矿井通风与安全课程设计00002

48/53河南理工大学能源学院矿井通风与安全课程设计课程设计题目:平煤八矿120万t新井通风设计小组成员：郭浩浩、高超、郭帅锋班级：采矿工程2011－1班指导教师:杜锋日期：20１４年6月目录前言TOC\o"1—3"\h＼z\uHYPＥRLINK1。１.１矿区概述 2HYPERLINK1。1.3井田范围 2HYPERLINK\ｌ”_Ｔｏc３75837３29”1.1。4矿井生产任务 ２HYPEＲLIＮK\l＂_Ｔoc3758373３0”１．1.5矿井开拓与开采ﻩ2ＨＹPＥRLIＮK\l＂_Toc3758３7333＂１。2巷道布置与采煤方法ﻩ2ＨＹPERLINK２矿井通风系统拟定 PＡGＥREF_Ｔoc3758３7338\h４ＨYPERLINK＼l”＿Toc37５８37339"2。1矿井通风系统的基本要求 PAGEＲＥF_Ｔoc3７5８３73３９\ｈ4HYPERLINK2．2。１现行的矿井通风方式ﻩPAGＥRＥＦ_Toc3758３７3４1\h4HYPERLINＫ＼l"_Tｏc3７583７34２＂2．2。2矿井通风方式的选择 PAGEＲEF_Toc3758３７34２\h６HYPERLINK\l＂_Toc３7５８373４3”2.2.3矿井通风方式技术和经济比较ﻩＰAGEＲＥF_Ｔoc３７58３7343\h７ＨYPEＲLIＮＫ2。3矿井通风机工作方法的选择ﻩＰAＧEREF_Toc3７５837３4６＼h９HYＰＥRＬINＫ\l＂_Toｃ３75８37３４7＂２.3.1自然通风 PAGＥＲEF_Ｔoc375８37347\h9HYPERＬＩNK＼l"_Toc37５8373４8＂2．3．2机械通风ﻩＰAGＥREF_Ｔoc375837348\h9HＹPERLIＮK＼l”_Tｏｃ375８３7349”３采区通风ﻩPＡGＥREF_Ｔｏc３75８37３49\h1１HYPEＲＬIＮK\l＂＿Toc37583７35０"3.1通风系统的整体要求 ＰAＧＥREF_Toc375８373５０\h11ＨYＰＥRLＩＮK\l＂_Tｏc３75837351"3。2采区上山通风系统确定 ＰＡＧＥREF_Toc37５8３7351＼h11ＨYPERLＩNK＼l"＿Toc3７５837３５2”３。2。1输送机上山进风 ＰAGＥREF_Ｔｏc3７5８3７352\ｈ1１HYPERLＩNＫ\l＂_Ｔｏc3７58３7353"３．２.２轨道上山进风 ＰＡGＥRＥF＿Toc375８3７3５３\h11ＨYPERLIＮＫ\l"＿Toｃ375８３7354"3．２．３本矿井进风上山的选择 PAＧEREF_Toc37583735４＼h11HYPERLINK＼ｌ＂_Toc375837355”3．３回采工作面通风方式 ＰAGEＲEF_Ｔoc3７5８37355\h1１HYＰEＲLＩNK\ｌ”＿Toc37５8373５6＂3.３.1现行的回采工作面通风系统 PAＧEＲＥＦ_Toc375８3７356＼h1１ＨYPＥRＬＩNK\l”_Ｔoc3758373５7＂3。３。2本矿井回采工作面的通风系统选择 ＰAGＥRＥF＿Toｃ375８37357\h14HYPERLINＫ\ｌ”_Tｏc３７5８3７3５8”3.3.3上行风与下行风的对比分析ﻩPＡＧERＥＦ＿Toc375837358\h1４HYPＥRＬINＫ4.1掘进工作面通风方式ﻩPAGEREF_Tｏc3７58３７3５9＼h1７HYPＥRLＩNK\l”_Toｃ３75８3７360”4。１.1压入式通风ﻩＰAＧEREF_Ｔoc３７5837３6０\ｈ１7HYPERLINK＼l”_Toc375837３６１＂4．１。2抽出式通风 PＡGEＲEF_Toc３７58３７361\h1７HYPERＬINK\l”_Ｔoc37５83736２"4。1。3混合式通风 PＡGEREF_Tｏc375８3７362＼ｈ１8HＹＰERLＩNＫ\l＂_Toｃ３7５837３63"4．2煤巷掘进工作面需风量ﻩPAGEREF_Ｔoｃ375８37363＼h19HＹPＥＲLＩＮＫ\l＂_Toｃ３75837364"4。2。1按压入式通风方式通风时 PAGEREＦ_Tｏc3７583７３６4\h19HYPERLINK\l＂_Ｔoc37５837３65"4.2。2按瓦斯涌出量计算ﻩPAＧＥＲEF＿Ｔｏc3758３7365＼h19ＨＹPERLIＮK\ｌ＂_Ｔoc375８37３66"4。2.3按人数计算ﻩPAＧＥREＦ_Tｏc3７58３7366\h20HYＰＥRLIＮK＼l”_Toc37583736７＂4.２。４炸药量计算 ＰAＧEREF_Toｃ３75８37367\h20ＨYPERＬINK\l”_Ｔoc37583736８"４.２．5按风速进行验算 PAGEＲEF_Toc３７5８3７3６8\ｈ20HYPＥRLＩNK\ｌ＂＿Toc３７5837377＂5矿井风量计算与分配 PAGＥRＥF_Ｔoc３7５837３７7\h21ＨＹPERLINK\l”_Ｔoc375837378”５．1矿井总风量的计算 ５83７378＼h2１HYPERLINK＼ｌ”_Ｔoｃ3758373７9＂5．１．1按井下同时工作的最多人数计算ﻩＰAＧEＲEＦ_Tｏc３7５83737９\h21ＨYＰERLINK\l"_Toc375８３7３８0”5．1.２按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量ﻩPＡGEREF_Toｃ３7583738０\ｈ21HYPＥRLＩNＫ\l”_Ｔoｃ３７583７38１”5。1.２.1综采工作面实际需风量计算ﻩPAＧＥＲＥF_Toc3７５8373８1\h21HＹPEＲLＩＮK\l”＿Toｃ３7５837382”5.1。2.2备用工作面需要风量计算ﻩPＡGＥREF＿Tｏc3７5８3７３8２\h２3ＨYPERLINＫ\ｌ"＿Ｔoｃ37５8３73８３”5.1.2．3掘进工作面需风量 ＰＡGERＥF_Toｃ３758373８3＼h2３HYＰERLINＫ\l＂_Ｔｏc3758３7３８4"5.１.2。4硐室需风量计算 ＰAGEREF_Toc375８37384\h２3HYＰEＲLINK\l”_Ｔoc375８３738５＂５.1。2．5其他巷道所需风量计算ﻩＰAＧＥREF_Toc３758373８５\ｈ23HYPERLＩNＫ\l＂＿Toc3７58３738６"5．1.2。6Ｋt的确定ﻩPＡGＥREＦ_Toc３7５８３738６\h23HYPERLINK\ｌ"_Ｔoc３7５８3738７"５.２矿井风量分配 PAGEREF＿Tｏｃ375837387\h24ＨＹPＥRLIＮＫ5．２.1分配原则ﻩPＡＧEREF_Toｃ3７５8３７388＼h24ＨYＰERLＩNK\ｌ”_Toc3７58３738９＂5。2．2分配方法ﻩPAGＥＲEF_Ｔoc３7５837389\ｈ2４HＹＰＥＲＬINK＼l”_Toc３75837３90"5.3风速验算ﻩPAGERＥF_Tｏｃ３758３7390\ｈ25HＹPERLINK\l”＿Toc3758373９1"６矿井通风阻力计算 27HYPERＬINK\l”_Toc375837392＂6。１矿井通风阻力计算原则 27ＨＹPERLINK\l”_Toｃ37５837393"６.2矿井通风容易时期和困难时期的确定 27HYＰERLINK６.３矿井通风阻力及等积孔的计算 ２9HＹPERLＩNK\l”＿Toc３758３73９7”６．3。１通风容易时期 PAGＥREＦ＿Toc3７5837397\h30ＨYＰERＬINK\ｌ”_Toc375837398”６.3。2通风困难时期 PAGEREF_Toｃ375８37398\ｈ３1ＨYＰERLＩNK7矿井通风设备选型 ＰAGEREF_Tｏc３7５837400\ｈ３３HYPERLＩNK\l＂＿Tｏc３７583７4０1＂7．1通风机选型基本原则 ＰAGEＲEＦ_Tｏｃ３７５837４01＼h3３HYPERLINＫ＼l”_Ｔoｃ３7５837402＂7。2自然风压ﻩPAＧEREＦ_Toc3758374０2\h３3HYPＥRLIＮK\l”_Ｔoc37583740３”7．3选择主要通风机 PAGEＲEF_Toc3758３7403\h33HYPＥRLINK7．3。3矿井总风阻ﻩPＡGEREＦ_Ｔoc37５８3７406＼ｈ３４HYPＥＲＬINK\l＂_Toｃ３7583740７"7.3．4主要通风机选择 ＰAGEREＦ_Toｃ37５837４07\h3５ＨYＰERLＩNK７．5矿井主要通风设备要求ﻩＰAGEREF_Toc3７５8374０9＼ｈ38HＹPERLＩNK＼l”_Tｏc375837410"7。６通风附属装置及其安全技术 3８HＹＰＥRLＩNK\l＂_Ｔｏc37583７411＂７。6.1通风附属装置ﻩ3８HYPERＬＩＮK\l”_Toc３758374１２”７.６。２通风设备的安全技术要求ﻩ39ＨYPERＬINK\l"_Ｔoc３７5837４１8”8结论 39前言《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力,为毕业设计打下基础。１、进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。2、培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。3、培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行,要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策,设计力争做到分析论证清楚,论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正.1矿井通风设计概述1.1矿区概述及井田地质特征１。１.1矿区概述平煤八矿位于平顶山矿区东部，北依焦赞山，南临程平路,东与许昌襄城县毗连，距市区十二公里,属平顶山卫东区管辖.井田东以沙河为界,西与十二矿相邻，南以各煤组露头为界，北部以该矿丁、戊、己煤层底板等高线为界。。井内的气象参数按表1。１所列的平均值选取。表1。1空气平均密度一览表季节地点进风井筒（kｇ／m３）出风井筒（kg/m3)冬1。211。2０夏1。2０1．191.１。2煤层地质概况单一煤层，倾角１５°，煤层厚4。27m,相对瓦斯涌出量为１。７88ｍ3/ｔ,为低瓦斯矿井。该矿井采煤层属于自然发火煤层,各煤层均具有自燃发火危险性,自燃发火期为1~3个月。１.1.３井田范围设计第一水平深度—550m，走向长度70１0m，双翼开采,每翼长350m。1。1。4、矿井生产任务设计年产量为1。２Ｍt，矿井第一水平服务年限为55a。１．1。５矿井开拓与开采采用立井开拓，井筒置于工业场地之中。本矿井采用双立井-５５0ｍ单水平上下山开采.单水平开采本设计的开采水平设在井田中央的-550米,集中大巷布置在-５5０m水平开采范围－250~－85０m.主立井采用箕斗提煤;副立井采用罐笼提升矸石，升降人员、设备、材料.为了均衡矿井初期和后期的生产运输量,缩短通风网路,决定将井筒的位置设于井田中央的位置，采用立井开拓方式开凿二个立井,即主井、副井。设计主要开拓大巷均布置于煤层底板岩层中，锚喷支护,考虑通风要求,适当加大断面。其断面均采用半圆拱型，大巷布置在各层煤下部的岩石中便于维护。矿井为立井开拓，煤炭由运输大巷运至井底煤仓,后经箕斗提升运至地面；物料经副井运至井底车场，经井底车场由电机车牵引运到采（带）区；少量矸石由矿车直接排运到非通行的巷道横贯中。1.2巷道布置与采煤方法1.2．1采区巷道布置及生产系统采区（一采区)倾斜长度为1６２8m,区段平巷采用单巷布置，在回采下区段时,采用留小煤柱的沿空掘巷。首采区工作面长度取21５m，区段上平巷为4。5ｍ,下平巷宽度为4．５m，区段小煤柱宽度约8m.根据八矿现场实测数据，工作面平均气温为22℃。开采首采区(一采区）时,采用沿空掘巷准备下一个工作面的回采巷道,为工作面接替做好准备。待首采区（一采区)全部采完后，第二个工作面已经准备出来，可以投入生产。依次类推。按照区段的顺序进行开采，开采顺序如下:一采区→三采区→五采区→二采区→四采区→六采区。1。2。2采煤方法主采煤层选用综采开采工艺,走向长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。根据工作面的关键参数，选用MXＡ－300/3．8D型双滚筒采煤，平均采高3.35m。前刮板输送机采用SGＺ-8３0/63０，后刮板输送机采用ＳGZ－７64/500.采煤机截深0。6ｍ，其工作方式为双向割煤,追机作业,工作面端头进刀方式.工作面用先移架后推溜的及时支护方式。1.2.3回采巷道布置工作面回采巷道采用单巷布置;两平巷设计均为矩形断面，断面13.8ｍ2采用沿空掘巷施工.采用１0００mm宽的胶带输送机运煤；无极绳绞车斜巷运料、运设备;辅助运输巷铺设轨道,通过设备车辆。１。2．４部分井巷特征参数表１.2部分井巷特征参数巷道名称长度（ｍ）断面（m２)周长（m)副井井筒２３．７５１7．27轨道大巷1２．6８13．48轨道上山16.4313.04区段运输平巷13。２1４。8工作面１１．９1１6．04区段回风平巷13.214．8回风大巷１5.43１1。34回风井1９.6315。722矿井通风系统拟定2.1矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统，都要符合投产快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。具体地说，要适应以下基本要求：1．矿井至少要有两个同地面的安全出口;2.进风井口要有利于防洪，不受粉尘有害气体的污染；3．北方矿井，井口需装供暖设备;（本矿井即北方矿井，应安装供暖设备)4.总回风巷要体现“专巷专用"的原则,不得作为运煤、运料、行人通道;5．工业广场不得受扇风机的噪音干扰；6。装有皮带机、箕斗的井筒不得作为主要进风井；7.可以独立通风的矿井,采区尽可能独立通风,采取之间实现并联通风；8.通风系统要为防瓦斯、火、尘、水、及高温创造条件；９.通风系统要有利于深水平式或后期通风系统的发展变化。２.２矿井通风方式的选择选择通风方案的考虑因素选择任何通风方式都需要符合投产较快、出煤较快、安全可靠和技术经济合理等原则.选择矿井通风方式时，应考虑以下两种因素:1。技术因素：煤层赋存条件、埋藏深度、井田特征、矿井瓦斯涌出及自然发火倾向等级.2.经济因素:井巷工程量、通风运行费、设备装备费。２。2。１现行的矿井通风方式矿井通风方式根据回风井的位置的不同，可分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、采区式和混合式通风中选择,以下为各方案的示意图。方案一:中央并列式风井主副井都位于中央工业广场上，副井进风，风井回风，如图2.1。图２.１中央并列式通风方式方案二：中央边界式进风井位于井田走向中央，回风井位于井田浅部边界走向的中央，如图2.2。图2.2中央边界式通风方式方案三：两翼对角式进风井位于井田的中央,回风井设在井田两翼的上部边界,如图2。３。图2．３两翼对角式通风方式方案四:分区对角通风方式每一个分区域内均设置进风井及回风井，构成独立的通风系统，见图2.4.１和2．4．2.图2.４.１分区对角抽出式通风方式图２．4．２分区对角压入式通风方式方案五混合式通风方式混合式是进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成。包括：中央分列与两翼对角混合式、中央并列与中央分列混合式等。图2．5混合式通风方式2.2.2矿井通风方式的选择下面对这几种通风方式的特点及优缺点适用条件列表比较,见表２.１.表２．1通风方式比较通风方式优点缺点适用条件中央并列式初期投资较少,工业场地布置集中，管理方便,工业场地保护煤柱少,构成矿井通风系统的时间短风路较长,风阻较大，采空区漏风较大煤层倾角大，埋藏深，但走向长度并不大，而且瓦斯、自然发火都不严重中央边界式通风阻力较小,内部漏风小，增加一个安全出口，工业广场没有主要通风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统比较方便.建井期限略长，有时初期投资稍大煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重两翼对角式封路较短，阻力较小，采空区的漏风较小，比中央并列式安全性更好建井期限略长,有时初期投资稍大煤层走向较大，井型较大，煤层上部距地表较浅，瓦斯和自然发火严重的新矿井分区对角式通风线路短、几个分区域可以同时施工的优点外,更有利于处理矿井事故、运送人员设备也方便工业场地分散、占地面积大、精通保护煤柱较多井田面积较大、局部瓦斯含量大，采区离工业广场比较远。混合式井田范围大、多煤层、多水平开采矿井，一般用于老矿井的改造及扩建２．2。3矿井通风方式技术和经济比较2.２.３.１技术比较通过对矿井煤层进行初步分析，该矿井为低瓦斯矿井，开采煤层属于自燃发火煤层，各煤层均具有自燃发火危险性。井田东西走向长为７。０1公里，南北倾斜宽约为3.３6公里，煤层倾角平均为１50度，煤厚平均4。27米。综合考虑各种通风方式的优缺点，结合本矿井煤层的实际情况,对比各种通风方式的适应条件，初步判断:中央边界式和两翼对角式相对于中央并列式、分区对角式、混合式通风有明显的技术优势，能满足该矿井的实际生产需要。下将进行经济对比，从中央边界式和两翼对角式中选取出最经济的通风方式。日产量120＊９０%/3０0=0.３6万吨=３60０吨刀产量２４7＊0.6＊3。5＊1。4=7２6．18吨日进刀数36０0/7２6.１8=4.9５刀≈5刀工作面日推进长度5＊０。6=3刀东一采区一个工作面开采时间(（１30１+10７6.6）／２）／３=3９６天开采工作面数1５２３/２4７=６。17≈6个服务年限３96＊６/300=7。９２年西一采区一个工作面开采时间（(13２0＋9４7.４)/2）/３=378天开采工作面数１05９/247=4．２8≈４个服务年限378＊4/3０0＝5。04年东三采区一个工作面开采时间（（1５33＋1432）/2)/3=4９４天开采工作面数1183／247＝4。79≈５个服务年限49４*５/300=8.2３年西三采区一个工作面开采时间（（153２+170０)/2）/3=5３9天开采工作面数１1６0/２4７=4.7≈5个服务年限539＊５/300=8．9８年根据通风实际要求知,设计服务年限为25年的通风方式，故在25年内，可开采东一采区6个工作面、西一采区4个工作面、东三采区4个工作面、西三采区3个工作面。验算，（396＊6＋3７8*4+４94＊4+5３9*3）/30０＝２5年，符合要求。2.2．3。2经济比较中央边界式和两翼对角式的经济比较主要从巷道开拓费用、巷道维护费用及通风设施购置费用等方面考虑。（备注：为了方便比较，减小比较的复杂程度，更加简明的进行经济比较，下述的经济对比中，巷道开拓及维护费用只比较两方案中不同（或多出)巷道，相同巷道不再做经济比较。两翼对角式,回风大巷工程量:1300m,回风井工程量：280＋330=610m；中央边界式,回风大巷工程量:153１+1409+13７＝3077m，回风井工程量:38０m。（1）工程掘进费用比较表2.2井巷掘进费用方案项目两翼对角式中央边界式工程项目工程量（m）单价（元/ｍ）费用（万元）工程量（ｍ）单价（元/m）费用(万元）回风大巷1300４0０052０307740001203.8回风井6１0１0０00６10３8０10０00３80合计１１30１610．8(２）井巷维护费用比较表2.3井巷维护费用比较方案项目两翼对角式中央边界式工程项目工程量（m）单价（元/m）费用(万元）工程量(m)单价(元/m)费用（万元）回风大巷１3００９011。７3077９027．693回风井61０120７。32３80120４。56合计19．0232。25３（3)通风设备购置费用中央边界式通风设备购置费用矿井主通风机、配套电机设备购置费按１0０万元计算，主要通风机房必须安装两套主要通风机及配套电机.一套工作,一套备用，则共需要设备费用100×２＝200万元.风机房、风硐、扩散器、防爆门、反风设施等通风设施的土建费按50万元计算，则建一风机房需要250万元。两翼对角式通风设备购置费用矿井主通风机、配套电机设备购置费按７0万元计算,主要通风机房必须安装两套主要通风机及配套电机。一套工作，一套备用,则共需要设备费用70×4＝280万元.风机房、风硐、扩散器、防爆门、反风设施等通风设施的土建费按50万元计算，则建一风机房需要380万元。表2。４通风设备购置费用方案项目两翼对角式(万元)中央边界式（万元）通风设备费3８０２5０（4)通风总费用比较表2。5通风总费用比较方案项目两翼对角式（万元)中央边界式（万元）井巷掘进费１１30１6１0．8井巷维护费19.0232．253通风设备费３80250总费用11５2。0２１893.053本矿井设计为１20万吨矿井,同时为低瓦斯矿井，两翼对角式和中央边界式进行粗略的经济比较,中央边界式需要掘进回风大巷，掘进费用太多，且维护费用高，因此本矿井通风方式选为两翼对角式通风。2.3矿井通风机工作方法的选择矿井通风方法是指产生通风动力的方法，有自然通风法和机械通风法。2。3。1自然通风利用自然因素产生的通风动力使空气在井下巷道内流动的通风方法叫做自然通风.2。3。２机械通风利用通风机运转产生通风动力使空气在井下巷道内流动的通风方法叫做机械通风.按通风机的工作方式将矿井通风系统分为抽出式、压入式和压抽混合式三种。表2。6通风方式分类对比表通风方式适用条件及优缺点抽出式优点：井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时,井下的风流压力提高肯那个使采空区沼气涌出量减少，比价安全；漏风量小,通风管理较简单；与压入式比，不存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的因素缺点：当地面有小窖塌陷区井和采取沟通时，抽出式会不小窖积存的有害气体抽到井下使有效矿井风量减少.压入式低瓦斯矿的第一水平,矿井地面地形复杂、高低起伏，无法在高山上设置扇风机,总回风巷无法连通或维护困难的条件优缺点：1）压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把小窖塌陷区的有窖气体压入到地面；2）进风线路漏风大，管理困难;3）风阻大，风量调节困难；４）由第一水平的压入式过度到深部水平的抽出式有一定的困难;５）通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯用动量增加.我国《煤矿安全规程》规定，矿井必须采用机械通风。由于风流与围岩的热交换作用使机械通风的回风井中一年四季中气温变化不大,而地面进风井中气温则随季节变化，两者综合作用的结果,导致一年中自然风压随季节发生周期性的变化。所以自然通风不能代替机械通风，因为自然风压随季节发生周期性的变化，大小、方向都不稳定。该矿井为低瓦斯矿井，采用抽出式通风时,当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，可能使采空区瓦斯涌出量减少,有利于瓦斯管理,比较安全；该矿开采煤层属于自燃发火煤层，各煤层均具有自燃发火危险性,自燃发火期为1～3个月。采用抽出式通风时,外部漏风量少，通风管理比较简单；由于该煤矿每个采区存在不同的开采水平,与压入式通风相比,抽出式通风不存在向下水平过渡时期改变通风方法的困难。所以,该矿井采用抽出式通风.

3采区通风3。1通风系统的整体要求采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元，也是采区生产系统的重要组成部分,它包括采区进、回风和工作面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，以及采区通风设备和通风构筑物的设置等基本内容,它主要取决于采区巷道布置和采煤方法,同时要满足全矿通风的特殊要求。采区通风的合理与否不仅影响采区内的风量分配,发生事故时的风流控制,生产的顺利完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全状况。在通风系统中，要能保证采区风流的稳定性,尽量避免角联风路,尽量减少采区漏风量，新鲜风流在风路上被加热和污染的程度小，回采工作面和掘进工作面都应该独立通风.采区布置独立的回风道，实行分区通风。采区通风系统既要保证质量，安全可靠,又要经济合理。３.2采区上山通风系统确定一个采区布置两条上山时，可用轨道上山进风、输送机上山回风;也可用输送机上山进风、轨道上山回风。3．２.１输送机上山进风采用输送机上山进风，轨道上山回风的通风系统,容易引起煤尘飞扬,使进风流的煤尘浓度增大；煤炭在运输过程中所涌出的瓦斯,可使进风流的瓦斯浓度增高，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。3.2．2轨道上山进风采用轨道上山进风、输送机上山回风的通风系统,虽能避免上述的缺点，但输送机设备处于回风流中,轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，风门数目较多。3.2.3本矿井进风上山的选择该矿井为低瓦斯矿井，该矿开采煤层属于自燃发火煤层。虽然轨道上山进风输送机设备处于回风流中,轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，风门数目较多但轨道上山进风不易引起煤尘飞扬,不易引起瓦斯积聚,进风流风流质量好，煤尘、瓦斯浓度低，风流温度低,有利于工作面的安全卫生条件。所以，该矿区采用轨道上山进风,输送机上山回风的通风方式。3。３回采工作面通风方式３.3。1现行的回采工作面通风系统长臂工作面在我国的应用最广，采用这种工作面的矿井产量占全国回踩总产量的８5％以上。工作面的通风方式因瓦斯涌出量、开采工作条件和开采技术而异。按工作面进、回风巷的数量和位置,可分为U型、Y型、E型、W型、Z型等通风方式，其中Ｕ型应用最为普遍。表３．1工作面通风方式比较通风系统示意图优点缺点适用条件U型(1）对了解煤层赋存情况、掌握瓦斯、火灾的发生、发展规律较为有利；(2）由于巷道均维护在媒体中，因而巷道的漏风率较少。（1)煤炭自然威胁较大；(2）上隅角瓦斯浓度高。多适用于瓦斯涌出量不大、不易自然发火的煤层开采中。Y型(１)采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；(2）工作面上、下端均处于进风流中,改善了作业环境；(3)实行沿空留巷，可提高采区回收率。需要边界准备专用回风上山,增加了巷道掘进、维护费用。瓦斯涌出量大的工作面Z型(1）与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少;(２）进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；(3)采区内进、回风巷的总长度近似不变,有利于稳定风阻、改善通风.需要边界准备专用回风上山,增加了巷道维护和掘进费用。W型(１)减少了巷道的开掘和维护费用。（2)风阻小，风量大,漏风量小,利于防火.（3）便于回收安装维修采煤设备。（4）当中间平巷进风且设运输机时,既保证了运输设备处于新鲜风流中,又保证了进、回风巷的总断面比较接近,故在近水平煤层的综采工作面中应用较广.在近水平煤层综采工作面中应用较广。Ｅ型（1)下平巷和下部工作面回风速度降低,故可抑制煤尘的产生.（2)与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。（1)采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出,使该处时常处于瓦斯超限状态。仅适用于低瓦斯矿井。U+L型（１）可减少采煤工作面回风流中的瓦斯排放量和防止上隅角瓦斯超限;（2）尾巷不作回风用时可用于钻孔施工、铺设管路抽放瓦斯，还可用于下一邻近工作面的进风巷。适用于瓦斯涌出量大的采煤工作面。其他随煤层开采条件、开采技术、瓦斯赋存、自然发火倾向性的不同,还可采用Ｘ、H、双Z型等通风方式。这些通风方式是在实践中不断发展、丰富起来的。3。３.2本矿井回采工作面的通风系统选择矿井为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出5.596ｍ3／ｍin，相对涌出量1.788m3/t。该矿开采煤层属于自燃发火煤层，各煤层均具有自燃发火危险性，自燃发火期为１～3个月。采用U型通风方式对了解煤层赋存情况、掌握瓦斯、火灾的发生、发展规律较为有利，且由于巷道均维护在媒体中，因而巷道的漏风率较少。虽然煤炭自然威胁较大,上隅角瓦斯浓度高,但根据八矿现场实测数据，工作面平均气温为22℃,且低瓦斯，所以煤炭自然和瓦斯浓度达到爆炸点的可能性不大。U型后退式通风方式多适用于瓦斯涌出量不大、不易自然发火的煤层开采中。U型通风方式布置方便，通风简单，U型后退式通风上下顺槽均维护在煤体中，漏风量小，瓦斯、煤炭自然方向与风流方向一直，有利于降低工作面瓦斯浓度。且Ｕ型后退式通风巷道开拓费用低。所以，该矿井采用U型后退式通风方式.３。3．3上行风与下行风的对比分析图３。1通风方式表3。2工作面风向比较工作面风向定义优点缺点上行风当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷道水平时，采煤工作面的风流沿工作面的倾斜方向由下向上流动，称上行通风。(1)瓦斯比空气轻，有一定的上浮力，其自然流动的方向和上行风流的方向一致利于带走瓦斯,在正常风速（大于0．5～0。8ｍ/s）下，瓦斯分层流动和局部积聚的可能性较小.(3)工作面发生火灾时,采用上行风在起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行风要小些。(4）除浅矿井的夏季之外，采用上行风时,采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同,对通风有利。(１）上行风流方向与运煤方向相反，易引起煤尘飞扬,使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。（2）煤炭运输过程中放出的瓦斯进入工作面，使进风流和工作面风流瓦斯浓度升高，影响了工作面卫生条件。（３)采用上行凤时,进风风流流经的路线较长,且上行风比下行风工作面的气温要高些。下行风当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷道水平时,采煤工作面的风流沿工作面的倾斜方向由上向下流动，称上行通风。（１)采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。（２)采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。(3)下行风流方向与瓦斯自然流向相反，不易出现瓦斯分层流动和局部积聚的现象。（1）运输设备在回风巷道中运转,安全性较差。（２）工作面一旦起火,产生的火风压和下行风工作面的机械风压作用方向相反，使工作面风量减少，瓦斯浓度升高,下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比上行风要大些，灭火工作困难一些。（3)除浅矿井的夏季之外，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反，降低了矿井通风能力，而且一旦主要通风机停止运转,工作面的下行风流就有停风或反风（或逆转）的可能。综上所述，上行通风和下行通风各有利弊，尽管一般认为上行通风稍优于下行通风,但国内外有此矿井为了降低工作面温度减少工作面的瓦斯和煤尘浓度，采用下行通风也取得了较好的效果.结合该矿井开采煤层属于自燃发火煤层，各煤层均具有自燃发火危险性，自燃发火期为1～3个月。工作面一旦起火,上行通风起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行通风要小，且上行通风瓦斯流动的方向与风量方向一致，瓦斯分层流动和集聚的可能性小，故采区采用上行通风方式。

4掘进通风局部通风机是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流.其设计规则如下：(１）矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(２）局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进;（3)尽量采用先进技术先进的低噪、高效型局部通风机；（4）压入式通风易采用柔性风筒,抽出式通风易采用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行.4.１掘进工作面通风方式矿井新建、扩建或生产时,都要掘进巷道，在掘进工程中,为了稀释和排出自煤(岩）体涌出量的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘,以及创造良好的气候条件,必须对独头掘进工作面进行通风。掘进通风总的可以分为总风压通风法和局部动力通风法。出于掘进面通风必须做到风质好，风量稳定等多方面的考虑。本设计决定采用局部动力通风,采用局部通风机进行掘进的通风。局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，局部通风机通风是由局部通风机和风筒组成一体进行通风,按其工作方式分为：压入式通风,抽出式通风和混合式通风。４.1。1压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口１0ｍ外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面,污风沿巷道排出。具体布置示意图如图4.1.图４.1压入式通风4．1。2抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧.新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出，抽出式通风见图４．2.图4。２抽出式通风4．1.3混合式通风混合式通风的布置如图4.３所示,其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸收风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保持在4０－50米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长度,一般为3０米左右,混合式通风机见图４.3。图４。3混合式通风由于混合式通风适用于大断面长距离的岩巷掘进通风的较好方式，由于采煤工作面属于普通断面，短距离岩巷掘进，因此本次设计只考虑压入式和抽出式两种方式。压入式通风与抽出式通风优缺点比较：(1)抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局部通风机的为新鲜风流,故安全性高.(2）抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；压入式通风风筒出口射流的有效射程达，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。(3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气,故劳动卫生条件好。压入式通风时炮烟沿巷道流动,劳动卫生条件较差,而且排出炮烟的时间长。（４）抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒.从以上比较可以看出,两种通风方式各有利弊,压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。为了保证掘进工作面的安全生产，本矿井设计采用压入式掘进通风。４.２煤巷掘进工作面需风量各掘进工作面所需风量计算如下:４．2．1按压入式通风方式通风时(4-１）式中：Qy—采用压入式通风时,稀释、排除掘进巷道炮烟所需风量,m3/min；A—为同时爆破的炸药量,Kg，最大为6。5Kg；S—掘进巷道的净断面积，1６m3，；L-从工作面至炮烟浓度稀释至安全浓度的距离,可用下式计算：Ｌ=4０0Ａ／S，则L=400×6。5/16=162.5（备注：此处的支护方式对巷道的开掘面积的影响较小，故此处开掘巷道净断面积取16m２）t-掘进巷道的通风时间，一般取2０-30ｍin,取２0mｉｎ。ｍ3／ｍin4.2．2按瓦斯涌出量计算根据《矿井安全规程》规定，按工作面回风风流中沼气的浓度不得超过1％的要求计算，即:Qｂ＝qb*kb*（1－kｇ）(4－2）式中：Ｑb—掘进工作面实际需风量，m3/miｎ；qb-掘进工作面瓦斯的平均绝对涌出量,５.60ｍ3/ｍｉｎ;Ｋb-掘进工作面的瓦斯涌出量不均衡的风量系数，取1.５;Kg—矿井瓦斯抽放率，根据经验，一般取60—80%。根据规程规定：回采工作面瓦斯涌出量大于5，掘进工作面瓦斯涌出量大于3时,仅靠通风排除瓦斯是不合理的，本矿井的掘进工作面的瓦斯涌出量为２．8８m3/min,未超过3m３/min,在保证安全的前提之下，为了尽量减少工程量,按照规程规定,本矿井可以不进行瓦斯抽放.掘进工作面需风量：５．６0×1．5×(1-0。８）=1684。2。３按人数计算按每人每分钟所需风量和掘进工作面的最多人数计算工作面所需风量。ﻩ(4-3）式中：ﻩ4—每人每分钟供给4m3的规定风量,m3／min；ﻩＮ—该掘进工作面同时工作的最多人数，取30人. 故掘进工作面风量：4.２.4炸药量计算岩石大巷的掘进一般采用炮掘，所以风量计算要按照炸药量计算。(４—4)式中: 2５—使用一克炸药的供风量,ｍ3/miｎ； A—该掘进工作面一次爆破所使用的最大炸药量,取６.5.ﻩ由以上四中方法计算的掘进巷道所需风量最大值为：4。2。５按风速进行验算(1)按《煤矿安全规程》规定煤巷掘进工作面的风量满足：ﻩﻩ式中S为煤巷掘进巷道断面积，1３。2m２； Ｑmiｎ=15＊1３.２=198m３/minQmax=240＊１3。２=3１６8m3/min由风速验算可知,Q=1６8m３/mｉn，不符合风速要求.根据配风经验取２50m3/min，经风速验算符合要求.（2）按照《煤矿安全规程》规定岩巷掘进工作面的风量满足:式中S为岩巷掘进巷道断面积，15．43m２;按照以上方法1、3、4(式中S取代为18m２）可以计算出岩巷掘进最大需风量为162．５m3/min,满足要求。5矿井风量计算与分配5．1矿井总风量的计算矿井总风量是井下各个工作地点有效风量和各条风路上的漏风的总和。本设计采用按实际需要由里往外细致配风的计算方法。生产矿井总风量按以下要求风别计算，并取其中的最大值.5．1.1按井下同时工作的最多人数计算井下工作人员呼吸所需风量:式中：Ｎ—井下同时工作的最多人数;—矿井通风系数，一般可取１.2-１.25本矿井井下同时作业的最多人数为400人，矿井通风系数取1.２０则：Q=４４00１。20=1９２０ｍ3/min5.1.2按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和:（5－１)式中:—采煤工作面和备用工作面实际需要风量的总和，；—掘进工作面实际需要风量的总和，;—硐室实际需要风量的总和,；-除了采煤、掘进和硐室地点外其他需要通风地点风量总和,.Kｔ-矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素抽出式一般可取Kｔ＝１．15～1.20，本矿井通风方法为中央并列式,因此取Ｋt=1。20;5.1.2。1综采工作面实际需风量计算每个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面气温、风速和人数等规定分别计算,然后取其中最大值。(１）按瓦斯涌出量计算Qａi=1０0＊q×kai，m3/mｉn式中,Qai——回采工作面实际需风量,m3/min；ｑs——回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量,m3/min;kai-—采面瓦斯涌出不均衡通风系数.qs=１.78８*３６00/（24＊600）=4.4７ｍ3/mｉnQai=100＊４。4７*1.４=６25.８m3/min(2）按工作面温度选择适宜的风速进行计算采煤工作面应有良好的劳动气候条件，温度和风速应符合表5.1要求。表5.1采煤工作面空气温度与风速对应表工作面温度／℃〈18１8～202０～２3２3～2６2６～282８~30工作面风速／m·ｓ-１0．3～0。80.8~1．0１.０～１.51.5~1。8１.8~2．52.5~３.0配风调整系数/Kap0．901．0０1．0-1.11．１－１。251．25-1。４1．4-1。6Qai＝60*Vａi*Sai，m３/miｎ式中,Qａi-—回采工作面实际需风量,m3/min；Vai-—第ｉ个采煤工作面风速，m/ｓ;Sai——第i个采煤工作面的平均断面积,m2。Qaｉ＝60＊1。3*１1．91=９28．98m3/mｉn（３）按工作面同时作业人数计算Ｑａｉ=4*N，ｍ3/min式中,Qai-—回采工作面实际需风量,ｍ3/ｍin；N——井下同时工作的最多人数，人;4——以人数为计算单位的供风标准，m3/ｍiｎ；Qai＝4*40＝160，ｍ3/min（4）按风速进行验算按最低风速0.25ｍ／s:Ｑai＝15＊Sai，m3/min按最高风速4m／s:Qaｉ＝２4０*Saｉ，m3/mｉｎ式中，Ｑai-—回采工作面实际需风量，m３/ｍｉn；Sａi——第i个采煤工作面的平均断面积,m2.按最低风速0。25m/ｓ：Ｑaｉ=１5＊１1．9１＝１78。65,m3/ｍin按最高风速４m/s：Qai＝24０*11.91＝２85８.4，m3/min在风速验算范围内对以上风量进行比较取最大值，最终综采工作面风量为928．９８ｍ3/mｉn，满足要求。5.1．2.2备用工作面需要风量计算备用工作面的需风量通常取与之产量相同的回采面风量的一半。因此,可得：Ｑｄi＝928。９8＊50％=４6４。49m3/ｍin5。1.2。3掘进工作面需风量由4。2的计算结果可得一个煤巷掘进工作面所需风量为２５０m3/mｉn，一个岩巷掘进工作面所需风量取１62．５ＱUOTＥｍ3／min。又本设计采区达产时,共有２煤巷，因此:掘进工作面需风量=2５０＊２=500QUOＴEm3/ｍin5。1.2。4硐室需风量计算由于所给的矿井资料中,没有硐室的相应参数,无法进行计算,所以只能根据经验值计算需风量：井下火药库：１0０m3/min;绞车房:80m３/min；变电所:中央1００ｍ３/min，采区80m３／min;检修硐室：1０0ｍ3／mｉn;其它硐室：1５0m3/miｎ100+80+100+８0+1０0＋15０=610m３/min5.１．2。5其他巷道所需风量计算其他巷道需风量主要指对行人斜巷和维护巷道的实际配风,按经验可取回采面、掘进头、硐室风量的5％,因此：9２8。9８+25０×2+610)×5%=10１.９5m3/min5．１。2。6Kt的确定Kｔ是矿井漏风系数，是反映井下通风构筑物及通风管理水平的一个综合性指标，矿井采用两翼对角式通风方式，由表5.2可查出Kｔ＝１．1５。表５．2矿井通风系数表通风方式Kｔ取值中央并列式1．20~１。2５中央分列式或混合式1.15～1．20对角式或分区式通风１.１０~1．15综上所述,按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计算得矿井所需风量总和为：Q＝（∑Qaｉ+∑Qｂｉ+∑Qci＋∑Qｄi)×Kwz,m３/mｉｎ式中：∑Qai——各回采工作面和备用工作面所需风量之和，m3/ｍin；∑Qbi--各掘进工作面所需风量之和；∑Ｑcｉ-—各峒室所需风量之和;∑Ｑｄi——除上述各用风地点外，其它巷道所需风量之和;Kｗz—-矿井风量备用系数,包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素影响，矿井通风方式有关,一般可取1。15～1.25。对于中央并列式,１。25；中央分列式和混合式,１。２;对角式,1。1５。Q=(９28.９8+４６4。49+250＊２+61０+101．95）×1.1５=299６。23m３/ｍｉn综合两种计算方法,取其最大值，所以，整个矿井总需风量为２9９6．23ｍ３/ｍｉn.5.2矿井风量分配5．2.1分配原则（1)各用风地点风量按前述分配；(２)对于掘进工作面风量，一般根据巷道断面的大小,送风距离，煤岩巷三个因素并按所选局部通风机性能供风；（3）井下火药库、变电所、绞车房应单独供风;(4)分配的风量，各巷道的瓦斯和有害气体的浓度,应根据《规程》要求不得超过规定限度；5.2.2分配方法根据矿井实际需要按照由里向外的原则进行配风，其中：逆风则将各用风地点风量值乘以1．１5可得各用风地点实际风量;采煤工作面配风只需配计算的风量即可;上下平巷的风量需乘以1.1５；顺风流而下，分风地点需加上其它风路风量分配给分风前的风路，直至确定风量。根据实际需要由里向外的原则配风,先定井下采掘工作面、火药库、硐室、等各用风地点的有效风量,再加上逆风流方向和各风路上的允许漏风量，得到矿井的总风量.(1）采煤工作面，考虑到采煤工作面的采空区漏风占工作面风量的１5％，工作面进风侧平巷风量为:Q进＝9２8．98×1．１5＝1０６8.33m3/ｍｉn，实际分配１100m3／min；(２）掘进面:Ｑ掘=2×２50×1.１５=5７5ｍ3/min,实际分配600ｍ3/ｍiｎ；表５.3各用风地点需风表用风地点数量单位需风量（ｍ3／miｎ）总需风量（m３/mｉｎ)采煤工作面1928.９８92８。9８备用工作面１464.４9４64.4９掘进工作面煤巷2250500岩巷2（后期)1６2。53２5硐室井下火药库1100６10绞车房28０变电所２100/80检修硐室1100其他硐室15０其他巷道（ｍ3/ｍｉn）101。９5Ｋｔ１。１5总需风量2996.235．3风速验算根据每条巷道的分风量和巷道的断面积，求出每条巷道内的实际风速,然后与规程规定的各类巷道的最大和最小允许风速进行比较，如果不超限，说明所取风量满足要求.表5。4巷道适宜风速序号巷道名称适宜风速（m／s）1运输大巷、主石门、井底车场４．５-５．02回风石门、回风平硐、回风大巷5。５—6．53采区进风巷、进风上山3。5—4。５4采区回风巷、回风上山４。５—5.55采区运输机巷、胶带运输机巷3。0-3．56采煤工作面1．５－2.5表5.5其他各类巷道适宜风速井巷名称允许风速（m/ｓ）最低最高无提升设备的风井和井筒－15专为升降物料的井筒—12风桥—１０升降人员和物料的井筒—８主要进回风巷－8架线电机车巷道1.08运输机巷道、采区进回巷道0。25６回采工作面，掘进中的煤巷和半煤岩巷０。254掘进中岩巷0．154其他行人巷道0．1５—表5.６井巷风速验算表井巷名称有效断面/m2风量／m３·min—１风速/m·s-1校核值校核结果副井井筒２3.7５2996．2３2．10＜8合格轨道大巷1２。６8255１．２４3.35〈8合格轨道上山16．43255１。242.59<8合格综采工作面１1。91928。9８1.３00．25—4合格采区变电所15.43800。086合格区段运输平巷１3。21０30。９31．30>0。15合格区段回风平巷1３．2１０３0.９3１．3０＞0．15合格回风大巷15.4３29９6.233.24<8合格回风井1９.６32996。232。５4〈1５合格

6矿井通风阻力计算矿井通风阻力的大小事选择通风设备的主要依据,所以,选择矿井主要通风机之前，必须要计算通风总阻力的大小.按照经过巷道时产生的阻力的方式不同,可以分为摩擦阻力里与局部阻力，摩擦阻力一般占通风阻力的9０％左右，是矿井通风设计选择主要通风机的主要参数。主要通风机的选择,工作风压要满足最大阻力，因此要确定通风容易与通风困难时期的最大阻力路线。6.１矿井通风阻力计算原则(1）矿井通风的总阻力，不应超过2９4０Pa;(２）矿井井巷的局部阻力，新建矿井(包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的1０％计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的1５%计算；（3）矿井通风网路中有很多的并联系统,计算总阻力时，应以其中阻力最大的路线作为依据；（4）设计的矿井通风阻力不宜过高,一般不超过350ｍm水柱；(5）应计算出困难时期的最大阻力和容易时期的最小阻力，使所选用的主要通风机既满足困难时期的通风需要，又能在通风容易时工况合理。6．2矿井通风容易时期和困难时期的确定6。2．１通风最容易时期该矿井通风容易时期为东一采区第一个工作面开采、西一采区第一个工作面备用的时期。通风容易时期的最大阻力线路:东翼：副井-—井底车厂——石门——东翼轨道大巷——采区下部车场—-轨道上山——区段运输平巷——采煤工作面——区段回风平巷——回风石门——回风大巷——东回风井,即１-2-3-4－5－６—7－８-9-１1-12－１3-1４。西翼：副井——井底车厂——石门-—西翼轨道大巷轨道上山--区段运输平巷—-备用工作面——区段回风平巷——回风石门-—回风大巷—-西回风井，即：１-2-3-１4-15—1８－１6－19-21—22-２3。如下图所示:图6．1通风容易时期网络图６．２。2通风最困难时期计算通风困难时期要考虑：1、在风机及矿井的服务年限之内回采工作面推进的位置；2、风路最长时的工作面位置；3、工作面的开采顺序以及达产方式。该矿井通风困难时期为东三采区第三个工作面开采、西三采区第三个工作面备用的时期。通风困难时期的最大阻力线路:东翼：副井-—井底车厂——石门—-东翼轨道大巷—-采区下部车场—-轨道上山—-区段运输平巷—-采煤工作面-—区段回风平巷——回风石门——回风大巷——东回风井，即1－２—3－４-5-６-７-8—9-11-12—13—14西翼：副井--井底车厂-—石门--西翼轨道大巷轨道上山——采煤工作面-—回风石门--回风大巷——西回风井，即１—2-３-１5-1６－1７－1８-19－22－21－２2。如下图所示。图6.2通风困难时期网络图６。3矿井通风阻力及等积孔的计算矿井通风阻力包括摩擦阻力、局部阻力和自然风压。摩擦阻力是风流与井巷周壁摩擦以及空气分子间的扰动和摩擦而产生的阻力，由此阻力引起的风压损失是摩擦阻力损失.摩擦阻力按下式计算：式中：ﻩα——摩擦阻力系数，Ｎ•s２/m4;ﻩL-—井巷长度,m； Ｕ-—井巷净断面周长，m;ﻩＱ-—通过井巷的风量,ｍ3/s; Ｓ———井巷净断面积,m2;沿着通风容易和困难时期的风流路线，依次计算各段路线的摩擦阻力hｆi，然后分别累计得到容易和困难时期的总阻力h./ＫJfe和hfｄ，再加上局部阻力,因为初建矿井局部阻力取总摩擦阻力的1０％,扩建矿井取总摩擦阻力的15％，得到两个时期的总阻力hme和hmd.容易时期通风总阻力：困难时期通风总阻力:6．3.1通风容易时期（1）通风容易时期阻力表６.1通风容易时期阻力计算井巷区段序号井巷名称长度L（m）断面S（m2）周界U(m）系数（α＊１0∧４）风量Q（m３/miｎ）阻力（Pa）1－2副井井筒６30２3．7517.2７400２９96．238１.014-5轨道大巷4４９１2．681３。４8９02９96．2366.６36-8轨道上山１7５716．4３13。0485299６.２３４７。18８-14轨道上山23１８1６．４313.04852878.９9１8。3０14-21轨道上山3２66１6.431３.048５1９２7.５6。86１５-１6区段运输平巷１26７13．２1４．8２2０1030.93５2.9516-17工作面215１1．９11６.0430０928.98１4.6８１７－２0区段回风平巷１2６７13.214.8５８。810３0.931４。1５24-２5－２6回风大巷及石门143715.4311。34852996．２３94．02２6－2７回风井３3019．6315。７231。42９9６.235。37合计4０1。１６表６。２通风容易时期风速校验巷道名称风速(ｍ/ｓ)minmax副井井筒1.96轨道大巷3．67轨道上山0.232。74运输上山０．０92．61综运输平巷１.３５备运输平巷0。6７工作面１．４9综回风平巷１.35备回风平巷０．６７回风大巷3。０２回风井２．37通过与《煤矿安全规程》比较，各用风地点的风速均符合要求。(２）通风容易时期等积孔通风容易时期总摩擦阻力hfe=401.1６Pa通风容易时期总阻力ｈme=1.1hfｅ＝1.1＊401。1６=44１.28Pa通风容易时期等积孔Ae=1.１91７Qe/√hmｅ=1．19１7*299６。2３/60/√44１．２８＝2.83Pa6．３.2通风困难时期(１）通风困难时期阻力表６.3通风困难时期阻力计算井巷区段序号井巷名称长度Ｌ（ｍ）断面S（m２）周界U（m)系数(α＊10∧4)风量Q(m3/min)阻力（Pa)副井井筒63023．7517.274０0２996。２381。0１轨道大巷180912.6813.4８9０2996。2３２68。４5轨道上山１41316．4３13。04852996．2325。74轨道上山２２6６16．431３.04851919。56.80区段运输平巷1４47１３。214。８22０10３０.9360。4８工作面２4711。9１16。0430０928.９8１６。８7区段回风平巷1450１３．214．85８.810３０.9３16。2０运输上山12001６。431３．04１5５257６1６．80运输上山26９51６．4313.０４1552６6862。６3回风石门1３015．４311。34852996.2３８.5１回风井２8019。6315．7231。4２99６.234．56合计５68。03表6．4通风困难时期风速校验巷道名称风速(ｍ/s）miｎｍax副井井筒１.96轨道大巷3.67轨道上山0.２32．74运输上山0.092．61综运输平巷1。35备运输平巷０．67工作面1．49综回风平巷1。35备回风平巷0.67回风大巷3。０２回风井２.37通过与《煤矿安全规程》比较,各用风地点的风速均符合要求。（２）通风困难时期等积孔通风困难时期总摩擦阻力hfd=568．03Pa通风困难时期总阻力hmd=1。15ｈｆe＝1.１5＊568.０3=653．２3Pａ通风困难时期等积孔Ａd=1。1917Ｑe/√ｈmd=1．191７*2９96。23/6０/√65３．2３＝2。３3Pa６.3.３通风难易程度判断根据下表判断矿井通风的难易程度:表6。5矿井通风难易程度评价等积孔（m2）通风阻力等级难易程度评价〈1大阻力矿难１—2中阻力矿中＞2小阻力矿易综合考虑，通风容易困难时期等积孔均大于２，所以该矿井是小阻力矿,通风容易．ﻬ7矿井通风设备选型７.1通风机选型基本原则选用的通风机不仅应安全可靠、技术先进、经济指标好，还应：(1)通风机应满足第一水平各时期的阻力变化要求并适当照顾下一水平通风机的需要。阻力变化较大时，可考虑分期选择通风机，但初装电机械的使用年限不宜小于1０a。（2）留有一定的余量，轴流式通风机在最大设计风量和风压，叶片安装角度一般比最大允许使用值小5度，离心式通风机的转数一般不大于允许值的90％。（３）通风机的服务年限内,其矿井最大和最小阻力的工作点均应在合理工作范围.（4）考虑风量调节时，应尽量避免采用风硐闸门调节。7．2自然风压自然风压:Hn=Δρgz式中，Hｎ——矿井自然风压,PaΔρ——进风井筒与回风井筒空气平均密度差，Kg/m３Z——矿井最高点至最低水平间的距离,m表7。1井巷空气密度季节地点进风井筒（kｇ/ｍ3）出风井筒(kg／m3）冬1.211.20夏1。2０1.19表7．2井巷长度井巷名称进风井筒东回风井西回风井长度（m)６3033０２80将各参数带入得，夏季自然风压：Hn=（1．２1－１。20)＊9．８*630=６2。72Pa冬季自然风压：Hｎ=（１。2０-1。１9）＊９.8＊630=62.7２Ｐａ7.3选择主要通风机7.３.１主要通风机工作风压（1）通风容易时期通风容易时期自然风压与通风机风压作用相同，通风机有较高功率，故从通风系统阻力中减去自然风压.通风容易时期主要通风机静风压为:ﻩＨrsｍin=hｒmin－ｈ自然+h损失 式中： hrmｉn——通风容易时期矿井通风总阻力，Pa； h自然——自然容易时期帮助通风的自然风压，Pa; h损失—-损失通风机附属装置和扩散器出口的风压损失,取5０Ｐa。hrsｍin＝4４1。28-62.７2+５0=428．５6Pa（2）通风困难时期通风困难时期自然风压与通风机作用反向，故通风系统需加上自然风压.主要通风机静风压：ﻩHｒｓｍax＝hｒmaｘ+ｈ自然＋h损失 式中:ﻩ