条专用回风巷。 采区的进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。 采、掘工作面应实行独立通风。 （4）在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽量避免 处于角联风路中。 （5）在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控 制风流和撤退人员。 （6）对

13、于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(局部 通风机、辅助通风机等)，要选择好适当位置，严把规格质量，严格管理制度， 保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和 风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中，以便及时发现和处理问题。 （7）在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通，风 量按需分配。因此，应特别注意加强巷道的维护，及时处理局部冒顶和堵塞， 支护良好，保证有足够的断面。 （8）在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合 理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程 度最小。 （9）设置消防洒

14、水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路 线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。 （10） 采区绞车房和变电所，应实行分区通风。 2 采区进、回风上（下）山的布置 采区进、回风上（下）山，是采区通风系统的主要风路，是由采区巷道布 置所决定的。在确定采区巷道布置时，要同时考虑采区的通风问题。上（下） 山的数目，低瓦斯单一煤层开采可采用两条上（下）山，有时采用三条上（下） 山；多煤层开采、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井以及开 采容易自燃煤层的采区一般为三条甚至四条上（下）山。具体布置如下： 采矿工程通风课程设计 7 1) 单一煤层开采时的布置 两条上（下

15、）山 采用两条上山时，一条进风，另一条回风。可以采用轨道上山进风、运输 上山回风，也可采用运输上山进风、轨道上山回风。 轨道上山进风、运输上山回风 这种通风的好处是新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热的影响， 工作面卫生条件好；轨道上山的绞车房易于通风；下部车场不设风门。但轨道 上山的上部和中部车场凡与回风巷相连处，均要设风门与回风隔开，为此车场 巷道要有适当的长度，以保证两道风门之间有一定的间距，以解决通风与运输 的矛盾。 运输上山进风、轨道上山回风 这种通风的特点是运煤设备处在新风中，比较安全。由于风流方向与运煤 方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中释放的瓦斯，可使进风流的

16、瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件；输送机设备所散发的热量， 使进风流温度升高；此外，须在轨道上山的下部车场内安设风门，易造成风流 短路，同时影响材料的运输。 三条上（下）山 为单一煤层三条上山的采区通风系统。上山均布置在煤层中，其中一条为 胶带输送机上山，一条为轨道上山，一条为专用回风上山。 这种采区通风系统，是采用胶带输送机上山与轨道上山作采区主要进风巷， 回风上山作采区专用回风巷。这样使专用回风上山中没有机械和电器设备，而 且绞车运输与胶带运输又互不干扰，比较安全，采区通风系统简单，通风管理 容易。 2）多煤层开采时的布置 为联合开采两个近距离煤层的三条上山采区通风系统。在下煤

17、层的底板岩 石中，布置集中输送机上山和集中轨道上山，在上煤层中布置集中专用回风上 山。上、下煤层中的区段平巷与集中输送机上山、集中轨道上山之间，用区段 采矿工程通风课程设计 8 石门及溜煤眼连接，区段回风平巷与集中专用回风上山直接连接。 这种多煤层联合布置的采区通风系统，采用集中输送机上山与集中轨道上 山作采区主要进风巷，风流经区段石门进入各煤层采掘工作面；集中回风上山 作采区专用回风巷，各煤层流出的污风，经集中回风上山流入回风大巷。这种 布置的优点是：巷道布置集中，通风系统简单，通风管理容易，采区主要进风 巷布置在岩石中，漏风少，专用回风上山中无任何设备，比较安全。 3 采、掘工作面的串联通

18、风及要求 井下采、掘工作面是人员比较集中的作业区域，也是瓦斯涌出和煤尘飞扬 比较集中的地方，因此要求采掘工作面要有良好的通风条件，实行独立通风， 形成并联风路。这种通风系统可以保证采掘工作面有稳定的新鲜风流供给，网 路总阻力也较工作面串联时小，采掘工作面的污风风流直接排到采区回风巷或 主要回风巷，通风更为安全可靠。此外，一旦本工作面发生事故，事故的灾害 气体将直接排向回风巷，不会波及其它工作面，减少事故的危害范围。因而是 一种良好的通风系统。 然而，采区通风系统往往会受许多条件的影响，如采区巷道布置、采煤方 法以及地质条件等。在某些特殊情况下，如果工作面之间不能形成独立通风， 经申报批准，也可

19、以采用串联通风。采、掘工作面串联通风时，前工作面排出 的污风流入后工作面，使后工作面风流中的煤尘和瓦斯量增加，这对矿井的安 全生产是不利的，前工作面一旦发生事故，将会波及到后工作面，扩大了灾害 范围。此外，串联通风使风路长度增加，阻力增大，影响采区供风量，因此它 是一种不良的通风系统。 鉴于上述原因， 规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定： （1）采、掘工作面应实行独立通风。 （2）同一采区内，同一煤层上下相连的 2 个同一风路的采煤工作面、采煤 工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，布置独立通风有困难时， 在制定措施后，可采用串联通风，但串联的次数不能超过 1 次。 （3）

20、采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇到地质构造 采矿工程通风课程设计 9 而重新掘进巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但 必须制定安全措施，且串联通风的次数不超过 1 次，构成独立通风系统后，必 须立即改为独立通风。 （4）采用串联通风时，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪， 且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过 0.5%，其他有害气体浓度都应符合规程 第 100 条的规定。 （5）开采有瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时， 严禁任何 2 个工作面之间串联通风。 采区进风上山与回风上山的选择：采区进风上山与回风上山有两种方式：轨道 上山

21、进风，输机上山回风和运输机上山进风，轨道上山回风。 2.5 采区通风系统的选择及比较 因为采区轨道上山均布置在 k2 煤层的底板稳定细砂岩中，区段回风平巷与 运输上山、区段运输平巷与轨道上山均采用平石门连接，东西两翼各有一个绞 车房、变电所、火药库，需独立通风，矿井煤层有自然发火危险，煤尘有爆炸 性，故综合以上因素，采区通风系统宜选取轨道上山进风，运输机上山回风。 新鲜风流由进风大巷、流经采区进风石门、下部车场到轨道上山，故下部车场 绕道中不设风门。轨道上山的上部及中部车场凡与回风巷连接处，均设置风门 与回风隔离，为此车场巷道要有适当的长度，以保证两道风门间距有一定的长 度，已解决通风与运输的

22、矛盾。 轨道上山进风，运输机上山回风较运输机上山，轨道上山进风有以下的优 点：轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，轨 道上山的绞车房易于通风；变电所设在两上山之间，其回风口设调节风窗，利 用两上山间风压差通风。 采煤工作面通风分上行通风和下行通风。当采煤工作面进风巷道水平低于 采矿工程通风课程设计 10 回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称上行通风，否则是下行通风。 本设计采用上行通风（见图 22） 。 图图 2 22 2 2.6 工作面通风系统的选择及比较 工作面通风系统可分为：u 型,z 型,y 型,w 型,双 z 型,h 型通风系统。 u 型与 z 型通

23、风系统，工作面通风系统只有一条进风巷道和一条回风巷道。 y 型、w 型、及双 z 型通风系统，这三种采煤工作面通风系统均为两进一回 或一进两回的采煤工作面通风系统。 h 型通风系统，该通风系统有两进两回和三进一回两种。 根据该矿的巷道布置，矿井属于低瓦斯矿井，并结合采区通风系统的设计， 该设计采用 u 型通风系统。工作面通风系统只有一条进风巷道和一条回风巷道 （见图 23） 。u 型工作面通风系统较其它的工作面通风系统有以下优点：结构 简单，巷道施工维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理。 采煤工作面上行风 采矿工程通风课程设计 11 图图 2 23 3 第三章第三章 矿井风量计算和风量分

24、配矿井风量计算和风量分配 3.1 矿井风量计算 .生产矿井按各采煤、掘进工作面、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算: q 总（q 采q 掘q 硐+q 备+q 其它）k 矿通 （m3/min; 式中：q 采采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min; q 掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min; q 硐硐室实际需要风量的总和，m3/min; q 备备用工作面实际需要风量的总和，m3/min; q 其它除采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量 总和，m3/min。 k 矿通矿井通风系数，由于是抽出式通风，故 k 取 1.15； 1采煤工作面需要风量计算： 1）按瓦斯涌出量计算

25、k2 煤层综采工作面绝对瓦斯涌出量为 8.88m3/min，高档普采工作面绝对瓦斯涌 出量为 5.91，按瓦斯涌出量计算： qwi100qgwikgwi 式中 qwi第 i 个采煤工作面需要风量，m3/min； qgwi第 i 个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min； kgwi第 i 个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作 采矿工程通风课程设计 12 面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。综采工作面取 1.5，高 档普采工作面取 1.3。 即综采工作面 qwi1008.881.51332m3/min； 高档普采工作面 qwi1005.911.3768.3m3/min。 2）按

26、工作面进风流温度计算 采煤工作面的需要风量按下式计算： qwi60vwiswikwi 式中 vwi第 i 个采煤工作面的风速，在本采区中取 1.5m/s； swi第 i 个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的 平均值，综采面为 7.8m2，普采面为 9.4m2； kwi第 i 个采煤工作面的长度系数，综采和普采的工作面长度均为 150m，故取系数为 1.1。 即综采工作面 qwi601.57.81.1772.2 m3/min； 高档普采工作面 qwi601.59.41.1930.6 m3/min。 3）按工作人员数量计算 qwi4nwi 式中 4每人每分钟应供给的最低风量； n

27、wi第 i 个采煤工作面同时工作的最多人数，个；在本采区中综采工作 面为 40 人，普采为 60 人。 即综采工作面 qwi440160 m3/min； 高档普采工作面 qwi460240 m3/min。 4)按风速进行验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量： qwi600.25swi 即综采工作面 qwi600.257.8117m3/min； 高档普采工作面 qwi600.259.4141m3/min。 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量： 采矿工程通风课程设计 13 qwi604swi 即综采工作面 qwi6047.81872m3/min； 高档普采工作面 qwi6049.422

28、56m3/min。 根据以上几种方法最后可得综采工作面需要的风量 q 综采1332m3/min；高档 普采工作面需要的风量 q 普采930.6m3/min。 同理可得备采工作面需要的风量 q 备采930.6 m3/min。 2掘进工作面需风量的计算 1）按局部通风机吸风量计算 qhiqhfikhfi 式中 qhfi第 i 个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。本设计 中选取局部通风机型号为 jbt52(11kw)，则额定风量为 200m3/min； khfi为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取 1.21.3； 在本设计中取 1.2。 即掘进工作面 qhi2001.2240m3

29、/min。 3硐室需风量计算 机电硐室一般包括变电所，绞车房，按经验取每个机电硐室的需要风量为 80 m3/min。爆破器材库按经验取值为 100 m3/min.。充电硐室按经验取值为 80 m3/min； 4本设计不考试其他巷道所需风量，取q 其他风量为零。 根据以上对采煤工作面，掘进工作面，备用工作面，井下硐室所需风量的计算， 可得： 矿井东翼总风量 q 总（q 采q 掘q 硐+q 备+q 其它+q 材料） k 矿通 （13322930.62240340）1.15 4615.18m3/min 西翼总风量 q 总=（q 采q 掘q 硐+q 备+q 其它+q 材料）k 矿 采矿工程通风课程设计

30、 14 通 （1332930.62240340）1.15 3544.99m3/min 3.2 矿井风量分配表 根据以上计算的结果，可绘制矿井风量分配表（见表 31） 序号用风地点个数单位配风量 m3/min总风量 m3/min 1综采工作面213322664 2普采工作面293061861.2 3备采工作面1930.6930.6 4掘进工作面4240960 5爆破材料库2100200 6机电硐室380240 7充电硐室280160 表表 3 31 1 采矿工程通风课程设计 15 第四章第四章 矿井通风阻力的计算矿井通风阻力的计算 1通风风流流向：新鲜风流自地面副井主石门运输大巷采区 下部车场轨

31、道上山区段运输平巷采煤工作面区段回风平巷 采区回风石门总回风巷回风立井地面。 2矿井通风阻力采用下式计算： h=（ luq2 /s3 ） (公式 4-1) 式中：h矿井通风阻力，pa； 井巷摩擦阻力系数，kg.s2/m4； l井巷长度，m； u井巷净断面周长，m； s井巷净断面积，m2； q通过井巷的风量，m3/s； 4.1 通风容易时期通风阻力计算 因为该矿井第一水平上山东翼和西翼各有一个采区，每个采区上山和下 山各有五个区段，因此当上山采最上面区段时，通风路线最短，通风阻力最小。 按照公式 4-1 计算西翼采区通风线路的通风阻力，结果见表 41 采矿工程通风课程设计 16 表表 4 41

32、1 序号巷道名称支护形 式 u (m) s (m2) l (m) q (m3/s) h (pa) 1副井井筒混凝 土 0.03621.9935.853059.0831.92 2井底车场及主石 门 锚喷0.00818.417.220059.0820.69 3井底运输大巷锚喷0.00813.612.8125059.08226.35 4采取下部车场喷锚0.00813.612.810059.0818.11 5轨道上山喷锚0.01512.0010.165059.08396.37 6综采区段进风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522.2135.27 7液压支架工作面0.03211.95

33、7.81502258.5 8综采区段回风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522132.85 9普采工作面区段 进风平巷 钢轨支 架 0.01312.99.6124515.5156.54 11高档普采面液压支 柱 0.05119.415015.4523.71 10普采面区段回风 平巷 钢轨支 架 0.01312.99.612451553.1 11局部阻力1018.1410%=101.81 12总阻力1018.14+101.81=1119.95 按照公式 4-1 计算东翼采区容易时期通风线路的通风阻力，结果见表 4-2 采矿工程通风课程设计 17 表表 4-2 序号巷道名称支护

34、形 式 u (m) s (m2) l (m) q (m3/s) h (pa) 1副井井筒混凝 土 0.03621.9935.853076.9254.10 2井底车场及主石 门 锚喷0.00818.417.220076.9234.23 3井底运输大巷锚喷0.00813.612.8125076.92383.70 4采取下部车场喷锚0.00813.612.810076.9230.70 5轨道上山喷锚0.01512.0010.165076.92671.90 6综采区段进风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522.2135.27 7液压支架工作面0.03211.957.81502258

35、.5 8综采区段回风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522132.85 9普采工作面区段 进风平巷 钢轨支 架 0.01312.99.6124515.5156.54 11高档普采面液压支 柱 0.05119.415015.4523.71 10普采面区段回风 平巷 钢轨支 架 0.01312.99.612451553.1 11局部阻力1634.610%=163.46 12总阻力1634.6+163.46=1798.06 4.2 通风困难时期通风阻力计算 采矿工程通风课程设计 18 因为该矿井第一水平上山东翼和西翼各有一个采区，每个采区上山和下山 各有五个区段，因此当下山采最下

36、面区段时，通风路线最长，通风阻力最大。 按照公式 4-1 计算西翼采区困难时期通风线路的通风阻力，结果见表 43 表表 4 43 3 序号巷道名称支护形 式 u (m) s (m2) l (m) q (m3/s) h (pa) 1副井井筒混凝 土 0.03621.9935.853059.0831.92 2井底车场及主石 门 锚喷0.00818.417.220059.0820.69 3井底运输大巷锚喷0.00813.612.8125059.08226.35 4采取下部车场喷锚0.00813.612.810059.0818.11 5轨道下山喷锚0.01512.0010.165059.0833.30

37、 6综采区段进风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522.2135.27 7液压支架工作面0.03211.957.81502258.5 8综采区段回风平 巷 u 型支 架 0.01512.99.6125522132.85 9普采工作面区段 进风平巷 钢轨支 架 0.01312.99.6124515.5156.54 10高档普采面液压支 柱 0.05119.415015.4523.71 11普采面区段回风 平巷 钢轨支 架 0.01312.99.612451553.1 采矿工程通风课程设计 19 12输送机下山喷锚0.01511.89.665059.08244.41 13输送机

38、上山 喷锚 0.01511.89.660059.08231.14 14局部阻力1265.8910%=126.59 15总阻力1265.89+126.59=1392.48 按照公式 4-1 计算东翼采区困难时期通风线路的通风阻力，结果见表 4-4 表表 4-4 序 号 巷道名称支护 形式 u (m) s (m2) l (m) q (m3/s) h (pa) 1副井井筒混 凝土 0.03621.9935.853076.9254.10 2井底车场及主 石门 锚 喷 0.00818.417.220076.9234.23 3井底运输大巷锚喷0.00813.612.8125076.92383.7 4采取下

39、部车场喷锚0.00813.612.810076.9230.7 5轨道下山喷锚0.01512.0010.165076.92671.90 6综采区段进风 平巷 u 型 支架 0.01512.99.6125522.2135.27 7液压支架工作 面 0.03211.957.81502258.5 8综采区段回风 平巷 u 型 支架 0.01512.99.6125522132.85 9普采工作面区 段进风平巷 钢轨 支架 0.01312.99.6124515.5156.54 采矿工程通风课程设计 20 10高档普采面液压 支柱 0.05119.415015.4523.71 11普采面区段回 风平巷 钢轨

40、 支架 0.01312.99.612451553.1 13输送机上山 喷锚 0.01511.89.660076.92710.21 14局部阻力2344.8110%=234.48 15总阻力2344.81+234.48=2579.29 4.3 矿井等积孔的计算 等积孔是用来表示井巷或矿井的通风难易程度。计算公式如下： r=h/q ；a=1.19/ rm 2 r 式中 r矿井风阻，ns /m ； 23 h矿井总阻力，pa； rm a等积孔。 （1） 容易时期 西翼：r= 1119.95/59.08 =0.32 a=1.19/=2.1 2 32 . 0 东翼：r=1798.06/76.92 =0.3

41、0 a=1.19/=2.17 2 3 . 0 以上数据都2,故通风难易程度属于容易。 （2） 困难时期 西翼：r=1392.48/59.08 =0.40 a=1.19/=1.88 2 4 . 0 东翼：r=2579.29/76.92 =0.44 a=1.19/=1.79 2 44 . 0 以上数据都在 12 范围内，故通风难易程度都属于中等。 采矿工程通风课程设计 21 第五章第五章 矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择 5.1 通风设备的选型与计算 1 矿井通风设备主要包括主要通风机和电动机。 矿井通风设备的要求：矿井必须设计两套同等能力的主要通风设备，其中一 套备用；选择通风机应满足第一开

42、采水平各个时期工况变化，并使设备长期高 效率运行，当工况变化较大时，根据矿井分期时间及节能情况，应分期选择电 动机；通风机能力应留有一定的余量，轴流式通风机在最大设计负压和风量时， 轮叶运转角度应比允许范围小;离心式风机的选择设计转速不宜大于允许最5 高转速的 90%；进、出风井井口的高差在 150 米以上，或进，出风井井口标高 相同，但井深 400 米以上时，宜计算矿井的自然风压。 2 主要通风机的选择 1).通风机风量 qf 由于外部漏风，风机风量 qf 大于矿井风量 qm 西翼采区 qf=kqm =1.259.08=70.90m3/s 东翼采区 qf=kqm=1.276.92=92.30

43、 m3/s 其中 qf-主要通风机的工作风量， m3/s； qm-矿井需风量，m3/s； k-漏风损失系数，在本采区中取 1.2 3 计算风机风压 通风机全压 hsd 和矿井自然风压 hn 共同作用克服矿井通风系统的总阻力 hm 和 通风机附属装置的阻力 hd。 通风机在容易的时期自然风压与通风机风压作用相同，通风机有较高效率的， 故从通风机系统阻力中减去自然风压，即取 hn “-”值。计算公式是： 采矿工程通风课程设计 22 hsd min=hm+hd-hn 矿井在冬季时自然风压与通风机风压相同 hn=（12）gh=（1.28-1.20） 9.8530=415.52 pa 西翼采区 hsd

44、min=hm+hd-hn=1119.95-415.52=704.43pa 东翼采区 hsd min=hm+hd-hn=1798.06-415.52=1382.54pa 困难时期自然风压与通风机风压作用相反，通风机能力满故足，故从通风 系统阻力中加上自然风压，即取 hn “+”值。计算公式是 hsd max= hm+hd+hn 矿井在在夏季时自然风压为与通风机风压相反 hn=（21）gh=(1.24-1.20) 9.8530=207.76pa 西翼采区 hsd max= hm+hd+hn =1392.48+207.76=1600.24pa 东翼采区 hsd max= hm+hd+hn =2579

45、.29+207.76=2787.05pa 4 根据设计工况点初选通风机 根据以上数据，该矿井东西两翼初选风机型号均为：bdno 轴流式通风机。 5 通风机的实际工况点 因为设计工况点不是恰好在所选风机的特性曲线上，所以应根据通风机的工 作阻力，确定其实际工况点 计算通风机的工作风阻： 西翼 rsd min= hsd min/ qf2=704.43/ (70.90) =0.1401 2 西翼 rsd max= hsd max/ qf2=1600.24/(70.90) =0.3183 2 东翼 rsd min= hsd min/ qf2=1382.54/(92.30) =0.1623 2 东翼 r

46、sd max= hsd max/ qf2=2787.05/(92.30) =0.3271 2 在通风机特性曲线图中做通风机在风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际 工况点，即： 风机转速风压输入效率参数 地点 时期 型号r/min 叶片安 装角 风 量 m3/ s pa功率 kw % 采矿工程通风课程设计 23 困难bdno207404374165015073西翼 容易bdno20740407872010062 风机转速风压输入效率参数 地点 时期 型号r/min 叶片安装角 风量 m3/spa功率 kw% 困难bdno247404096295038075东翼 容易bdno2474035100155020073 6 电动机的选择 （1）西翼 n/n=100/150=0.670.6，故可选用同一种异步电动机。minmax （2）东翼 n/n=230/380=0.610.6，故可选用同一种异步电动机。minmax 5.2 通风机附属装置 为了保证主扇运转的安全可靠，除扇风机机体外，仍需设置一系列附属装 置，如反风装置、防爆门、风硐和扩散器等。 （1）反风装置 矿井反风就是当