矿井通风设计说明书

矿井通风设计PAGE9-1-矿井概况某新设计矿井，已知条件如下：煤层地质情况：单一煤层，倾角25°，煤层厚度4m，相对瓦斯涌出量为13,煤尘有爆炸危险。井田范围：设计第一水平深度240,走向长度7200，双翼开采，每翼长3600。矿井生产任务：设计年产量60万，矿井第一水平服务年限为23。矿井开拓与开采：用竖井主要石门开拓，在底板开掘岩平巷，其开拓系统如图9-2所示。拟采用两翼对角式通风，No7、No8两采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图9-3.采区巷道布置见图9-4。全矿井有两个采区同时生产，分上、下分层开采，共有4个采煤工作面，1个备用工作面。为准备采煤有4条煤巷掘进，采用4台11局部通风机通风，不与采煤工作面串联。井下同时工作的最多人数为380人。有一个大型火药库，独立回风。（5）井巷尺寸及支护情况见表1-1。表1-1井巷尺寸及支护情况区段井巷名称井巷特征及支护情况巷长m断面积m21~2副井两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m2402~3主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆1209.53~4主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆809.54~5主要运输巷三心拱，混凝土碹，壁面抹浆4507.05~6运输机上山梯形水泥棚1357.06~7运输机上山梯形水泥棚1357.07~8运输机顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.88~9联络眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.09~10上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.810~11采煤工作面采高2m控顶距2~4m，单体液压，机采1106.011~12上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.812~13联络眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.013~14回风顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.814~15回风石门梯形水泥棚307.515~16主要回风道三心拱，混凝土碹，壁面抹浆27007.516~17回风井混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m70选择矿井通风系统矿井通风系统要求每一矿井必须有完整的独立通风系统。进风口应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体入侵的地方。箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼做进风井，如果兼做回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，个主要通风机的工作风压应接近，当通风机之间的风压相差较大时，应减小共用风路的风压，使其不超过任何一个通风机风压的30%。每一个生产水平和每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。确定矿井通风系统矿井通风系统选择的原则：要求符合安全可靠、技术先进合理、经济、投产快等。按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。本矿井开拓采用立井开拓方式，矿井通风采用两翼对角式通风，总回风井布置在井田的上部边界，回风井布置在No7、No8两采区中央上部，形成两翼对角式通风系统。根据《煤矿安全规程》以及本矿井的一些实际情况，本矿井采用抽出式通风方式。通风方法优点缺点抽出式1、漏风量小，管理方便2、井下风流处于负压状态，一旦主扇停转，风流压力提高，可使采空区瓦斯涌出量减少3、对矿井瓦斯管理有利主扇规格尺寸及通风电力费用高压入式1、在塌陷区分布广且采空区相沟通的条件下，风流可以把井下有害气体带到地面2、主扇规格尺寸小，通风电力费用低1、井下风流处于正压状态，当主扇停转，可能使采空区瓦斯涌出量增加2、通风管理工作困难，漏风较大第三章矿井风量计算和风量分配矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。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4；按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量总和进行计算。采煤工作面需风量的计算采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算，取其最大值。按瓦斯涌出量计算式中——第i个采煤工作面需要风量，；——第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，3.1；——第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常机采工作面取；炮采工作面取；水采工作面取。本题取。则。按工作面进风流温度计算采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表3-1的要求。表3-1-1采煤工作面进风流气温/℃采煤工作面风速/(m/s)<1515-1818-2020-2323-260.3-0.50.5-0.80.8-1.01.0-1.51.5-1.8采煤工作面的需要风量按下式计算：式中——第i个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表3-1-1中选取，取1.0；——第i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶距时有效断的平均值，6；——第i个工作面长度系数，按表3-2选取，取1.0。表3-1-2采煤工作面长度/工作面长度系数<1550-8080-120120-150150-180>1800.80.91.01.11.21.30-1.40则按工作人员数量计算式中4——没人每分钟应共给的最低风量，；——第i个采煤工作面同时工作的最多人数，30人。则。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：按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：风量满足要求，取465。备用工作面需风量采煤工作面总风量采煤工作面有串联通风时，按其中一个最大需风量计算。备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯、二氧化碳、风流和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。掘进工作面需风量的计算煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。按瓦斯涌出量计算式中——第i个掘进工作面的需风量，；——第i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，4；——第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，一般可取1.5-2.0。本题取1.8。则二、按局部通风机吸风量计算式中——第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。各种通风机的额定风量可按下表3-2-1选取。取JBT-52型。——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2-1.3。进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。表3-2-1风机型号额定风量/(m3/min)JBT-51(5.5kW)150JBT-52(11kW)200JBT-61(14kW)250JBT-62(28kW)300则三、按工作人员数量计算式中4——没人每分钟应共给的最低风量，；——第i个掘进工作面同时工作的最多人数，20人。则。四、按风速进行验算按最小风速验算，各个岩巷掘进工作面最小风量：各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最小风量：按最高风速验算，各个掘进工作面的最大风量：式中——第i个掘进工作面巷道的断面积，4.8。风量符合要求，掘进工作面风量取720。掘进工作面总风量硐室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：机电硐室采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量：采区各硐室的风量可按经验值来确定，又结合本矿实际低瓦斯矿得实际情况确定为：轨道上山绞车房=60，采区配电室=72，中央变电所=120。爆破材料库所需风量：大型爆破材料库不得小于100；中小型爆破材料库不得小于60。根据情况取128。硐室需风量。其它巷道需风量计算各个其它巷道需风量，按前面素有巷道的需风量总和的3%--5%计算。第五节矿井总风量计算矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量的总和计算。式中——采煤工作面和备用工作面所需风量之和，；——掘进工作面所需风量之和，；——硐室所需风量之和，；——矿井通风系数，当采用压入式或中央并列式通风时，K=1.2~1.25；当采用中央分列式或混合式通风时，K=1.15~1.20；当采用对角式或区域式通风时，K=1.10~1.15；矿井年产量T≥0.9Mt时，取小值；T＜0.9Mt时，取大值。取1.15。矿井总风量取为6490，为108.2。第六节风量分配一、分配原则：矿井总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。二、分配的方法先将以上计算得出的矿井总风量中减去独立回风的掘进风量和峒室风量，再按以下原则对剩余的风量进行大致的分配；各个回采工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配；各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即：式中：——矿井总风量中减去独立回风的掘进风量和峒室风量后的剩余风量，；——矿井总风量,；——各掘进工作面所需风量之和，；——各硐室所需风量之和，；则第四章矿井通风阻力计算一、矿井通风总阻力计算原则（1）矿井通风总阻力，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。二、矿井通风总阻力计算通风容易时期总阻力通风困难时期总阻力式中。经计算，矿井通风容易和困难时期见大表。矿井通风设备的选择一、矿井通风设备的要求（1）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。（2）选择通风机应满足第一开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。（3）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5°；离心式风机的选择设计转速不宜大于允许最高转速的90%；（4）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。主要通风机的选择计算通风机风量由于外部漏风，风机的风量大于矿井风量。式中——主要通风机的工作风量，；——矿井需风量，；——漏风损失系数，风井不做提升用时取1.1；箕斗井兼做回风用时取1.5；回风井兼做升降人员时取1.2。取1.1。则通风机风量为。2、计算风机风压①轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）容易时期困难时期矿井总阻力为911.086。通风机附属装置的各部分阻力取。自然风压在困难和容易时期分别为50和150。②离心式通风机（提供的大多是全压曲线）容易时期：困难时期初选通风机根据设计工况点初选通风机在BD系列风机特性曲线风量标点处，做Q轴垂线，在风压坐标和处做Q轴平行线，三条线段分别相交与和两点，选择两个工况点均在合理工作范围内的风机，BDNo.26（）风机装置符合要求，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。求通风机的实际工况点（1）计算通风机的工作风阻用静压特性曲线时：用全压特性曲线时：（2）确定通风机的实际工况点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。5、确定通风机的型号和转速根据通风机的工况参数（风量，风压，效率，转速等），对初选风机进行技术，经济和安全性能考虑，最后确定风机为BDNo.26号轴流式风机。6、电动机的选择(1)通风机全压效率和静压效率静压全压式中、——通风机全压效率和静压效率，分别为0.68、0.67；、——分别为矿井通风容易时期和通风困难时期通风机的输入功率，。(2)电动机台数及种类当0.6时，可选一台电动机，电动机功率为：当<0.6时，选两台电动机，其功率为：初期后期式中——电动机容量备用系数，1.1～1.2；——电动机效率，0.9～0.94；——传动效率，电动机与通风机直联时取1，皮带传动时取0.95。电动机功率在400～500以上时，选用同步电动机。其优点是在低负荷运转时，可用来改善电网功率因数，是矿井经济用电；缺点是这种电动机的购置和安装费用较高。结合本题，选用YBK2隔爆型三相异步电动机。YBK2系列煤矿井下用隔爆型三相异步电动机是为煤矿井下采掘工作面机械设计的专用电动机，机座由钢板焊接成形，风罩、接线盒、绝缘结构采取加强措施，电气性能、安装尺寸、额定功率等均与YB2电动机相同。本系列电动机的防爆性能符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》和GB3836.2－2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》标准的规定，制成隔爆型ExdⅠ．适用于煤矿井下采掘工作面。

技术参数：

1.额定电压：380V、660V、380／660V、660／1140V

2.额定频率：50Hz3.防护等级：IP55

4.冷却方式：IC4115.工作制：S1

6.绝缘等级：F7.安装形式：IMB3、IMB5、IMB35等。心得体会为期7天的课程设计终于结束了，这段时间是我们小组在大学期间不可多得的美好记忆。他给了我们很多的感受和经验，让我们在饱受酸甜苦辣的同时也体会到集体的力量和成功的喜悦。在我们以后的人生中，这些感受和经验将会充实我们的生活，美化我们的人生。在这次课程设计开始的时候，我们小组就紧密的结合这次课程设计的目标和宗旨，合理的制定了课程设计的日程安排和小组的分工，并且在后期的实习中，严格按照计划进行，不折不扣的完成任务。在这次课程设计的过程中，我们小组主要的