矿井通风课程设计

目录。第一章矿井及采区概况。

1.1 矿井概况1

1.2煤层特征1

1.3 采区概况1

1.4 储量及服务年限1

1.5采区巷道布置及掘进工作面数目2

第二章矿井及采区通风系统。

2.1 矿井通风系统的选择2

2.2 采区通风系统7

2.3 采煤工作面上行风与下行风的选择9

第三章采区及矿井所需风量的确定。

3.1采煤工作面所需风量的计算10

3.2备用工作面所需风量的计算13

3.3掘进工作面所需风量的计算13

3.4采区硐室需风量计算14

3.5其它用风巷道风量计算14

3.6采区总需风量计算14

第四章计算矿井通风总阻力。

4.1矿井通风总阻力的计算原则15

4.2计算两个时期的摩擦阻力15

第五章选择矿井通风设备。

5.1选择矿井通风设备的基本要求21

5.2选择主要通风机21

第一章矿井及采区概况。

1.1矿井概况。

矿井位于平原地区，交通便利，上至+350m标高，下至–300m标高，高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为30m3 /min，煤尘不具有有**危险性。矿井总涌水量在220-310m3/h，矿井水文地质条件比较简单。

1.2煤层特征。

该矿为单一煤层，煤层厚4m，倾角15°，煤层有自然发火现象，自然发火期18月。煤层埋深为150m。煤层属低灰分，特低硫，特低磷，高发热量，易选的优质无烟煤。

1.3采区概况。

井田走向5km，倾斜方向长度2km。煤尘具有**性，**指数为36%。

1.4储量及服务年限。

计算矿井的设计服务年限时，可以用下式：

t=zk/(a×k

式中 t—矿井服务年限，a

a— 矿井设计生产能力，mt/a

k—储量备用系数，一般采用1.3～1.5，本井田地质条件及其它条件简单因此取上限1.5

zk—矿井可采储量，mt

计算矿井可采储量时，可用下式：

zk=（zg－p）×c

式中 zg—矿井工业储量，mt/a

p—保护工业场地、井筒、井田境界、河流建筑物等留置的永久煤柱损失，mt/a

c—采区采出率，厚煤层不小于0.75，中厚煤层不小于0.80，薄煤层不小于0.85，本矿取c=90%

可得。t= zk/a×k

44a矿井设计年产量为60mt，矿井生产能力为0.9mt/a，服务年限为44年。

1.5采区巷道布置及掘进工作面数目。

为了方便安排矿井运输和提升系统，满足矿井的生产能力的要求，所以决定开凿一个主井和一个副井，主井为箕斗井提煤用，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。为加快采掘进度，本矿采用两个工作面同时工作，配以两备用工作面，以及四个采掘工作面。

采煤工作面采用u型通风，用运输巷进风，回风巷回风，这样布置有利于在回风巷中布置轨道，在运输巷中铺设动力电缆，这样布置符合《煤矿安全规程》中的回风巷中不能布置动力电缆的规定。

第二章矿井及采区工作面系统。

2.1 矿井通风系统的选择。

1）通风方式的分类。

**并列式。

在地形条件许可时，进风井和出风井大致并列在井田走向的**，二井底都开掘到第一水平，主要通风机设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中做条回风石门m—n，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。

图2-1 **并列式。

注：用斜井开拓时，可以大致在走向的**开掘一对并列斜井。

**并列式的适用条件：煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在此条件下，采用**并列式是比较合理的。这种通风方式(和其它方式相比)，尽管存在着风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大的缺点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很重要。

同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗井回风时外部漏风较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大的问题。相反，由于煤层倾角大，总回风石门长度小，开掘费小，两个井筒(立井或斜井)集中，便于开掘，开掘费也较少，便于贯通，建井期限较短，采用**并列式通风方式，具有初期投资较少、出煤较快的优点。同时它的护井煤柱较小，且便于延深井筒，为深部通风的准备工作提供有利条件。

**分列式(又名**边界式)

进风井大致位于井田走向的**，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的**，在沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔—段距离，出风井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井口附近；在井田走向的**开凿主井和副井。

图2-2 **分列式。

**分列式的适用条件：一般地说，这种通风方式适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大(≤4km) ，而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。与**并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井，少掘一条总回风石门)，但相差不悬殊。

如果**有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于多打一个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较有利的，增加了一个安全出口，工业广场设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都比较方便。

两翼对角式。

进风井筒大致位于井田走向的**，两个出风井筒分别位于两翼边界采区**的浅部，主要通风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风井设在两翼沿倾斜的**和沿走向的边界附近。用斜井和平峒开拓时，可把下图中的立井改为斜井和平峒。

图2-3 两翼对角式。

两翼对角式适用条件：一般认为，这种布置方式(指对角风井位于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大(超过4km)、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井。它的优缺点，完全和**并列式相反，比**分列式的安全性更好，但初期投资更大。

如果能够进行相向掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。

分区对角式。

进风井大致位于井田走向的**，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区主要通风机，可不必做总回风道。在图9—5中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。

图2-4 分区对角式。

分区对角式适用条件：煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道(因会穿出地面)，在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井(立井、斜井或平峒)分区通风的布置方式。每个采区各有独立的通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点。

混合式。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，其中有**分列与两翼对角混合式和**并列与**分列混合式等。以**分列与两翼对角混合式通风系统为例简单说明。

为了缩短基建时间，在初期采用**分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时，则用**分列与两翼对角混合式的通风系统。总之，要在初期通风系统的基础上，根据煤层赋存条件和生产发展情况等进行分析确定。

图2-5 **分列与两翼对角混合式。

混合式适用条件：这种通风方式适用于井田范围大，多煤层，多水平开采的矿井。大多用于老矿井的改造和扩建。

在该矿中，由于井田长度为5km，明显超出了4km，所以如果使用**式，就一定会造成回风巷道太长，阻力增大，掘进专用通风巷道长等缺点，而如果采用两翼对角的方式，将回风井布置在两翼的运输上山的上边界处，并用回风石门连通运输上山和回风井。综合考虑这些因素，提出了两套通风系统方式：

方案。一、两翼对角式。

方案。二、在初期采用**分列式，后期采用**并列式和**分列混合式。

安全因素比较：该矿井为低瓦斯矿井，但是煤尘**指数为36%，煤尘的**强度和**指数的关系如表2—2：

表2—2煤尘**指数与**性的关系。

可见该煤尘具有很强的**性。在通风设计时必须要予以充分考虑。如果采用方案二，则当发生煤尘**是就可以危及整个矿井，但是如果采用方案一就可以很好的解决这一问题，将煤尘**的危险限制在一翼。

从这方面考虑才用第一中通风方案会比第二种通风方案要好。

初期投资：在方案一中由于要先开采两条回风井，需要四个主要通风机（其中有两个是备用的），而在方案二当中只需要建设一条回风井，需要两个主要通风机，但是在方案一中需要开拓一条回风大行巷。需要详细计算才能知道两种方案的初期投资情况，根据以往经验可以知道方案一可以节省初期投资，早产煤。

综合上面各方面因素的比较，可以很容易选定方案一要优于方案二，所以选用方案一。

所以本矿采用两翼对角式通风。

2）通风方式的分类。

2.2 采区通风系统。

采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元，是采区生产系统的重要组成部分。它包括采区进风、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式与采区内的风流控制设施。

通风方法一般根据煤层瓦斯含量高低，煤层埋藏深度和赋存状态，冲击层厚度，煤层自然发火性，小窑塌陷漏风情况、地形条件，以及开拓方式等综合考虑确定。通风方式分为压入式、抽出式、抽压混合式3类，其使用条件和优缺点分析见表2—1。

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