矿井通风课程设计

《矿井通风与安全》课程设计说明书班级采矿工程11级06班学号1103020604姓名何启超指导老师金洪伟1 课程设计目的（1）初步应用《矿井通风与安全》课程所学的知识，通过课程设计加深对《矿井通风与安全》课程的理解。

（2）培养采矿工程专业学生的动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。

（3）为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打好基础。

目录第一章矿井巷道布置 (2)第一节矿井地质条件概况 (2)第二节开拓巷道布置及主要参数 (2)第三节准备巷道布置及主要参数 (3)第四节回采巷道布置及工作面主要参数 (5)第二章矿井通风系统设计......................................................................................... 错误！未定义书签。

第一节通风方式................................................................................................. 错误！未定义书签。

第二节通风方法................................................................................................. 错误！未定义书签。

第三章采（带）区通风系统设计. (10)第一节进风及回风上山确定 (10)第二节工作面通风系统确定 (12)第四章矿井需风量的计算......................................................................................... 错误！未定义书签。

第一节采煤工作面需风量的计算..................................................................... 错误！未定义书签。

第二节掘进工作面需风量的计算..................................................................... 错误！未定义书签。

第三节其他硐室需风量的计算......................................................................... 错误！未定义书签。

第四节矿井总需风量的计算............................................................................. 错误！未定义书签。

第五章矿井通风总阻力计算..................................................................................... 错误！未定义书签。

第一节通风容易时期总阻力............................................................................. 错误！未定义书签。

第二节通风困难时期总阻力............................................................................. 错误！未定义书签。

第六章矿井通风设备的选择 (20)第七章概算矿井通风费用......................................................................................... 错误！未定义书签。

第一章矿井巷道布置第一节矿井地质条件概况某矿井田走向长度为8km，倾斜长度为1.5km。

单斜构造，地层为东西走向，向南倾斜。

煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层。

井田内自上而下开采K1、K2和K3煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性见图1所示。

K1和K3煤层属简单结构煤层，硬度系数f=2，各煤层容重均为1.30t/m3，各煤层瓦斯涌出量较小。

图1 采（带）区综合柱状图第二节开拓巷道布置及主要参数1，井筒形式的选择矿井的地面平坦，地面标高为+200m，煤层露头为-30m，井田走向长度为8km，煤层平均倾角为18°，选用立井开拓，主井采用箕斗运输，副井采用罐笼运输。

回风井巷考虑其经济和技术方面的效益及施工，选用回风斜井。

2.井底车场矿井井下煤炭运输由胶带输送机运输，通过主井提升至地面，所以矿井的井底车场实际上为副立井井底车场，担负全矿井辅助运输任务，是矿井井下辅助运输的转运中枢。

根据井底车场形式选择的原则采用立井刀把式环形车场形式。

3.运输大巷和回风大巷的布置根据煤层的自然分布情况、长壁综采工作面的布置要求、煤层顶底板的岩性及煤层硬度，结合井下主、辅运输方式，确定分煤层布置大巷，各大巷之间通过斜巷或煤仓联系，集中运输大巷布置在煤层地板岩层。

因此根据矿井通风和运输的需要，分煤层布置3条大巷，即1条辅助运输大巷、1条胶带输送机大巷和1条回风大巷。

第三节准备巷道布置及主要参数1.采区巷道布置1个水平，设置主运输大巷，组内煤层根据可采区域情况设置煤层大巷，通过溜煤眼或斜巷与水平大巷相连，各本矿井开采近距离煤层群，煤层起伏平缓，为近水平煤层，工作面采用大巷走向长臂布置方式。

（三）工作面顺槽布置方式根据采区巷道布置，工作面顺槽布置考虑了以下几种方式：Ⅰ、单巷布置，沿空掘巷服务下区段；Ⅱ、双巷布置，留宽煤柱，单巷服务下区段；Ⅲ、三巷布置，留宽煤柱，双巷服务下区段。

第一种方式属于无煤柱开采方式，间隔开采沿空掘巷。

每个工作面布置一条胶带输送机顺槽，兼进风巷，一条辅助运输顺槽，兼回风巷。

本方式主要优点是：可以提高煤炭回收率，有利于防止煤层自然发火，而且盘区内的采掘工作互不影响，有利于沿空巷道的掘进和维护，所有顺槽都是随采随废，巷道维护工作量小。

第二种布置方式为留设区段煤柱方式，其主要特点是可以实现连采机快速掘进，满足高产高效综采工作面回采接续的要求，其中一条顺槽可以疏排采空区积水和向采空区实施防火措施并作为下区段的上顺槽二次使用，有利于人员通行和顺槽事故的抢救，但煤柱损失稍多。

第三种方式与第二种属同一类型，是目前国外和国内部分高产高效综采工作面多采用的布置方式，该方式有利于大型高产综采和设备运输、安装、维护、更换和移动。

端头便于管理，占用辅助工时少，安全状况得到改善，有利于长距离煤巷掘进和人员通行及顺槽事故抢修，但井巷工程量太大，煤柱损失多，位于中间的顺槽受深部集中压力影响，难以维护。

根据瓦斯、通风及运输等要求，经综合分析并兼顾矿井建设期间的实际情况，每个工作面布置三条巷道，回风顺槽一条（本矿井工作面推进长度较长，为解决施工时的长距离通风运输问题，首采工作面回风顺槽施工时，在采煤工作面内沿与顺槽呈45°角的方向施工一条连接回风顺槽和主运输顺槽的措施巷）；运输顺槽两条，其中一条作为下区段的回风顺槽。

两条运输顺槽间距25m，两顺槽之间用联络巷相连，根据施工需要，联络巷的间隔要求不大于100m。

图4-1-1 运输顺槽断面图2. 采区车场及硐室采区设车场，工作面顺槽直接与采区下山相接，下山与大巷相连。

采区运输下山与主运输大巷之间设采区转载煤仓。

下山与大巷交叉时，下山局部抬起，从大巷顶部通过。

此外，采区内的硐室主要有采区排水泵房、采区变电所、皮带机头硐室等。

第四节回采巷道布置及工作面主要参数采煤工作面沿煤层倾向布置，沿走向推进，回采巷道采用单巷布置。

回采巷道包括工作面运输顺槽和回风顺槽。

运输顺槽安设有胶带输送机，运送煤炭，运输顺槽垂直于工作面。

回风顺槽以回风为主，于运输顺槽平行布置，回风顺槽不仅起到回风作用，还应用于辅助材料、设备的运输，巷道内铺设有轨。

第二章矿井通风系统设计第一节通风方式1 矿井通风系统设备选型与经济概算的基本任务作为生产矿井设计的一个主要组成部分，其基本任务是：紧密结合矿井开拓、开采和运输等基本情况，来拟定技术可行、安全可靠、经济合理的矿井通风系统方案；计算不同时期的矿井总风量及系统总阻力；选择矿井通风设备。

设计时还应遵循当时的矿井设计技术政策、规定和《规程》，并顺应当时的发展趋势。

2矿井通风方式的选择依据和原则1）矿井通风方式选择的主要影响因素和依据因素：矿井总开拓布置；煤层赋存状况；煤层瓦斯含量；煤层自燃倾向性；小窑塌陷漏风情况；地形条件等。

依据：①矿井生产的技术条件及矿井通风基础资料：如矿井瓦斯等级；各煤层瓦斯含量及涌出量；煤尘爆炸性；煤层自然发火倾向性等；②矿井设计生产能力和有效服务年限；③矿井开拓方式、初期采区布置；采掘工作面数量；④矿井各水平标高和服务年限；⑤采煤年进度计划图；各水平、各采区产量分配及接替情况；⑥井巷断面积和支护方式；⑦邻近生产矿井有关经验数据或统计资料。

2）矿井通风方式选择的选择原则①每一个矿井必须有完整独立的矿井通风系统；杜绝矿井间的串联通风；②箕斗提升井或装有皮带运输机的井筒不应兼做进风井；③每一个生产水平和每一采区都必须布置单独的回风道，实现分区独立通风；④所选择的通风路线对井下工作人员应具有最大的安全性，即：一旦矿井发生事故时，有利于风流控制，便于人员撤退；井下每一水平到上一水平和每个采区，都必须至少布置两个便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相连接；⑤尽可能使每个采区的设计能力相均衡、阻力相近；避免过多的风量调节；尽量减少通风构筑物设施的数量；尽量避免对角风路；防止风流漏风或风流反向；⑥井下的爆破材料库必须有单独的通风系统；⑦多风机抽出式通风时，为确保风机联合远行时的稳定性，总进风道的断面不宜过小（必要时进行风巷允许风速的验算）；应尽量降低公共风路段的阻力。

3）矿井通风方式根据前述矿井的地质概况，开拓方式及开采方法，提出本矿井前二十五年左右的矿井通风系统方案，可以看出中央边界式风流在井下的流动线路为折返式，风流线路长，阻力较大不适合现在的高产高效矿井。

本矿井煤层有自然发火危险，发火期限比较长，煤尘有爆炸性等因素，为了使每个采区互不影响，所以综上述考虑采用两翼对角式更为合理。

通风方式一般可分为中央式，对角式，混合式三种。

现分别分析如下，并从技术和经济两方面比较其优缺点，择优选用。

1.1中央式1）中央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中央，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。