2023年矿井通风与安全系统.doc

论文设计 题目名称：矿井通风系统 院系名称：电气工程系 班 级：铁道供电13A1 学 号：130223060 学生姓名：范文波 指导老师：陈乐瑞 2023年 2月 论文编号：130223060 摘 要 本设计煤矿矿井通风系统的设计是新建矿井，在本井田范围内，地质条件简单，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危险，设计年产量，矿井第一水平效劳年限为23a。 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方式。矿井主要通风机采用抽出式通风方式。矿井布置4个采煤工作面，4个掘进工作面。回采工作的采煤方法采用单一走向长壁采煤法，采煤工作面推进方向采用后退式。 矿井总进风量为78m3/s，通风容易时期总阻力为，通风困难时期期总阻力为2860Pa，通风机选用2k60 NO18型抽出式轴流风机4台，2台工作，2台备用。选用电动机的功率为133KW。矿井在通风容易时期等积孔为2,通风困难时期等积孔为2,均属中阻力矿井。 本设计充分结合实际情况，积极采用切实可行的先进技术，为整个井田的平安生产奠定了良好的根底。 关键词：矿井通风、风量、通风机、费用 Abstract Mine ventilation system is an important component of the mine production system，It includes mine into, return air inlet and return air roadway layout and form, the mine ventilation line connection. The basic content and mine ventilation facilities and equipment. It with mine roadway layout and mining method in a certain extent. Mine ventilation design should meet the following requirements: 1, no air leakage. 2, mining, digging face to realize independent ventilation. 3, ventilation structure set less, setting proper and reasonable. 4, into the wind less pollution. 5, face series. 6, mine total wind resistance is small, high reliability. 7, the ventilation system of substation must be independent. 8, conform to the regulation rules. Keywords: Mine ventilation 、Air volume、The ventilator、cost 目 录 前 言 1矿井通风系统确实定 1.1 概述 1.2 矿井通风系统 2 矿井风量计算及确定 2.1 采煤工作面需风量的计算 2.2 矿井风量的分配 3 矿井通风阻力计算 3.1 绘制通风系统图 3.2 矿井通风总阻力计算 4 通风机选型 4.1 自然风压 4.2 选择主要通风机 4.3 选择电动机 5 概算矿井通风费用及评价 6 矿井灾害防治措施 参考文献 感 谢 附 表 前 言 矿井通风设计是学完矿井通风课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下根底。 1．进一步稳固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与标准、报告撰写等根本技能。 2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。 3．培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。 依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。 设计中要求严格遵守和认真贯彻煤炭工业设计政策、煤矿平安规程、煤矿工业矿井设计标准以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计到达较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。 1矿井通风系统确实定 1.1 概述 某煤矿井田范围走向长km，倾斜宽—7km，井田面积约 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。 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。 该矿是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为平安起见，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 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，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，掘进工作面同时工作的最多人数18人，一次爆破炸药用量。 1.2 矿井通风系统 1.2.1 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25年左右的矿井通风系统方案为：中央边界式、两翼对角式和分区对角式。 　 表1-1通风方式使用条件表 通风方式 图示 适用条件及优缺点 中央边界式 通风阻力较小，内部漏风较小。工业广场不受主要通风机噪声的影响及回风风流的污染 风流在井下的流动线路为折返式，风流线路长，阻力较大 适用于煤层倾角较小、埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比拟严重的矿井 两翼对角式 风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小。内部漏风少中。平安出口多，抗灾能力强。便于风量调节，矿井风压比拟稳定。工业广场不受回风污染和通风机噪声的危害 井筒平安煤柱压煤多，初期投资大，投产较晚 煤层走向大于4km，井型较大，瓦斯与发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井 分区式 每个采区有独立通风线，互不影响，便于风量调节，平安出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快 占用设备多，管理分散，矿井反风困难 煤层埋藏浅，或因地表上下起伏大，无法开掘总回风巷 经过上表的粗略的技术比拟，考虑到本矿井为高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，和粗略的经济比拟，所以综上述考虑采用单翼对角式比拟合理。 1.2.2 采区通风方式 1、确定采区的通风方式并作技术比拟 采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。为此采区通风系统就满足以下要求： ⑴一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。 ⑵采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。 ⑶采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。 本矿井各采区设置三条上山即运输机上山、回风上山及轨道上山。 由于本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为了平安起见，用“品〞字形布置三条上山。即轨道上山、运输机上山进风，回风上山回风。 2、采煤工作面通风方式 确定采煤工作面的通风方式并作技术比拟： 工作面的回采顺序有前进式和后退式，前进式与后退式相比，回采时不用提前掘出回采巷道，可以边采边掘，但是回采巷道的上、下顺槽的维护费用多。并且新鲜风流首先通过采空区，漏风严重，且风流会带着采空区涌出的瓦斯进入工作面，容易使瓦斯超限。考虑到本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，前进式通风更容易引起瓦斯超限，增加通风管理难度，故考虑采用后退式回采顺序。 由于本矿井的准备巷道是三条上山，故采用U型通风，再加上本矿井的煤层倾角16°，属于中等，并且本矿井瓦斯绝对涌出量为，属于中等偏上，由于瓦斯比空气轻，为了减少在上隅角产生瓦斯积聚，因此采用上行通风方式。 1.2.3 主要通风机工作方法 确定主要通风机的工作方法并做技术比拟： 主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式 通风方式分为抽出式、压入式和混合式。 采区通风必须满足煤矿平安规程的规定。每一个生产水平和每一个采区，都必须布置回风道，实行分区通风。回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。对于煤层倾角大的回采工作面应采用上行通风。采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。 表1—2通风方式使用条件 通风方式 图示 适用条件及优缺点 抽出式 是当前常用的通风方式，适应性强，有利于瓦斯管理，适用于矿井走向长，开采面积大的矿井。井下风流处于负压状态，漏风量小，管理简单。当有塌陷区或于别的采区沟通时，会把有害气体带到井下，使矿井有效风量减少 压入式 低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形复杂，高差起伏，无法在高山上设置通风机。总回风巷无法连同或维护困难的条件下。与抽出的优缺点相反，进风路线漏风大。管理困难，风阻大，风量调节困难。井下风流处于正压状态，通风机停止运转时，采空区瓦斯会涌向工作面。 混合式 可产生较大的通风阻力，适应大阻力矿井，但通风管理困难，一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用。但是个别用于老井延深或改建的低瓦斯矿井。 抽出式：主要通风机安设在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比拟平安。 压入式：主要通风机安设在入风井口，在压入式通风机的作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外停止漏出。当主要通风机运转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置假设干通风构筑物，使通风管理难度加大，且漏风严重。 所以，通过比拟并且考虑到该矿井为高瓦斯矿井，选择抽出式通风，通风管理较容易，平安可靠性好。 图1-1 矿井通风系统图 2 矿井风量计算及确定 2.1 采煤工作面需风量的计算 1、采煤工作面的风量应按以下因素分别计算，取其最大值 ⅰ 按瓦斯涌出量计算〔规程2023第一百三十六条〕 (2-1) 其中： —第i个采煤工作面需要风量, m3/min; —第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min； —第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值和平均值的比值。生产矿井可以根据各工作面正常生产条件时，至少进行5昼夜的观测，得出5个值，取其最大值。通常机采工作面取；炮采工作面取=1.4~；水采工作面取。综合考虑取 ⅱ 按工作面进风流温度计算 回采工作面应有良好的气候条件，其气温和风速的关系应符合下表的要求。 　表2-1