矿井智能通风与安全课程设计指导书

《矿井智能通风与安全》课程设计指导书课程中文名称：《矿井智能通风与安全》课程设计课程英文名称：CourseDesignforMineIntelligentVentilationandSafety课程编号：020040101适用专业：智能采矿工程设计周数：1周学分数：1学分课程类别：必修应开课学期：第六学期一、课程设计目的与任务（一）课程设计的目的通过课程设计加深对矿井智能通风与安全和其它课程所学专业理论知识的理解，并综合利用所学的专业知识，对矿井智能通风系统，风量的计算与分配，通风设施的设置等内容进行设计，培养学生的通风设计能力，分析与解决实际问题的能力，独立工作的能力，以及绘图能力，为采矿工程专业毕业设计和学生今后从事矿井智能通风与安全方面的工作打下良好的基础。（二）课程设计的任务根据给定的设计资料和条件，完成矿井通风系统优选、矿井需风量的计算与风量分配、矿井通风阻力计算、矿井通风设备选型。二、课程设计要求（一）基本要求根据给定的设计资料和条件，运用矿井智能通风的基础理论、基本规律，能够根据不同类型矿井通风系统的特点和设计要求，按照矿井通风系统的设计方法和步骤，优选矿井通风系统，绘制通风系统示意图和网络图，计算矿井需风量和通风总阻力，完成通风设备选型。（二）具体设计项目内容及要求1.矿井通风方式与通风系统的选择（1）矿井必须为完整的独立通风系统；（2）新建高瓦斯矿井、突出矿井、煤层容易自燃矿井及有热害的矿井应当采用分区式通风或者对角式通风；初期采用中央并列式通风的只能布置一个采区生产。（3）矿井通风系统图绘制，必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点；（4）绘制对应的矿井通风网络图；2.矿井风量计算（1）风量计算依据：供给煤矿井下任何用风地点的新鲜风量，应依照①和②进行计算，并取其最大值，作为该用风地点的供风量。①按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m②按该用风地点的风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度、风速及温度等都符合《煤矿安全规程》的有关各项规定要求，分别计算，取其最大值。（2）设计原则与方法：矿井或采区的供风量，均按矿井或采区各个实际用风地点，按照风量计算依据，分别计算出各个用风地点的实际最大需风量，从而求出矿井或采区的风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，作为矿井或采区的供风量。即“由里往外”的计算原则，由采据工作面、确室和其他用风地点计算出各个采区需风量，最后计算出全矿井总风量。3.矿井通风阻力计算按照矿井通风容易、困难时期，分别计算矿井通风系统阻力。4.矿井通风设备选型及吨煤通风电费计算（1）根据计算得到的通风机理论工况参数，对初选通风机进行技术、经济和安全性比较；（2）优选满足矿井通风需要，技术先进、效率高和运作费用低的通风机型号和转速。（3）在通风机性能曲线图上，标示出理论工况点和实际工况点及工况参数。三、设计数据及资料某新设计高瓦斯矿井，位于地势平坦的中原地区，已知设计基础条件如下：（1）煤层地质情况：井田总体呈单斜构造，开采单一煤层，倾角15°，煤层平均厚度3.5m，为不易自燃煤层,煤尘有爆炸危险。（2）井田范围：设计第一水平深度380,走向长度L约为km，倾斜长度为1.6km；（3）矿井生产任务：设计年产量A为万。（4）矿井开拓与开采：立井单水平上下山开拓，在底板岩层中开掘岩石大巷，双翼采区准备，按照“一井一面”布置生产，采掘比为1:2。井下同时工作的最多人数为260人。工作面进风流温度20℃，回采工作面同时作业人数最多76人。经过瓦斯抽采后，需经通风稀释的平均瓦斯绝对涌出量为回采工作面3-4.9m3/min（自选），掘进工作面1-2.9m3/min（自选），掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量6kg，掘进工作面同时工作的最多人数25人。（5）阻力最大和最小时自然风压分别为50Pa和150Pa。主要通风机装置（含风硐）阻力取120Pa。（6）部分井巷尺寸及支护情况见表1。表1井巷尺寸及支护情况井巷名称井巷特征及支护情况断面积m2长度m副井圆形，罐笼，有梯子间，直径5.5m，混凝土碹计算确定程序确定主要运输石门拱形，混凝土碹，壁面抹浆16200主要运输巷拱形，混凝土碹，壁面抹浆16计算确定轨道上山拱形，锚网索14计算确定皮带上山拱形，锚网索14计算确定专用回风上山拱形，锚喷14计算确定工作面平巷梯形，锚杆12计算确定采煤工作面矩形，液压支架，控顶距4.2~5.2m，综采计算确定150回风石门梯形，锚喷840主要回风大巷拱形，混凝土碹，壁面抹浆8计算确定回风井混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m计算确定程序确定图1开拓方案剖面示意图图2开拓开采布局方案平面示意图（上山部分）图3开拓开采布局方案平面示意图（下山部分）四、课程设计说明书编写提纲（一）封面、目录封面要求：统一模板，标注好课程名称，班级学号姓名，指导教师姓名、职称等信息。目录自动生成至二级标题。（二）摘要概述课程设计过程和基本参数，重点对课程设计中的风量计算结果、阻力计算结果、风机选型结果、电机选型结果进行阐述。（三）矿井概况根据设计要求，结合学生的学号信息，阐述本次设计所需的矿井基本条件，如矿井生产能力、走向长度、煤层倾角、煤层厚度、埋深等基础信息。同时需要介绍矿井的开拓巷道系统布置平剖面图、各类型井巷的相关支护参数、尺寸参数等。（四）矿井通风方式与通风系统的选择简述矿井的通风方式类型，并根据题目给出的矿井基础参数和相关设计要求，选择出合适的矿井通风方式以及通风系统。（五）矿井风量计算分别通过以下两种方法对矿井需风量进行计算，并采用两者中的最大值，并对各主要用风地点进行风量分配。1.按井下同时工作最多人数计算，没人每分钟供给风量不得少于4m3。2.按采煤、掘进、硐室及其他实际需风量的总和进行计算。（六）矿井通风阻力计算根据设计的矿井通风系统，分别确定矿井通风容易时期和困难时期的通风系统，并绘制通风容易和困难时期的通风系统图和网络图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力分别计算两种时期的矿井总阻力。（七）矿井通风设备选型计算根据前面计算的矿井总需风量和总阻力，进一步计算主要通风机的工作风量和工作风压，确定理论工况点和实际工况点，选择合适的主要通风机和电机。（八）设计感言主要阐述本次设计的真实经历感想，还存在的不足之处和有益的建议等等。（九）参考文献列出本次课程设计中用到的主要参考文献。五、注意事项1.设计条件唯一，请自行删除无关部分。计算通风系统总阻力时必须采用Excel等软件完成，在提交纸质说明书的同时提交一份电子版，包括Excel计算表格及详细参数。2.每人设计中基础数据要不同，矿井条件说明中自己依据下列要求进行选取：（1）走向长度L=学号末四位数字逆序排列组成的数值+5000m.如：学号为311202010329，则走向长度L为9230+5000=14230m。（2）生产能力A和采区一翼走向长度的取值六、设计依据和参考资料（含教学参考书或在线资源）1.张国枢等编著，《通风安全学》（第二版）（高等教育“十二五”规划教材），中国矿业大学出版社,2011.7。2.安全生产监督管理总局