礦井通風設(shè)計

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1、河南理工大學礦井通風課程設(shè)計 目 錄 第一節(jié) 礦井概況 2 一、煤層地質(zhì)概況 2 二、井田范圍 2 三、礦井生產(chǎn)任務(wù) 2 四、礦井開拓方式 2 五、采煤方法及礦井工作制度 2 六、礦井通風方式 2 七、巷道尺寸及支護情況 2 第二節(jié) 礦井通風系統(tǒng) 4 一、礦井通風系統(tǒng)要符合下列要求。 4 第三節(jié) 礦井風量計算與分配 6 一、 礦井需風量的計算原則 6 二、礦井需風量的計算方法 6 第四節(jié) 礦井通風阻力及等積孔計算 10 一、計算原則 10 二、計算方法 14 三、計算礦井總風阻 14 四、計算礦井等積孔 15 第五節(jié) 主要通風機選型 18

2、一、選型依據(jù) 18 三、通風機運行工況 20 四、電動機選型 20 五、通風機電動機的校驗 20 第六節(jié) 礦井反風措施 21 一、反風目的和意義 21 二、反風方式、反風系統(tǒng)及設(shè)施 21 第七節(jié) 礦井通風費用 22 一、礦井通風費用 22 二、風阻與等積孔 22 三、綜合評價 22 第八節(jié) 礦井災(zāi)害防治措施 24 參考文獻 25 第一節(jié) 礦井概況 一、煤層地質(zhì)概況 單一煤層，煤層傾角15～18，煤層厚平均2.2m，采煤工作面瓦斯涌出量小于5，掘進工作面瓦斯涌出量小于3m3/min，煤塵自然發(fā)火期12月，煤塵具有爆炸性。 二、井田范圍 本設(shè)計第一水平

3、垂深240m，走向長6270m，兩翼開采，每翼長3135m。 三、礦井生產(chǎn)任務(wù) 本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t，上山部分服務(wù)年限25年，下山部分服務(wù)年限21年，總服務(wù)年限46年。 四、礦井開拓方式 本礦井開拓方式，全礦井共劃分四個分區(qū)，上山部分2個，下山部分2個。前期采用立井單水平上山多煤層聯(lián)合開采，其服務(wù)年限為25a。 五、采煤方法及礦井工作制度 采煤方法為走向長壁普通機械化采煤。工作面長150m，采高2.2m，采用全部跨落法管理頂板，最大控頂距4.2m，最小控頂距3.2m；作業(yè)形式為兩采一準，交接班時人數(shù)最多80人，回采工作面溫度一般在21。每個采區(qū)各有兩個煤巷掘進工作面，采用

4、打眼放炮破煤，工作面一次起爆炸藥為10kg，掘進工作面同時工作的最多人數(shù)為20人。 礦井年工作日330天，工作制度為“三八”作業(yè)。井下最大班工作人數(shù)160人。 六、礦井通風方式 本礦井通風方法為抽出式，通風方式為兩翼對角式，即中央副井進風，兩翼風井回風。 七、巷道尺寸及支護情況 井巷尺寸及支護形式 節(jié)點號 井巷名稱 斷面形狀 支護形式 斷面積m2 長度m 備注 1-2 副井 圓形 混凝土砌碹 直徑D=5 520 雙罐籠提升，設(shè)有梯子間 2-3 車場繞道 半圓拱 料石砌碹 12.00 50 3-4 車場繞道 半圓拱 料石砌碹

5、 12.00 70 4-5 主石門 半圓拱 料石砌碹 11.00 80 5-6 煤層運輸大巷 半圓拱 料石砌碹 11.00 6-7 煤層運輸大巷 半圓拱 料石砌碹 11.00 7-8 采區(qū)下部車場 半圓拱 錨噴 10.00 85 8-9 采區(qū)軌道上山 梯形 工字鋼 8.00 500 9-10 采區(qū)軌道上山 梯形 工字鋼 8.00 269 10-11 下區(qū)段回風平巷 梯形 工字鋼 6.00 11-12 聯(lián)絡(luò)巷 梯形 工字鋼 6.00

6、 10 12-13 區(qū)段運輸平巷 梯形 工字鋼 6.00 13-14 采煤工作面 矩形 單體柱鉸接梁 150 采高2.2，最大控頂距4.2，最小控頂距3.2 14-15 區(qū)段回風平巷 梯形 工字鋼 6.00 落地膠帶運輸機 15-16 繞道 梯形 工字鋼 6.00 50 16-17 區(qū)段回風平巷 梯形 工字鋼 6.00 17-18 運輸上山 半圓拱 工字鋼 8.00 15 18-19 運輸上山 半圓拱 工字鋼 8.00 15 19-20 礦井總回風巷

7、 半圓拱 料石砌碹 10.00 20-21 風井 圓形 料石砌碹 D=4 92 設(shè)有梯子間 9-11 運輸上山 梯形 工字鋼 8.00 119 落地膠帶運輸機 11-12 運輸上山 梯形 工字鋼 8.00 10 落地膠帶運輸機 12-25 運輸上山 梯形 工字鋼 8.00 280 落地膠帶運輸機 20 第二節(jié) 礦井通風系統(tǒng) 一、礦井通風系統(tǒng)要符合下列要求。 1、每一個生產(chǎn)礦井，必須至少有兩個能行人的通達地面的安全出口。各個出口之間的距離不得小于30m。如果采用中央式通風系統(tǒng)時，還要在井田境

8、界附近設(shè)置安全出口。井下每一個水平到上水平和每個采區(qū)至少都要有兩個便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相連通。保證有一個井筒進新鮮空氣，另一個井筒排出污濁的空氣。 2、進風井口，必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵入的地方，距離產(chǎn)生煙塵、有害氣體的地點不得小于500m。進風井筒冬季結(jié)冰，對工人身體健康、提升和其它設(shè)施有危害時，必須裝設(shè)暖風設(shè)備，保持進風井口以下的空氣溫度在2℃以上。進風井與出風井的設(shè)備地點必須地層穩(wěn)定且有利于防洪?？偦仫L道不得作為主要行人道，礦井的回風流和主要通風機的噪音不得造成公害。 3、箕斗提升或裝有皮帶運輸機的井筒不應(yīng)兼作風井。如果兼作風井使用時，必須遵

9、守下列規(guī)定： (1)箕斗提升兼作回風井時，井上下裝、卸井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風率不超過15%，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，但裝有皮帶運輸機的井筒不得兼作回風井。 (2)箕斗提升井或裝有皮帶運輸機的井筒兼作進風井時，箕斗提升井筒中的風速不得超過6m/s；裝有皮帶運輸機的井筒中的風速不得超過4m/s，并都應(yīng)有可靠的防塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標準。皮帶運輸機的井筒中還應(yīng)裝有專用的消防管路。 4、所有礦井都必須采用機械通風，主要主要通風機(供全礦、一翼或一個分區(qū)使用)必須安裝在地面。同一井口不宜選用幾臺主要通風機并聯(lián)運轉(zhuǎn)，主要通風機要有符合要求的防爆門，反風設(shè)備和專用的供電線路。

10、 5、每一個礦井必須有完整的獨立的獨立通風系統(tǒng)，不宜把兩個可以獨立通風的礦井合并一個通風系統(tǒng)，若有兩個出風井，則自采區(qū)流到各個出風井的風流需保持獨立；各工作面的回風在進入采區(qū)回風道之前，各采區(qū)的回風在進入回風水平之前都不能任意貫通，下水平的回風流和上水平的進風流必須嚴格隔開，在條件允許時，要盡量使總進風早分開，總回風晚匯合。 6、采用多臺分區(qū)主要通風機通風時，為了保持聯(lián)合運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進風道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風路的風阻；各分區(qū)主要通風機的回風流，中央主要通風機和每一翼主要通風機的回風流都必須嚴格隔開。 7、采煤工作面的掘進工作面都應(yīng)采用獨立通風。采煤工作面和其相連接的掘

11、進工作面，在布置獨立通風有困難時，可采用串聯(lián)通風，但必須符合《煤礦安全規(guī)程》第114條的有關(guān)規(guī)定。 8、井下火藥庫必須有單獨的進風風流，回風風流必須直接引入礦井的總回風道或主要回風道，井下充電硐室必須有單獨的風流通風，回風風流可以引入采區(qū)回風道中。 9、本礦井分前期和后期設(shè)計，本設(shè)計只對前期做詳細設(shè)計，后期暫不考慮。 第三節(jié) 礦井風量計算與分配 一、 礦井需風量的計算原則 礦井需風量應(yīng)按照“由里往外”的原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定的備用風量系數(shù)后，計算出礦井總風量。 二、礦井需風量的計算方法 根據(jù)現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程

12、》規(guī)定，礦井需要的風量應(yīng)按照下列求分別計算，并選取其中的最大值。 本礦井初期投產(chǎn)區(qū)域位于瓦斯風化帶中，瓦斯涌出量相對較小，但考慮通風設(shè)備的服務(wù)年限、通風安全等諸多因素，風量計算仍采用瓦斯帶的參數(shù)。 1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算 Q=4NK （３-1） 式中：Q——礦井總風量，m3/s 4——每人每分鐘供風標準，m3/min人 N——井下同時工作的最多人數(shù)，160人 K——礦井通風系數(shù)，兩翼對角式取1.15 則Q=41601.15=736m3/min=12.3 m3/s 2、按采煤、掘

13、進、硐室及其他地點實際需風量的總和進行計算即： Q=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其他）K （３-2） 式中：Q——礦井總風量，m3/s ΣQ采——采煤工作面風量之和 ΣQ掘——掘進工作面風量之和 ΣQ硐——獨立通風硐室需風量之和 ΣQ其他——其他用風地點需風量之和 K——礦井通風系數(shù)，兩翼對角式取1.15 （1）采煤工作面實際需風量 由題目條件：采煤工作面瓦斯涌出量均小于5 m3/min，礦井有兩個采區(qū)同時生產(chǎn)，共3個采煤工作面，其中兩個生產(chǎn)，一個備用。 ①瓦斯涌出量計算： Q采風=10

14、0Q采瓦K （３-3） 式中：Q采——工作面實際需要的風量，m3/min Q采——工作面的瓦斯絕對涌出量，取5m3/min K——工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取1.2 Q采風=100Q采瓦K=10051.2=600m3/min=10 m3/s ②按工作面溫度計算 Q采=60VcScKc，m3/min （３-4） 式中：Vc——采煤工作面風速，當采長壁工作面穩(wěn)定在21℃時，工作面風速應(yīng)在1.0-1.5m3/s之間，取1.2m3/s Sc——采煤工作面的平均斷面積，（

15、4.2+3.2）/22.2=8.14㎡ Kc——采煤工作面長150m,長度系數(shù)，取1.1 Q采風=601.28.141.1=644.69m3/min ③按人數(shù)計算實際需風量 Q采=4N，m3/min （３-5） 式中：N——工作面同時工作的最多人數(shù)，80人 Q采=480=320m3/min ④、按風速驗算 600.25S采≤Q采≤604S采 （2-6） 式中：S采——采煤工作面的平均斷面積，采煤工作面8.14㎡ 采工作面：122.1m3/min≤Q采≤1953.6m3/min

16、 根據(jù)以上計算，設(shè)計采工作面配風量取其中最大值，即： Q采風=644.69m3/min=10.7 m3/s 備用工作面一般按回采工作面需風量的50﹪計算， 即：Q備風=1/2 Q采風 =322.35 m3/min =5.4m3/s （2）掘進工作面實際需風量 ①按瓦斯涌出量計算 Q掘=100q掘K掘 （３-７） 式中：Q掘——掘進工作面實際需要的風量，m3/min Q掘——掘進工作面的瓦斯絕對涌出量，取3m3/min K掘——掘進工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取1.5 Q掘=100q掘K掘=10031.

17、5=450 m3/min=7.5 m3/s ②按炸藥量計算 Q掘=25A 式中：25——使用1kg炸藥的供風量，m3/min A——掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg。 Q掘=2510=250 m3/min ③按局部通風機吸風量計算 Q掘=Q局扇吸k=2501.2=300 m3/min 選擇JBT-61型局部通風機，其額定風量為250 m3/min ④按人數(shù)計算掘進工作面實際需風量 Q掘=4N （３-８） 式中：N——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，20人 Q采=420=80m3/min ⑤

18、按風速進行驗算 15S掘≤Q煤掘≤240S掘 （３-９） 式中：S掘——煤巷掘進工作面的斷面積，6㎡ 90m3/min≤Q煤掘≤1440m3/min 綜合考慮，掘進工作面實際需風量為：Q掘=450 m3/min=7.5 m3/s （3）硐室、爆破材料庫等需風量 ①爆炸材料硐室：1m3/s ②采區(qū)變電所：1m3/s ③絞車硐室：1m3/s 則硐室、爆破材料庫等實際需風量為： ∑Q硐=1＋1+1=3m3/s 綜合上述計算，礦井需風量為： Q=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐）K =（10.73 +7.54+3）1.25 =81.4 m3/s

19、以上計算結(jié)果取最大值，由于采用兩翼對角通風，兩翼對稱同進開采，則礦井一翼需風量Q=40.7m3/s。 第四節(jié) 礦井通風阻力及等積孔計算 在主要通風機整個服務(wù)期限內(nèi)，礦井通風總阻力隨開采深度的增加和走向范圍的擴大及產(chǎn)量的提高而增加。為了扇風機在整個礦井服務(wù)期間在合理的效率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，在選擇扇風機時必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對應(yīng)于扇風機服務(wù)期間內(nèi)通風最困難時期礦井總阻力，后者對應(yīng)通風最容易時期的礦井總阻力，同時還考慮到自然風壓得作用。 一、計算原則 1、在進行礦井通風總阻力計算時，不要計算每一條巷道的通風阻力，只選擇其中一條阻力最大的風路進行計算。但必須是礦井達

20、到設(shè)計年產(chǎn)量以后，通風容易時期和通風困難時期的阻力最大風路。一般，可能兩個時期的通風系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分別風流路線最長、風量較大的一條線路作為阻力最大的風路。在選定的風路上（分最容易和最困難時期），從進風井口到回風井口逐段編號，對各段井巷進行阻力計算，然后累加起來，得出這兩個時期的各個井巷通風總阻力（h阻易，h阻難）。如果通風系統(tǒng)復雜，直觀上難以判斷哪條風路阻力最大時，則需選擇幾條風路，通過計算比較選出最大值。 如果礦井服務(wù)年限較長時，則只計算頭15--25a的通風容易和困難兩個時期的井巷通風總阻力。 附:(礦井平面圖) (通風網(wǎng)絡(luò)圖) 2、通過主扇的風量Qf必大于通過風

21、井的礦井總風量Q礦，為了計算礦井的阻力，必先算出Qf： 對于抽出式： 　　　　　 （４-1） 3、為了經(jīng)濟、合理、安全地使用主扇，應(yīng)控制h阻難不易太大，礦井通風的總阻力，不應(yīng)超過2940 Pa。 二、計算方法 沿著上述兩個時期通風阻力的風路，分別用下式算出各區(qū)段井巷摩擦阻力： Pa （４-2） 式中：h摩——各段井巷的摩擦阻力； α——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風與安全》一書的附錄； L——各段井巷的長度，m； U——各段井巷的周長，m S——井巷的凈斷面積，m2； Q——各井巷和硐室所通過的風量分配值，

22、系根據(jù)前面所計算的各井巷硐室所需要的實際風量值再乘以K（考慮井巷的內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素）后求得的風量值，/s。 本設(shè)計根據(jù)采區(qū)接替安排，礦井投產(chǎn)后至NO.７采區(qū)為初期通風容易時期（即上采面接近停采線位置時，當同一采區(qū)的同一區(qū)段上下煤層同采時，應(yīng)有３－４個的進尺距離）；之后到NO.１采區(qū)采完為初期通風困難時期。通風容易時期負壓和通風困難時期負壓計算結(jié)果見表3-1和表3-2。 其總和為總摩擦阻力： ∑h摩=h1-2+h2-3+……+hn-(n+1) Pa （４-3） 式中：h1-2、h2-3、……、+hn-(n+1)——為各段井巷之摩擦阻力，P

23、a。 由表3-1和表3-2的計算知： h易=872.3Pa h難=1020.2Pa 三、計算礦井總風阻 ，Ns2m-8 （４-6） ，Ns2m-8 （４-7） 式中：R易、R難 ------容易時期和困難時期的全礦總風阻 則R易=0.3105Ns2m-8 R難=0.3632Ns2m-8 四、計算礦井等積孔 =2.135 （４-8） = 1.974 （４-9） 式中：A易，A難-----容易時期和

24、困難時期的全礦等積孔，㎡ 根據(jù)礦井通風難易程度分級見表6-3。 表3-3 礦井通風難易程度分級 礦 井 通 風 難 易 程 度 礦井總風阻 Ns2m-8 等積孔 ㎡ 容 易 ＜0.355 ＞2 中 等 0.335～1.420 1～2 困 難 ＞1.420 ＜1 由等積孔可以看出，礦井通風為中等,所以礦井在生產(chǎn)時期應(yīng)加大各巷道的掘進斷面，以滿足用風地點所需風量，并避免有關(guān)巷道風速超限。 礦井通風容易時期風阻計算 巷道名稱 支護形式 α L U S S3 R Q Q2 h v 副井 混凝土支護

25、0.045 350 15.7 19.63 7564.163 0.03269 53 2809 91.82714 2.699949 車場繞道 料石砌碹 0.0039 50 13.51 12 1728 0.001525 53 2809 4.282505 4.416667 車場繞道 料石砌碹 0.0039 70 13.51 12 1728 0.002134 53 2809 5.995506 4.416667 主石門 料石砌碹 0.0039 80 12.93484 11 1331 0.003032 53 2809 8

26、.517051 4.818182 煤層運輸大巷 料石砌碹 0.0039 1500 12.93484 11 1331 0.056851 14 196 11.14281 1.272727 采區(qū)軌道上山 工字鋼 0.014 475 11.76626 8 512 0.152823 33 1089 166.4247 4.125 采區(qū)軌道上山 工字鋼 0.014 350 11.76626 8 512 0.112607 33 1089 122.6288 4.125 運輸上山 工字鋼 0.012 1500 13.15508

27、10 1000 0.236791 31 961 227.5565 3.1 聯(lián)絡(luò)巷 工字鋼 0.01576 10 10.18988 6 216 0.007435 14 196 1.457228 2.333333 區(qū)段運輸平巷 工字鋼 0.013 1570 10.18988 6 216 0.962849 10 100 96.28491 1.666667 采煤工作面 單體柱鉸接梁 0.045 150 10.8 7.04 150 0.486 11 121 58.806 1.5625 區(qū)段回風平巷 工字鋼 0.01

28、2 1570 10.18988 6 216 0.888784 31 961 854.1212 5.166667 運輸上山 工字鋼 0.014 15 11.03087 8 512 0.004524 31 961 4.347928 3.875 礦井總回風 料石砌碹 0.0033 1570 12.33288 10 1000 0.063897 33 1089 69.58347 3.3 風井 料石砌碹 0.00784 92 12.56 12.56 1981.385 0.004572 33 1089 4.979119

29、 2.627389 合計 　 　 　 　 　 　 2.779724 　 　 872.3764 　  礦井通風困難時期風阻計算 巷道名稱 支護形式 α L U S S3 R Q Q2 h v 副井 混凝土支護 0.045 520 15.7 19.63 7564.163 0.048568 53 2809 136.4289 2.699949 車場繞道 料石砌碹 0.0039 50 13.51 12 1728 0.001525 53 2809 4.282505 4.416667 車場繞道 料石

30、砌碹 0.0039 70 13.51 12 1728 0.002134 53 2809 5.995506 4.416667 主石門 料石砌碹 0.0039 80 12.93484 11 1331 0.003032 53 2809 8.517051 4.818182 煤層運輸大巷 料石砌碹 0.0039 1500 12.93484 11 1331 0.056851 14 196 11.14281 1.272727 軌道上山 梯形工字鋼棚 0.012 1500 13.15508 10 1000 0.236791

31、31 961 227.5565 3.1 采區(qū)軌道下山 工字鋼 0.014 650 11.76626 8 512 0.209127 33 1089 227.7391 4.125 采區(qū)軌道下山 工字鋼 0.014 300 11.76626 8 512 0.09652 33 1089 105.1104 4.125 聯(lián)絡(luò)巷 工字鋼 0.01576 10 10.18988 6 216 0.007435 14 196 1.457228 2.333333 區(qū)段運輸平巷 工字鋼 0.013 1570 10.18988 6

32、 216 0.962849 10 100 96.28491 1.666667 采煤工作面 單體柱鉸接梁 0.045 150 10.8 7.04 150 0.486 11 121 58.806 1.5625 區(qū)段回風平巷 工字鋼 0.012 1570 10.18988 6 216 0.888784 31 961 854.1212 5.166667 運輸下山 工字鋼 0.014 1000 11.03087 8 512 0.301625 31 961 289.8619 3.875 礦井總回風 料石砌碹 0.00

33、33 1570 12.33288 10 1000 0.063897 33 1089 69.58347 3.3 風井 料石砌碹 0.00784 92 12.56 12.56 1981.385 0.004572 33 1089 4.979119 2.627389 合計 　 　 　 　 　 　 3.132919 　 　 1020.189 　 第五節(jié) 主要通風機選型 一、選型依據(jù) 礦井一翼所需風量：40.7m3/s 通風容易時期礦井所需風壓：872.3Pa 通風困難時期礦井所需風壓：1020.2Pa 二、通風機選型 通

34、風機所需風量 由 = 則 =1.1540.7 =46.8 式中 ——風量備用系數(shù)，=1.15； ——礦井所需總風量，。 通風機所需負壓 由 =+H++ 則通風容易期 =+H++ =872.3+200-50 =1022.3Pa 通風困難時期 =+H++ =1020.2+200+60 =1280.2Pa 式中 ——全礦總阻力，即礦井所需負壓，Pa； H——自然風壓，容易時期取值50Pa，困難時期取值60Pa； ——風機裝置

35、阻力，一般取150～200 Pa； —— 出口動壓損失，由于這里以所需風機的靜壓為依據(jù)利用靜壓特性曲線進行風機選型，故=0 Pa。 1、確定通風機的工況點 （1）計算礦井通風網(wǎng)路阻力系數(shù) 根據(jù) = 得到 =/ 則通風容易時網(wǎng)路阻力系數(shù) =/ 通風困難時網(wǎng)路阻力系數(shù) =/ （2）網(wǎng)路特性曲線 根據(jù)=，利用描點法將礦井通風容易時期及通風困難時期通風網(wǎng)路特性曲線分別描繪在FBCDZNo.16/275型風機特性曲線上。根據(jù)所需負壓及風量，取礦井后期網(wǎng)路特性曲線與風機葉片安裝角度為47/39的性能特性曲線相交于點，為通風容易時的工況點，

36、初期工況值=47， =1022..3Pa，=0.65；取礦井初期網(wǎng)路特性曲線與風機葉片安裝角度為48/40的性能特性曲線相交于點，為通風困難時的工況點，后期工況值=48， =1280.2Pa，=0.71。通風容易時風機葉片安裝角度為47/39，通風困難時風機葉片安裝角度為48/40，滿足生產(chǎn)及安全要求。通風機特性曲線與工況點，如圖5-1所示。 2、通風機性能參數(shù) FBCDZNo.16/275型通風機主要技術(shù)參數(shù)如下： 電機型號 16 電機功率 275kW 額定電壓 660 風量范圍 19~48 風壓范圍 125～

37、3215 Pa 根據(jù)礦井所需的風量、負壓及礦井的開拓布置，考慮設(shè)施漏風和 各種阻力損失后，經(jīng)計算和比較，選擇兩臺FBCDZNo.16/275型防爆對旋軸流式通風機，一臺工作，一臺備用，風機轉(zhuǎn)數(shù)980r/min。每臺風機配備兩臺專用防爆電機，功率275kW，電壓660kV。該風采用內(nèi)裝式電機，機電一體化，改變了礦井主通風機長軸或皮帶輪傳動的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免了傳動裝置損壞事故，提高了風機的傳動效率。 三、通風機運行工況 通風機運行特性曲線見圖5-1。 圖5-1 通風機運行性能曲線 四、電動機選型 后期最小負壓時，所需電動機功率P容易： P容易=OfH容易/1000η=73.9K

38、W 前期最大負壓時，所需電動機功率P困難： P困難=OfH困難/1000η=84.7KW 因礦井首采區(qū)前期約服務(wù)23年，前后期電能損耗所差不多，故前、后期選擇電動機容量一致。 五、通風機電動機的校驗 1、起動時容量 由于本礦井通風機布置在工業(yè)場地內(nèi)，電動機采用全壓直接啟動，其容量能夠滿足風機正常啟動的要求。 2、反風時的容量 根據(jù)廠家提供的FBCDZNo.16/275型對旋風機反風參數(shù)確定。 檢驗所選電動機容量是否滿足反風要求。 第六節(jié) 礦井反風措施 一、反風目的和意義 反風裝置就是使正常風流反向的設(shè)當進風井筒附近和井底車場發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時，為了避免大

39、量的CO 和CO2 等有害氣體進入采掘工作面危及井下工人的生命安全，則利用主要通風機的反風裝置迅速的將風流方向反向。 《規(guī)程》第124條規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風機必須裝有反風設(shè)施，必須能在10min內(nèi)改變巷道中風流方向，當風流方向改變后，主要通風機的供風量不應(yīng)小于正常風量的40%。 二、反風方式、反風系統(tǒng)及設(shè)施 本設(shè)計選用的通風機電機可直接反轉(zhuǎn)，因此設(shè)計采用風機反轉(zhuǎn)反風，為配合風機反風，在控制室安裝正反轉(zhuǎn)切換柜，并掛反風操作系統(tǒng)圖及操作規(guī)程。反風時換向操作，可在10min內(nèi)改變巷道中的風流方向，并且風流方向改變后，通風機的供給風量為15m3/s，不小于正常風量（47m3/s）的40%。

40、同時，為了提高礦井的抗災(zāi)能力，設(shè)計在采區(qū)、工作面布置局部反風系統(tǒng)，即在主要通風機保持正常運行的條件下，通過迅速調(diào)整預(yù)設(shè)的反風風門開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)采區(qū)內(nèi)部巷道或采煤工作面風流反向，以實現(xiàn)局部反風。 每季度至少要檢查一次反風設(shè)施，每年應(yīng)進行一次反風演習。 第七節(jié) 礦井通風費用 一、礦井通風費用 噸煤的通風電費為主要通風機年耗電費及井下輔助通風機、局部通風機電費之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計算： W=（E+EA）D/T 元/t E+EA =8760(P難+22)/ηvηw （７-1） 式中：w——主要通風機年耗電量，元/t

41、D——電價，0.8元 T——礦井年產(chǎn)量，t E——礦井主要通風機年耗電量 EA——礦井局部通風機與輔助通風機年耗電量 ηv——變壓器的效率，取0.95； ηH ——電線的輸出功率，取0.95。 則E=8760(2752+114)/0.950.95=3338992(KW.h)/a W=33389920.8/900000=2.9元 二、風阻與等積孔 礦井通風容易時期和困難時期的等積孔分別為1.7m2和1.68m2，因此兩個時期通風都比較容易。 三、綜合評價 1、通風方式和通風系統(tǒng) 本礦井為新建礦井，礦井采用中央并列式通風系統(tǒng)，由副井進風，兩翼風井回風，通風方式為抽出式，礦井

42、具有完整的獨立通風系統(tǒng)。 2、礦井開拓、采掘布置 本礦井采用立井開拓方式，副井井筒凈直徑5m，凈斷面19.6m2，風井井筒凈直徑4.0m，凈斷面12.6m2，立井井筒斷面大，礦井風量有適大的余地。井下所有進回風巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷中均設(shè)有雙向雙道風門，在需要調(diào)節(jié)風量處設(shè)有調(diào)節(jié)風門，以保證各用風地點的合理風量。 3、采掘工作面通風 回采工作面采用負壓通風，掘進工作面采用對旋局部通風機配合濕式除塵器正壓通風。 4、風量與通風網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計按照《煤礦安全規(guī)程》要求進行了風量計算，按瓦斯涌出量等對采、掘工作面所需風量進行了各種測算，確保井下各用風地點配有足夠的風量。采區(qū)及工作面均有獨立的進回風巷道

43、，風量及通風網(wǎng)絡(luò)均可靠。礦井通風容易時期和通風困難時期的礦井等積孔分別為1.7m2和1.68m2，通風難易程度屬通風中等礦井。 5、反風系統(tǒng) 全礦井反風采用主要通風機反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，巷道布置和井下通風設(shè)施可滿足全礦井反風的要求。 6、通風設(shè)備和設(shè)施 設(shè)計選用的FBCDZNo.16/275型防爆對旋軸流式通風機二臺，一臺工作，一臺備用，該風機的優(yōu)點是： ①性能優(yōu)良，高效區(qū)寬廣，可以通過改變?nèi)~片角度調(diào)節(jié)運行工況； ②機電一體化，兩臺防爆電機安裝在風機內(nèi)部，分別與一、二級葉輪直聯(lián)，提高了傳動效率； ③風機固定在軌道式基礎(chǔ)上，整體結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，采用電機直接反轉(zhuǎn)反風，不需建設(shè)反風系統(tǒng)，節(jié)省

44、基建投資； 通風機采用雙回路電源供電，當一回路出故障時，另一回路可保證通風系統(tǒng)正常運行，安全可靠。 兩翼風井井口設(shè)有防爆門，在井下發(fā)生爆炸事故時，可使防爆門靈活打開，有效的降低了爆炸沖擊波對相關(guān)設(shè)施的破壞。 7、安全出口 礦井初期一翼設(shè)計有副井和風井二個通達地面的安全出口，兩個井筒均裝設(shè)玻璃鋼梯子間，可以保證井下發(fā)生事故時，人員經(jīng)副井、風井通達地面。 8、防止漏風及降低風阻的措施 防止漏風的主要措施有：每組風門均為兩道正向和兩道反向風門組成，風門不得設(shè)置在斜巷內(nèi)。進、回風巷道之間盡量減少聯(lián)絡(luò)巷，采空區(qū)要及時封閉。多有通風設(shè)施要牢固可靠，并要加強管理和維修，保證正常使用。為了防止沿空

45、送巷漏風，上、下區(qū)段間留3～6m“煤皮”；但應(yīng)注意沿空送巷位置，掘巷時采用放小炮，加密支護，盡量減少煤柱損壞，加強巷道維護等。 降低風阻的措施有：在礦井建設(shè)和施工過程中，應(yīng)優(yōu)化井巷支護形式；采用光面爆破，降低巷道摩擦阻力系數(shù)。生產(chǎn)期間應(yīng)及時清除巷道中的廢棄物和障礙物，保證巷道風流暢通，嚴禁堆放雜物和物料，要及時擴修受壓縮變形的巷道，保證有效的通風巷道斷面，以降低通風阻力。 綜上所述，設(shè)計對影響本礦井通風系統(tǒng)的各個因素都進行了詳細的分析，并采取了詳細的分析，并采取了相應(yīng)的安全措施和對策，生產(chǎn)中要嚴格執(zhí)行國家的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，按設(shè)計要求和規(guī)章制度進行安全管理，總體上講礦井的通風系統(tǒng)是合理的、可

46、靠的，具有較強的預(yù)防災(zāi)害和抵抗災(zāi)害的能力。 第八節(jié) 礦井災(zāi)害防治措施 為了保證礦井安全生產(chǎn)，自阿礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，要重點防范瓦斯煤層、水和火的威脅。本設(shè)計采用較先進的設(shè)備，并建立了井下環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)，對瓦斯、煤層、水和火等災(zāi)害進行了早期預(yù)防，綜合治理。 1、瓦斯管理措施 ⑴嚴格執(zhí)行《安全技術(shù)操作規(guī)程》第四章第一節(jié)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。 ⑵設(shè)專職瓦斯員對工作面每班巡回檢測，不得少于兩次，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報處理。另外，建立瓦斯的個體巡回檢測和連接檢查的雙重檢測系統(tǒng)，可靠預(yù)防和控制瓦斯事故的發(fā)生。 ⑶在采煤工作面以及與

47、其相互連接的上下順槽設(shè)置瓦斯報警儀，檢測風流中瓦斯含量，并將信息及時傳遞到地面控制室。 ⑷嚴格掌握風量分配，保證各個工作面和機電硐室有足夠的新風流。 ⑸按井下在冊人員配置隔離式自救器。 (6)嚴禁在工作面兩道再掘超過3m的硐室。 ⑺按規(guī)程規(guī)定設(shè)置反風裝置，風機能在規(guī)定時期內(nèi)反風并達到規(guī)定風量。 ⑻采后按規(guī)定時間回收，密閉，注漿。 2、煤塵的防治措施 ⑴掘進機與采煤機都必須配備有可靠的降塵裝置，掘進頭風機要設(shè)防塵器。 ⑵利用環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)及時測定風流中的防塵濃度。 ⑶獎勵防塵、灑水、降塵系統(tǒng)對煤流各轉(zhuǎn)載點必須經(jīng)常噴霧灑水。 ⑷對于容易積存煤塵處，應(yīng)定期進行清理。 ⑸井下煤

48、倉和溜煤眼應(yīng)保持一定的存煤，不得放空，防止煤倉和溜煤眼出漏風。 (6)相鄰煤層所有運輸機道和回風道必須設(shè)置隔爆木棚。 ⑺采掘工作面的工人應(yīng)按規(guī)定佩帶防護帽和防塵口罩。 3、防火措施 ⑴實行無煤柱沿空掘巷開采，盡量少丟煤，清除煤層自然發(fā)火根源。 ⑵完善礦井通風系統(tǒng)合理分配風量，降低并控制負壓，以減少漏風，每個面回采結(jié)束，要將其兩順槽就近連通并及時加以密閉，使采空區(qū)處于均壓狀態(tài)。 ⑶對每個工作面及采空區(qū)進行束管監(jiān)測，電子計算機監(jiān)控。及時掌握自然的情況及時采取有效措施。 ⑷煤層大巷要搞好壁后充填和噴混凝封層煤層，防止煤的風化和自然。 ⑸井下設(shè)置完備的消防灑水系統(tǒng)，存放足夠的消防器材。 參考文獻 1、煤礦安全規(guī)程，國家煤礦安全監(jiān)察局，2011年 2、孫研，風機產(chǎn)品樣本，機械工業(yè)出版社，1998年 3、張榮立等，采礦工程設(shè)計手冊，煤炭工業(yè)出版社，2003年 4、張國樞等，通風安全學，中國礦業(yè)大學出版社，2000年 5、朱銀昌，候賢文，煤礦安全工程設(shè)計，煤炭工業(yè)出版社，1995年 24