矿井与通风安全课程设计
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第一章设计内容 (3)
一、设计题目： (3)
二、原始资料 (3)
三、设计任务 (4)
第二章掘进通风方法 (4)
一、局部通风机方式 (4)
二、风筒选择 (5)
第三章掘进工作面所需风量设计 (6)
一、排除炮烟所需风量 (6)
二、排出瓦斯所需风量 (7)
第四章掘进通风管理 (8)
一、加强风筒的管理措施 (8)
二、保证局部通风机安全运转的措施 (9)
三、加强掘进工作面的瓦斯检查和监测 (9)
四、掘进工作面的防火防爆的安全措施 (9)
五、局部通风机消声措施 (10)
致谢 (11)
参考资料 (12)
前言
《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行的，是我们运用所学知识联系实际，完成学习与实践相结合的重要实践环节，也是对我们进行的一次综合性专业设计训练。通过本次课程设计使我们从中获得以下几个方面的能力，为毕业设计打下坚实的基础。
1．进一步巩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、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。
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．培养我们创新意识、严肃认真的学习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任务。
设计中严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计做到分析论证清楚，论据确凿，在设计过程中积极采用切实可行的先进技术，完成本次设计任务。
第一章设计内容
一、设计题目：
某矿井2016工作面运输道掘进通风设计
二、原始资料
如图所示，某矿为高瓦斯矿井，生产接续要求提前3个月在2016工作面设计运输道位置掘一条长为450m的煤巷；巷道底版净宽度为4m，断面为8m2。其瓦斯绝对涌出量为1.2m3/min，涌出不均衡系数为1.4；进风流中的沼气浓度为0.05％。掘进巷道一次爆破最多炸药量为15kg，风流中基底含尘量为0.5mg/m3，，产尘量为800mg/min；工作面同时工作最多人数为9人。
三、设计任务
①掘进通风方法确定；
②掘进工作面所需风量设计。
第二章掘进通风方法
一、局部通风机方式
1.通风方式
此矿为高瓦斯矿井，采用两翼对角式通风方法，在2013工作面设计运输道位置掘一条长为450m煤巷，设计一条长为460m的风筒。
压入式通风如图8-1所示。局部通风机和启动装置安设在离掘进巷道口10m以外的进风侧巷道中，局部通风机把新鲜风流经风筒送入掘进工作面，污风沿掘进巷道排出。风流从风筒出口形成封闭的有限贴壁射流。
图8-1 压入式通风
气流贴着巷道壁射出风筒后，由于吸卷作用，射流断面逐渐扩大，直至射流的断面达到最大值，此段称扩张段，用L扩表示；然后，射流断面逐渐缩小，直至为零，此段称收缩短，用L收表示。风筒出口至射流反方向的最远距离称为射流的有效射程，用L射表示。一般有：
（
m
L）
4S
5
~
射
式中 S———巷道断面，m2 。
在有效射程以外的独头巷道会出现循环涡流区，为了有效的排
出炮烟，风筒出口与工作面的距离应小于有效射程L射。
压入式通风的优点是局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，
不易引起瓦斯和煤尘爆炸，安全性好。风筒出口的有效射程长，排烟
能力强，工作面通风时间短，即可用硬质风筒，又可用柔性风筒，适
应性强。缺点是污风沿巷道排出，污染范围大；排烟从掘进巷道排出
的速度慢，需要的通风时间长。适用于以排出瓦斯为主的煤巷、半煤
巷掘进通风。
二、风筒选择
1.选用柔性风筒，直径为600mm。
柔性风筒主要有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等。常见的胶
布风筒规格见表8-3.柔性风筒的优点是轻便，拆、装、搬、运容易，
接头少。缺点是强度低，易损坏，使用的时间短，且只能用于压入式
通风。目前煤矿中采用压入式通风时均采用柔性风筒。
表8-3 胶布风筒规格参数表
直径/mm 节长/mm 壁厚/mm 风筒质量/（kg·m-1）风筒断面/m2 300 10 1.2 1.3 0.071 400 10 1.2 1.6 0.126
500 10 1.2 1.9 0.196 600 10 1.2 2.3 0.283 800 10 1.2 3.2 0.503 1000 10 1.2 4.0 0.785
2.风筒接头
柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。本次设计选用反边接头。
第三章 掘进工作面所需风量设计
掘进工作面需风量，应满足《安全规程》对作业地点空气的成分、含尘量、气温、风速等规定要求，按下列因素计算。
一、排除炮烟所需风量
1.压入式通风
当风筒出口到工作面的距离L 压≤L 射=（4~5）S 时，工作面所需风量或风筒出口的风量Q 需应为：
/min m b t 465.033/122
2）（碳
漏需C P L S A Q 式中 t ————通风时间，一般取20min ；
A ————同时爆破炸药量，15kg ；
b ————每千克炸药产生的co 当量，100L/kg ，煤巷爆破取100L/kg ；
S ————巷道断面积，8m 2；
L ————巷道通风长度，460m ；
C co ——— 一氧化碳浓度允许值，%，C co =0.02 ；
P 漏——— 风筒始、末风量之比，即漏风系数。
如上：
柔性风筒的P 漏值可用下试算： 接
漏ηn 11-=P 式中 n ————风筒接头数，46个；因为风筒全长460m ，每10m 有一个风筒接头。
η
接———每个接头的漏风率，螺圈反边接头时η=0.005。
因此 ： 30.1005
.04611p ≈?-=
漏 根据上式公式求得：
/min m .19602.03.146081001520465.033122
2≈????=）（需Q
二、排出瓦斯所需风量
在有瓦斯涌出的巷道掘进工作面内，其所需风量应保证巷道内任何地点瓦斯浓度不超限，其值可按下述计算： /min m 1003c 4444CH CH CH H C C Q K Q 进瓦-=
式中：
Q 瓦————排除瓦斯所需风量，m 3/min ；
4CH Q ————巷道瓦斯绝对涌出量，1.2m 3
/min ；
4CH C ————最高瓦斯浓度，1%； 4CH C 进————进风流中的瓦斯浓度，0.05%；
4CH K ————瓦斯涌出不均匀系数，取1.4。
根据上面公式得：
/min m 84.17605
.012.14.11003≈-??=瓦Q
第四章 掘进通风管理
掘进通风管理技术措施主要有加强风筒的管理的措施、保证局部通风机安全运转的措施、掘进通风安全技术装备系列化、局部通风机的消声措施等。
一、加强风筒的管理措施
1.减少风筒漏风
（1）.改进风筒的接头方法和减少接头数
①.改进接头方法
②.改进接头数
（2）.减少针眼漏风
（3）.防止风筒破口漏风
2.降低风筒的风阻
为了减少风筒的风阻以增加供风量，风筒吊挂应逢环必挂；吊挂平直，拉紧吊稳。局部通风机要用托架太高，尽量和风筒成一直线。风筒拐弯应圆缓，勿使风筒褶皱。在一条巷道内，应尽量使用同规格的风筒，如使用不同规格的风筒时，应该使用异径风筒连接。风筒中有积水时，要及时放掉，以防止风筒变形破裂和增大风阻值。放水方法：可在积水处安设自行车气门嘴，放水时拧开，放完水再拧紧。
二、保证局部通风机安全运转的措施
在掘进通风管理工作中，应加强对局部通风机检查和维修，严格执行局部通风机的安装、停开等管理制度，以保证局部通风机的正常运转。
三、加强掘进工作面的瓦斯检查和监测
（1）.安设瓦斯自动报警断电装置，实现瓦斯遥测。
（2）.爆破员配备瓦斯检测器，坚持“一炮三检”制度，即在掘进作业的装药前、爆破前和爆破后都要认真检查爆破地点附近的瓦斯。（3）.实行专职瓦斯检查员随时检查瓦斯制度。
四、掘进工作面的防火防爆的安全措施
严格采用防爆型机电设备；局部通风机、装岩机和煤电机都要采用综合保护装置；移动式和手持式电气设备必须使用专用的不易燃性橡胶电缆；照明、通讯、信号和控制专用导线必须用橡套电缆。高瓦斯及突出矿井要使用乳化炸药，逐步推广屏蔽电缆和阻燃抗静电风
筒。
五、局部通风机消声措施
局部通风机运转时噪声很大，常达100～110dB（A），大大超过《规程》规定的允许标准。《规程》规定：作业场所的噪声，不应超过85dB（A）。大于85dB（A）时，需配备个人防护用品；大于或等于90dB（A）时，还应采取降低作业场所噪音的措施。高噪声严重影响井下人员的健康和劳动效率，甚至可能成为导致人身事故的环境应素。降低噪声的措施，一是研制、选用低噪声高效率的局部通风机；二是在现有局部通风机上安设消音器。
致谢
本学期我们学习了《通风与安全》，这门课程专业性知识非常全面，都是些理论知识。学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期专业课结课后紧接着来专业课课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对专业知识的认知，而且还及时、真正的做到了学以致用。
本次矿井通风课程设计使我受益匪浅，使我明白学好理论知识和实践的重要性。只有理论知识是远远不够的，要将所学的理论知识和实践相结合在一起，只有将理论和实践结合在一起才能真正的为矿山服务，才能创造经济价值，同时也能提高自身的实际动手能力和独立思考的能力。此次课程设计将所学、所做相结合在一起，让学生在设计时：一方面，能够再巩固一遍前面各章节所学的理论知识。另一方面，培养了我们对专业知识的兴趣和操作能力。很感谢学校给我们安排了这次矿井通风课程设计，让我真正感受到理论与实际相结合的重要性。
参考资料
通风与安全/杨胜强，刘殿武主编，——徐州：中国矿业大学出版社，2009.9