矿井通风设计毕业论文

矿井通风课程设计选题序号： 1学号：姓名：马志敏班级：指导老师：第一章绪论矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，它包括矿井进、回风和工作面进、回风巷道布置形式，矿井通风路线的连接方式，以及矿井通风设施和设备等基本内容。

它与矿井巷道布置和采煤方法在一定程度上相互制约。

矿井通风设计应满足下列要求：1、无意漏风少2、采、掘工作面实现独立通风3、通风构筑物设置较少、安设得当、合理4、进风污染少5、工作面串联少6、矿井总风阻小，可靠性高7、变电所必须有独立的通风系统8、符合《规程》相关规定第二章概况第一节矿井概况某煤矿井田范围走向长7.42km，倾斜宽0.66—1.47km，井田面积约8.53 km2。

位于背斜南翼，为一般平缓的单斜构造，地层产状走向近东西向，倾向南，倾角10-25°，一般为16°左右。

矿井生产能力为90万t/a。

第二节矿井开拓方式矿井采用中央竖井，煤层分组采区上山布置的开拓方式，单翼对角式通风。

矿井通风难易时期的系统示意图见后。

井田设三个井筒：主井、副井、风井。

地面标高+200m。

全矿井划分为两个水平，第一水平标高－150m，第二水平标高－350m，回风水平标高+45～+50m。

第一水平东西运输大巷布置在煤层的底板岩石中，距煤层30m，通过水平大巷开拓煤层的全部上山采区。

矿井采用走向长壁开采方式。

第三节矿井瓦斯和温度情况该矿是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为安全起见，用“品”字形布置三条上山。

采用综合机械化放顶煤采煤。

采煤工作面的平均断面积8.1 m2，回采工作面温度一般在21°，回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量为5.65m3/min，三四班交接时人数最多66人；掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量3.75m3/min，掘进工作面同时工作的最多人数18人，一次爆破炸药用量4.3kg。

第三章采区通风设计第一节采区通风系统矿井采用抽出式通风方式，利用轨道上山、运输上山进风，回风上山回风，三条上山均布置在煤层中，三条巷道都可以行人。

新鲜风流从水平大巷经过轨道上山和运输上山供给采、掘工作面，污风流入回风上山巷中。

回采工作面采用U型通风，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风方式。

第二节矿井风量计算一、矿井需风量计算原则1、矿井需风量应按“有里往外”的计算原则，由采掘工作面、硐室和其他用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。

2、按该用风地点作业的最多人数计算，每人每分钟不得少于4m3。

3、按该地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合《规程》有关规定分别计算，取其最大值。

二、矿井需风量的计算方法矿井需风量按一下计算，取其最大值。

1、按井下同时作业的最多人数计算Q矿=4NK=4×（18+66）×1.15=386.4 m3/min式中 Q矿——矿井需风量，m3/min;N——采煤工作面最多工作的人数K——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均等因素，采用压入式和中央并列式通风时，可取1.2～1.25，采用对角式或区域式通风时，可取 1.10～1.15，上述备用系数在矿井产量T≥0.9MT/a时，取大值。

2、按采煤、掘进、硐室等实际需风量计算采煤工作面风量计算：1）、按瓦斯涌出量计算Q采=100×Q瓦×K=100×5.65×1.6=904m3/min式中 Q采——采煤工作面所需风量，m3/min;Q瓦——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min;K——采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数，机采工作面取1.2～1.6；2）、按工作面最多人数计算Q采≥4N=4×66=264 m3/min式中 Q采——采煤工作面所需风量，m3/min;N——采煤工作面最多工作的人数3）、按工作面温度计算采煤工作面要有良好的气候条件，它的温度和风速要符合表1的对应关系Q采=60V采S采K采=60×1.5×8.1×1.2=874.8 m3/min式中 Q采——采煤工作面所需风量，m3/min;V采——采煤工作面适宜风速，m/s；S采——采煤工作面平均有效面积，m2，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算；K采——采煤工作面适宜风速，按表2选取表1采煤工作面空气温度与风速对应表表2采煤工作面长度风量系数表4）、按风速验算按最低风速0.25m/s，验算各采煤工作面的最小风量Q采≥60×0.25S采=60×0.25×8.1=121.5 m3/min按最大风速4m/s，验算各采煤工作面的最大风量Q采≤60×4S采=60×4×8.1=1944m3/min所以该工作面的需风量为904m3/min。

3、掘进工作面风量计算1）、按瓦斯涌出量计算Q掘=100×Q瓦×K=100×3.75×1.4=525m3/min式中 Q掘——掘进工作面所需风量，m3/min;Q瓦——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min;K——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，炮采工作面取1.4～2.0；2）、按工作面最多人数计算Q掘≥4N=4×18=72m3/min式中 Q掘——掘进工作面所需风量，m3/min;N——掘进工作面最多工作的人数3）、按工作面使用炸药量计算Q掘=25A掘=25×4.3=107.5 m3/min式中 25——每使用1Kg的炸药量所需风量，m3/min;A掘——掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量，Kg；4）、按风速验算按最低风速0.25m/s，验算各掘进工作面的最小风量Q掘≥60×0.25S掘=60×0.25×8.5=127.5 m3/min按最大风速4m/s，验算各掘进工作面的最大风量Q掘≤60×4S掘=60×4×8.5=2040 m3/min所以该工作面的需风量为525m3/min。

5）、局部通风机选型计算5.1风筒的选择通风长度200～500米，宜选用直径500mm的风筒；5.2确定局部通风机的工作参数以掘进工作面计算需要风量Q掘和巷道设计最大供风距离，计算局部通风机需要吸风量。

Q吸1=Q掘+（1-P百)m式中: Q吸1——局部通风机需要的吸风量，m3/min ；Q掘——掘进工作面需要风量，m3/min ；（按以上计算取其中最大值）；m——独头通风百米长度指数（即通风长度为100，200，300…500米时，m=1，2，3，4，…5），因最大通风长度为226米，所以取3；P百——风筒百米漏风率；Q吸1 = Q掘+（1-P百)m = 525+0.03×226＝531.78m3/min 5.2安装局部通风机巷道风量计算按照《煤矿安全规程》规定：局部通风机安装地点到回风口间，巷道的最低风速，岩巷不得低于0.15m/s，煤巷不得低于0.25m/s，以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚。

计算公式为：煤巷： Q 掘全= Q吸1 + 15S式中：Q 掘全——全风压供给掘进工作面的风量，m3/min；Q吸1——选定局部通风机供给工作面的最大吸风量，m3/min；S ——局部通风机安装地点的巷道断面，m2。

Q 掘全= Q吸1 +15S =531 + 15×8.5 = 658.5m3/min 通过以上计算巷道供给局部通风机的风量不少于658.5m3/min。

6、硐室需风量计算采区变电所供风量一般为60～80 m3/min，采区绞车房供风量一般为60～120 m3/min，火药库供风量为Q炸=4V/60，V为火药库容积。

7、矿井总需风量容易时期Q总=（∑Q采+∑Q掘+ ∑Q硐）K=（904+658.5+300）×1.2=2235 m3/min 困难时期Q总=（∑Q采+∑Q掘+ ∑Q硐）K=（904+904/2+658.5+300）×1.2=2778.12m3/min式中 Q总——采区总风量，m3/min；∑Q采——采煤工作面风量之和，m3/min；∑Q掘——掘进工作面风量之和，m3/min；∑Q硐——独立通风硐室风量之和，m3/min；K——矿井风量系数，一般取1.20～1.25；8、风量分配如果矿井的总供风量是按井下工作最多人数计算的，或是按照瓦斯或二氧化碳涌出量计算的，即没有对矿井内各工作面所需风量计算，则应对矿井的总供风量进行分配。

矿井总风量确定以后，分配到各地点的风量，应不得低于所计算的需风量，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、风速符合《规程》有关规定。

9、风速验算所求出的风量，需按井巷、采掘工作面的设计断面求出风速，并符合《规程》相关规定，对不符合规定的巷道要进行风量调节。

第三节通风阻力和总风阻一、通风阻力的计算通风阻力对矿井主要通风机工况点进行调整的重要参数之一，也是通风系统设计的主要内容之一。

通风阻力可以根据通风系统网路结构，选择一条风量最大、路线最长的串联风路进行计算。

1、计算摩擦阻力h摩=ɑLUQ2/S3，Pa式中 h摩——风路中某段巷道的摩擦阻力，Pa；ɑ——巷道摩擦阻力系数，kg/m8或NL——巷道的长度，m；U——巷道的周长，m；Q——巷道中的风量，m3/s；S——巷道断面，m2；计算时，应将计算的参数的计算结果填入下表，将整个通风系统路线中各段巷道的摩擦阻力加起来，就是矿井的摩擦总阻力∑h摩。

井巷通风总阻力计算表巷道各段序号巷道名称支护形式410α⨯NS2/m4巷道参数R（NS2/m8）风量Q（m3/s）h摩(p a)V(m/s)L(m)U(m)S(m2)S3(m6)容易时期1~2 副井砼100 35018.84 28.2622569.22 0.0029 37.25 4.02 1.322~3 主石门砌碹38 27012.79 11.11367.63 0.0096 37.25 13.32 3.36 3~4 大巷锚喷50 260012.79 11.11367.63 0.12 37.25 166.51 3.36 4~5 南五运输上山梯形工钢209 14112.26 10.21061.21 0.034 21.95 16.38 2.15 5~6 南五运输上山梯形工钢209 170 12.6 10.2 1061.210.042 10.98 5.06 1.08 6~7 21051运输巷工字钢209 135011.20 8.5614.13 0.51 15.07 115.82 1.77 7~8 采煤面液压支架350 16010.93 8.1531.44 0.115 15.07 26.12 1.86 8~9 21051回风巷工字钢134 135011.20 8.5614.13 0.329 15.07 74.72 1.77 9~10 回风石门砌碹100 3012.26 10.21061.21 0.003 37.25 4.16 3.6510~11 回风井砼100 24515.70 19.67529.54 0.005 37.25 6.94 1.90 局部阻力合计433.06项目时期2、矿井总阻力h总=K局×∑h摩式中 K局——局部阻力系数，一般K局=1.1～1.15。