矿井通风与安全课程设计()
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第一章设计依据一、矿井概况 (2)
第二章矿井及采区通风系统 (4)
第三章矿井风量计算与分配 (6)
第四章、矿井通风阻力计算 (13)
第五章矿井通风设备选型 (18)
第一章设计依据一、矿井概况
矿井位于平原地区,井田长7200米,双翼开采,每翼长3600米。设计年产量60万吨,矿井第一水平服务年限为23年。矿井采用竖井主要石门开拓,在煤层底板开围岩平巷,其开拓系统如图1,已拟定采用两翼对角式通风,在NO7,NO8两区中央上部边界开回风井,其采区划分见图2。采区巷道布置见图3,每个采区共有上层工作面2个,下层工作面2个,工作日产量均为500吨,全矿同时有4个工作面生产即能满足要求。备用工作面2个。井下同时工作的最多人数为380人。该矿为单一煤层,煤层厚4m,倾角25°,低瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量为3.06m3 /t,煤尘有爆炸危险性。
二、巷道尺寸及支护情况
第二章矿井及采区通风系统
一、矿井通风方式:两翼对角式。
二、矿井通风方法:抽出式。
第一节采区通风系统
一、采区进回风上山的选择
上(下)山至少要有两条;对生产能力大的采区可有3条或4条上山。
1、轨道上山进风,运输机上山回风
2、运输机上山进风、轨道上山回风
比较:轨道上山进风,新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响,输送机上山进风,运输过程中所释放的瓦斯,可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大,影响工作面的安全卫生条件。综上所述,采用轨道上山进风、运输上山回风
二、采煤工作面进、回风巷的布置
采煤工作面采用U型通风,用运输巷进风,回风巷回风,
这样布置有利于在回风巷中布置轨道,在运输巷中铺设动力电缆,这样布置符合《煤矿安全规程》中的回风巷中不能布置动力电缆的规定。
二、采煤工作面上行风与下行风
上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时,采煤工作面的风流沿倾斜向上流动,称上行通风,否则是下行通风。优缺点:
1、下行风的方向与瓦斯自然流向相反,二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。
2、上行风比下行风工作面的气温要高。
3、下行风比上行风所需要的机械风压要大;
4、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。综上所述,根据工作面实际情况采用上行通风。
第三章矿井风量计算与分配
一、矿井总进风量计算
1、风量计算
(1)按最大班下井人数计算
Q矿=4×N×K
其中:4――每人需风量;
N――最大班下井人数,380人;
K――风量备用系数,取1.2;
计算得:Q矿=4×380×1.2=1824m3/min=30.4m3/s
(2) 按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量计算
1)采煤工作面风量计算
①按绝对瓦斯涌出量计算
采煤工作面按绝对瓦斯涌出量计算的风量为:
Q采=100 q绝k=100×0.65×1.8=117m3/min≈2m3/s
式中: q绝—采煤工作面绝对瓦斯涌出量,按矿井的85%计算 q绝=2.601m3/min,一个工作面q绝=0.65m3/min.
K—瓦斯涌出不均衡系数,取1.8
②按最大班出勤人数计算
Q采=4NK=4×24×1.2=115.2 m3/min≈1.9 m3/s
式中: Q采-采煤工作面配风量;
N-一个工作面采煤班下井最多人数24人;
4-规程规定井下每人最低供风标准4 m3/min;
K-风量备用系数,取1.2;
③按一次爆破消耗的炸药量计算
Q采=25A
式中:A:采煤工作面一次起爆使用最大炸药量(按每15m 一段分次放炮,一次起爆最大炸药量为9kg)。
故 Q采=25×9=225m3/min= 3.75m3/s
④按回采工作面适宜温度计算
Q采=60Vc·Sc·K i=60.0×1×6.29×0.9=339.66 m3/min ≈5.66m3/s
《煤矿安全规程》第一百零二条规定:生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°。
式中 Vc--回采工作面适宜风速m(20°~23°时取
1.0m/s);
Sc--采面平均过风面积。工作面采高2.0m,平均控顶距3.7m,平均断面积7.4㎡,考虑运输机、浮煤、支柱影响因素,有效过风断面积按平均断面积的85%计取,面积 6.29 ㎡;
K i:回采工作面长度系数,取0.9。
根据以上计算,采煤工作面实际需风量最大值为5.66m3/s。
⑤按风速进行验算
根据《煤矿安全规程》规定,按回采工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行验算。即回采工作面风量应满足:
0.25 S采<Q采<4S采 (m3/s)
式中 S采—采煤工作面有效过风断面积5.44㎡
则:0.25×7.4<Q采<4×7.4
验算结果:1.85<Q采<29.6,符合要求。
根据以上计算结果确定投产时采煤工作面实际需要风量的总和
∑Qc=5.66×4=22.64m3/s
2)备用工作面风量计算
备用工作面按采煤工作面的60%计算。Q i=3.40 m3/s
∑Q b=3.40×2=6.8m3/s
3)掘进工作面风量计算
①按绝对瓦斯涌出量计算
Q掘=100 q绝k=100×0.12×1.8=21.6m3/min =0.36m3/s 式中: q绝—单个掘进工作面绝对瓦斯涌出量, q绝=0.12m3/min
K—瓦斯涌出不均衡风量备用系数,炮掘工作面取1.8
②按一次爆破最大炸药消耗量计算
Q≥25A=25×5=125m3/min≈2.08m3/s
式中: A——掘进工作面一次起爆炸药消耗量,取A=5kg。
③按掘进工作面作业人数计算
Q=4N=4×9=36 m3/min=0.6m3/s
式中:N—掘进工作面作业人数,取 N=9人;
④按局部通风机实际风量计算
Q局=Q f×I×K f=120×1×1.25=150m3/min≈2.5m3/s
式中;I—掘进工作面同时运转的局部通风机台