礦井通風(fēng)課程設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計用
第一章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定
第一節(jié) 概述
某礦地處平原、地面標(biāo)高+150m，井田走向長度5km，傾斜方向長度3。3km。井田上界以標(biāo)高－165m為界，下界以標(biāo)高－1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲量約1.08億噸。根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及“規(guī)程”規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn)150萬噸的大型礦井，服務(wù)年限為72年。
井田內(nèi)有兩個開采煤層，為K1、K2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角15°，各煤層厚度，間距及頂?shù)装鍘r性參見綜合柱狀圖。礦井相對瓦斯涌出量為6.6m 3/t，煤層有自然發(fā)火的危險，發(fā)火期為16～18個月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為36%。
綜合柱狀圖
根據(jù)開拓開采設(shè)計確定。采用立井多水平上下山開拓，第一水平標(biāo)高—380m，傾斜長為 m，服務(wù)年限為27年，因走向較短，兩翼各布置一個采區(qū)。每個采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，工作面長度150m，區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱15m，綜采工作面產(chǎn)量為在K1煤層時為1620噸/日，在K2煤層時為1935噸/日，日進(jìn)6刀，截深0.6m，高檔普采工作面產(chǎn)量為在K1煤層時為1080噸/日，在K2煤層時為1290噸/日，日進(jìn)4刀，截深0.6m，東翼還另布置一個備用的高檔普采工作面，綜采工作面裝備的部分機(jī)電設(shè)備 如表1－2所示，采區(qū)巷道采用集中聯(lián)合布置。
采區(qū)軌道上山均布置在K2煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運(yùn)輸上山，區(qū)段運(yùn)輸平巷與軌道上山采用石門連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，后期東西兩翼各安排兩個獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個巖石下山掘進(jìn)頭。東西兩翼各有一個絞車房、變電所、火藥庫，亦需獨(dú)立通風(fēng)。井為箕斗井提煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進(jìn)風(fēng)井用，并設(shè)有梯子間。
部分巷道名稱、長度、支護(hù)形式，斷面幾何特征參數(shù)列入表1－1
表1－1
風(fēng)井 2 0.8×315×2＝504
從表2－1中可以看出中央邊界式風(fēng)流在井下的流動線路為折返式，風(fēng)流線路長，阻力較大不適合現(xiàn)在的高產(chǎn)高效礦井。根據(jù)表2－2的經(jīng)濟(jì)比較，方案二投資成本較低，再加上本礦井煤層有自然發(fā)火危險，發(fā)火期限比較長，煤塵有爆炸性等因素，為了使每個采區(qū)互不影響，所以綜上述考慮采用兩翼對角式更為合理。
二、采區(qū)通風(fēng)方式
㈠確定采區(qū)的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較
采區(qū)應(yīng)該有足夠的供風(fēng)量，并按需分配到各個采、掘工作面。為此采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)就滿足以下要求：
⑴一個采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。
⑵采煤工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。
⑶采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。
本礦井各采區(qū)都設(shè)置兩條上山即運(yùn)輸機(jī)上山及軌道上山。為此采區(qū)通風(fēng)方式有兩種方案。
方案一、軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)
方案二、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)
軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，軌道上山的絞車房易于通風(fēng)；變電所設(shè)在兩上山之間，其回風(fēng)口設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間的風(fēng)壓差通風(fēng)。
輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)上山設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，須在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門。為此，根據(jù)本礦井采區(qū)條件，綜合考慮采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)比較合理，通風(fēng)管理相對較容易。
㈡采煤工作面通風(fēng)方式
確定采煤工作面的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較
工作面的回采順序有前進(jìn)式和后退式，前進(jìn)式與后退式相比，回采時不用提前掘出回采巷道，可以邊采邊掘，但是回采巷道的上、下順槽的維護(hù)費(fèi)用多。并且新鮮風(fēng)流首先通過采空區(qū)，漏風(fēng)嚴(yán)重，且風(fēng)流會帶著采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)入工作面，容易使瓦斯超限。煤層本身具有自然發(fā)火危險，前進(jìn)式通風(fēng)使自然發(fā)火更加容易，增加通風(fēng)管理難度，故考慮采用后退式回采順序。
由于本礦井的準(zhǔn)備巷道是二條上山，故只能采用U型通風(fēng)，再加上本礦井的煤層傾角15°，屬于中等，并且本礦井相對瓦斯涌出量為6.6m 3/t，屬于中等偏上，由于瓦斯比空氣輕，為了減少在上隅角產(chǎn)生瓦斯積聚，因此采用上行通風(fēng)方式。
㈢主要通風(fēng)機(jī)工作方法
確定主要通風(fēng)機(jī)的工作方法并做技術(shù)比較
主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有抽出式、壓入式和壓抽混合式
通風(fēng)方式分為抽出式、壓入式和混合式。詳細(xì)比較見表2—3。
采區(qū)通風(fēng)必須滿足《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。每一個生產(chǎn)水平和每一個采區(qū)，都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。對于煤層傾角大的回采工作面應(yīng)采用上行通風(fēng)。采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。
表2—3
因?yàn)橹豢紤]服務(wù)年限的頭25年故混合式不于考慮。
抽出式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。
壓入式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機(jī)的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿獾恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外停止漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力降低。采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理難度加大，且漏風(fēng)嚴(yán)重。
所以，通過比較，選擇抽出式通風(fēng)，通風(fēng)管理較容易，安全可靠性好。
第二章 礦井風(fēng)量計算及確定
第一節(jié) 采煤工作面需風(fēng)量的計算
采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值
（1） 按瓦斯涌出量計算
Qwi＝100×Qgwi×kgwi
式中：Qwi——第i個采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min。
Qgwi——第i 個采煤工作面瓦斯絕對涌出量，m3/min。
kgwi——第i個采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，至少進(jìn)行5晝夜的觀測，得出5個比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面取kgwi＝1.2～2.1；炮采工作面取kgwi＝1.4～2.0；水采工作面取kgwi＝2.0～3.0。
Qgwi ＝日產(chǎn)量×6.6/（24×60）
綜采：
K1煤層： Qwi＝100×Qgwi×kgwi
＝100×7.425×1.2
＝891 m3/min
K2煤層： Qwi＝100×Qgwi×kgwi
＝100×8.869×1.2
＝1064 m3/min
高檔普采：
K1煤層：Qwi＝100×Qgwi×kgwi
＝100×4.95×1.2
＝594 m3/min
K2煤層：Qwi＝100×Qgwi×kgw i
＝100×5.9×1.2
＝709 m3/min
備用高檔普采工作面需風(fēng)量按正常生產(chǎn)的工作面需風(fēng)量的50%計算
709×50%＝355 m3/min。
（2） 按工作面進(jìn)風(fēng)溫度計算：
Qwi ＝60×Vwi×Swi×Kwi
由于本礦井地處平原，故采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為20℃，工作面長150米，長度系數(shù)選取1.1。
Vwi ——第i個采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度選取1.0m/s。
Swi ——第i個采煤工作面有效斷面，取最大和最小控頂時有效斷面的平均值m2。
kwi ——第i個工作面的長度系數(shù)，由于本礦井地處平原，故采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為20℃，工作面長150m,選取1.1。
高檔普采需風(fēng)量：K1煤層Qwi?。?0×Vwi×Swi×Kwi
＝60×1.0×9.4×1.1
＝620.4 m3/min
K2煤層Qwi ＝60×Vwi×Swi×Kwi
＝60×1.0×9.4×1.1
＝646.8 m3/min
綜采需風(fēng)量：K1煤層 Qwi ＝60×Vwi×Swi×Kwi
＝60×1.0×7.8×1.1
＝515 m3/min
K2煤層 Qwi ＝60×Vwi×Swi×Kwi
＝60×1.0×7.8×1.1
＝515 m3/min
（3）工作人員數(shù)量計算：
Qwi?。?×nwi
式中： 4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min。
nwi——第i個工作面同時工作的最多人數(shù)，個。
綜采： Qwi?。?×nwi＝4×40＝160 m3/min
普采： Qwi ＝4×nwi＝4×60＝240 m3/min
（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算
按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：
Qwi≥60×0.25×Swi
按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：
Qwi ≤60×4×Swi
按最低風(fēng)速驗(yàn)算最小風(fēng)量：
K1高檔普采：60×0.25×9.4＝141 m3/min
K2高檔普采：60×0.25×9.4＝141 m3/min
按最高風(fēng)速驗(yàn)算最大風(fēng)量：
K1高檔普采：60×4×9.4＝2256 m3/min
K2高檔普采：60×4×9.4＝2256 m3/min
按最低風(fēng)速驗(yàn)算最小風(fēng)量：
K1綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min
K2綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min
按最高風(fēng)速驗(yàn)算最大風(fēng)量：
K1綜采：60×4×7.8＝1872 m3/min
K2綜采：60×4×7.8＝1872 m3/min
根據(jù)風(fēng)速驗(yàn)算各個工作面的風(fēng)量都符合要求。
用以上四種方法對采區(qū)每個獨(dú)立通風(fēng)的回采工作面進(jìn)行計算，選擇最值作為每個回采工作面所需風(fēng)量，把這些風(fēng)量和采區(qū)內(nèi)獨(dú)立通風(fēng)的備用工作面所需風(fēng)量累加起來，就是采區(qū)內(nèi)回采工作面和備用工作面所需的總風(fēng)量。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，考慮綜采工作面漏風(fēng)取10﹪，即：（1064+709）×10﹪=177 m3/min
2、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算：
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得掘進(jìn)工作的分量為：巖巷的風(fēng)量為150～240 m3/min；煤巷的風(fēng)量為240～300 m3/min?？紤]到本礦為底瓦斯礦，且又用兩翼對角式通風(fēng)，故本礦巖巷巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量定為150 m3/min，煤巷掘進(jìn)工作面定為250 m3/min。
根據(jù)風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：
每個巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量為：
每個煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量為：
式中：Swi——第i個掘進(jìn)巷道段面積，m2
巖巷：0.15×60×10.1=91 m3/min
煤巷：0.25×60×9.6=144 m3/min
根據(jù)風(fēng)速驗(yàn)算各個工作面的風(fēng)量都符合要求。
3、硐室需風(fēng)量的計算：
采區(qū)各硐室的風(fēng)量可按經(jīng)驗(yàn)值來確定，又結(jié)合本礦為低瓦斯礦的實(shí)際情況確定為：采區(qū)絞車房Q=60 m3/min。
4、礦井總風(fēng)量的計算
礦井的總風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計算：
Qm=(∑Qwt＋∑Qht＋∑Qrt＋∑Qot) KWZ
式中： ∑Qwt——采煤工作面和備用工作所需風(fēng)量之和，m3/min。
∑Qht ——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min。
∑Qrt ――硐室所需風(fēng)量之和，m3/min。
∑Qot ――其他用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，為以上工作面所需風(fēng)量的總和的3％m3/min。
KWZ――采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括采區(qū)漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，該值應(yīng)從實(shí)測和統(tǒng)計中求得，一般取1.2～1.25
礦井容易時期：
西翼容易： ∑Qwt =1064+709=1773 m3/min
∑Qht =250×2=500 m3/min
∑Qrt =60×3=180 m3/min
∑Qot =(1773+500+180)×3％=74 m3/min
Q西容 =（1773+500+180+74）×1.2=3032 m3/min
東翼容易： ∑Qwt=1064+709+355=2128 m3/min
∑Qht =250×2=500 m3/min
∑Qrt =60×3=180 m3/min
∑Qot =（2128+500+180）×3％=84 m3/min
Q東容 =（2128+500+180+84）×1.2=3470 m3/min
Q礦容= Q西容+ Q東容=3032+3470=6502 m3/min
礦井困難時期：
西翼困難：∑Qwt =1064+709=1773 m3/min
∑Qht =250×2+150=650 m3/min
∑Qrt =60×3=180 m3/min
∑Qot =(1773+650+180)×3％=78 m3/min
Q西難 =（1773+650+180+78）×1.2=3217 m3/min
東翼困難： ∑Qwt=1064+709+355=2128 m3/min
∑Qht =250×2+150=650 m3/min
∑Qrt =60×3=180 m3/min
∑Qot =（2128+650+180）×3％=89 m3/min
Q東難 =（2128+650+180+89）×1.2=3656 m3/min
Q礦難= Q西難+ Q東難 =3217+3656=6873 m3/min
第二節(jié) 礦井風(fēng)量的分配
一、配風(fēng)的原則和方法：
根據(jù)實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)，即先定井下各個工作地點(diǎn)所需的有效風(fēng)量，逆風(fēng)流方向加上各風(fēng)路上允許的漏風(fēng)量，確定各風(fēng)路上的風(fēng)量和礦井的總進(jìn)風(fēng)量，再加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量。如不考慮因體積膨脹的風(fēng)量，即得出通過主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。
所配給的風(fēng)量必須符合《規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定：
關(guān)于氧氣、沼氣、二氧化碳和其他有毒有害氣體安全濃度的規(guī)定；關(guān)于最高風(fēng)速和最低風(fēng)速的規(guī)定；關(guān)于采掘工作面和機(jī)電硐室最高溫度的規(guī)定；關(guān)于冷空氣預(yù)熱i的規(guī)定，以及關(guān)于空氣中粉塵安全濃度的規(guī)定等。
二、礦井風(fēng)量分配表
礦井風(fēng)量分配表見下表2-1和表2-2分為礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期風(fēng)量分配表：
第三章 礦井通風(fēng)阻力計算
第一節(jié) 繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖
確定礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的開采位置，分別繪制兩個時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖。
礦井通風(fēng)容易時期，上山采區(qū)東西兩翼的第一個區(qū)段各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，共計四個工作面，東翼布置一個備用高檔普采工作面.東西兩翼各布置兩個獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，各有一個絞車房和一個采區(qū)變電所。
礦井通風(fēng)困難時期，下山采區(qū)東西兩翼的第四個區(qū)段K2煤層各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，共計四個工作面，東翼布置一個備用高檔普采工作面.東西兩翼各布置兩個獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個巖石下山掘進(jìn)頭，各有一個絞車房和一個采區(qū)變電所.
（通風(fēng)立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖見下頁）
第二節(jié) 礦井通風(fēng)總阻力計算：
1、礦井通風(fēng)總阻力的計算原則
⑴礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過2940pa；
⑵礦井井巷的局部阻力，新建礦井宜按井巷摩擦阻力的10％計算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15％計算。
⑶當(dāng)風(fēng)量按照各用風(fēng)地點(diǎn)的需要或自然分配后，選擇達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量時通風(fēng)容易時和最困難時通風(fēng)阻力大的風(fēng)路，然后分別計算這兩條風(fēng)路中各段井巷通風(fēng)阻力，分別累加后即得到礦井通風(fēng)最容易和最困難兩個時期的最大通風(fēng)阻力。
2、礦井通風(fēng)總阻力的計算原則：
礦井通風(fēng)總阻力是指風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線）各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡稱礦井總阻力，用hm表示。
對于有兩臺或多臺主要通風(fēng)機(jī)工作的礦井，礦井通風(fēng)阻力應(yīng)該按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計算。
通風(fēng)路線的確定：
最容易時期的最大風(fēng)阻風(fēng)路：
東翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道上山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→風(fēng)井
對應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號表示為：0→4→22→24→28→30→38→40→86
西翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道上山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→風(fēng)井
對應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號表示為：0→3→19→21→23→25→31→35→75
當(dāng)一水平開采到下山第四個區(qū)段時為礦井通風(fēng)困難時期，最困難時期的最大風(fēng)阻風(fēng)路：
東翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道下山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上下山→風(fēng)井
對應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號表示為：0→58→62→64→68→70→76→78→86
西翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道下山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上下山→風(fēng)井
對應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號表示為：0→39→47→49→51→61→75
3、計算方法
沿兩個時期東、西兩翼的通風(fēng)阻力最大路線，分別用下式算出各段巷道的摩擦阻力。
Hf＝ LUQ2/S3，Pa
式中： Hf――巷道摩擦阻力，Pa.
――巷道摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4
L――井巷長度，m
Q――通過井巷的風(fēng)量，m3/s
U――井巷凈斷面周長，m.
S――井巷凈斷面積，S2
井巷凈斷面積及周長由表1—1求得：
礦井最大通風(fēng)阻力路線上各段通風(fēng)阻力計算見表3-1、表3-2、表3-3、表3-4所示。另外，工作面漏風(fēng)取210％，樂譜其余風(fēng)量均勻分配給各個風(fēng)門或風(fēng)窗。
全礦通風(fēng)摩擦阻力計算如表3-5所示：
全礦通風(fēng)摩擦阻力
根據(jù)計算，本礦井兩翼在容易和困難時期，其通風(fēng)難易程度都在中等以上。
第四章 通風(fēng)機(jī)選型
分別選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)并確定兩個時期的工況點(diǎn)，選擇配套電機(jī)，概算通風(fēng)費(fèi)用，提出對通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求。
第一節(jié) 礦井的自然風(fēng)壓
用扇風(fēng)機(jī)的個體特征曲線來選擇，要先確定通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期主扇運(yùn)轉(zhuǎn)時的工況點(diǎn)。
1、礦井自然風(fēng)壓的計算
礦井進(jìn)、回風(fēng)井的空氣柱的的容重差（容重差又主要由溫度差造成）以及高差和其它自然因素所形成的壓力差稱為自然風(fēng)壓.它對礦井主扇的工況點(diǎn)會產(chǎn)生一定的影響，因此設(shè)計中應(yīng)考慮自然風(fēng)壓對主扇的影響。
其計算公式為： hn＝z1r1- z2r2 （4-1）
式中： hn——自然風(fēng)壓，Pa
Z1——礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，Z1=530m
Z2——出風(fēng)階段的垂高，Z2=530m
r1 r2——表示進(jìn)、回風(fēng)流的平均重率，N/m3
冬季：hn＝z1r1- z2r2
?。?30×1.24×9.8―215×1/2×（1.24+1.2）×9.8―315×1.2×9.8
＝165.7 Pa
夏季：hn＝z1r1- z2r
?。?30×1.2×9.8―215×1/2×（1.24+1.2）×9.8―315×1.24×9.8
＝―165.7 Pa
2、主扇靜風(fēng)壓計算：
容易時期：東翼通風(fēng)容易時期主扇靜風(fēng)壓：
pa
西翼通風(fēng)容易時期主扇靜風(fēng)壓：
pa
困難時期：東翼通風(fēng)困難時期主扇靜風(fēng)壓：
pa
西翼通風(fēng)困難時期主扇靜風(fēng)壓：
pa
3、通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量計算：
考慮礦井漏風(fēng)，礦井所需風(fēng)量乘以一定的系數(shù)即可得礦井的實(shí)際總風(fēng)量。
Qf = 1.05×Q （4-2）
式中：Qf —— 主扇工作風(fēng)量，m3/s
Q —— 礦井所需風(fēng)量，m3/s
1.05 —— 漏風(fēng)系數(shù)
容易時期：東翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×57.8 = 60.7 m3/s
西翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×50.6 = 53.13 m3/s
困難時期：東翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×60.9 = 64 m3/s
西翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×53.6 = 56.3 m3/s
4、通風(fēng)機(jī)風(fēng)阻的計算
因?yàn)檫x擇抽出方式，所以用靜壓特性曲線
（4-3）
（4-4）
容易時期：東翼： = 1419.6/60.72 = 0.39 N•S/m8
西翼： = 1222.5/53.132 = 0.43N•S/m8
困難時期：東翼： = 1894.2/642 = 0.46 N•S/m8
西翼： = 1750.7/56.32 = 0.55 N•S/m8
5、通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在扇風(fēng)機(jī)個體曲線上選定風(fēng)機(jī)，該礦井東西兩翼風(fēng)機(jī)型號均為：2K60N024軸流式扇風(fēng)機(jī)。
確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做到通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線與風(fēng)壓曲線交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。
通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)特性曲線見圖4-1、圖4-2，參數(shù)見表4-1、表4-2
第六章 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(diǎn)防范瓦斯煤層、水和火的威脅。本設(shè)計采用較先進(jìn)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(jìn)行了早期預(yù)防，綜合治理。
1、瓦斯管理措施
⑴嚴(yán)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其相互連接的上下順槽設(shè)置瓦斯報警儀，檢測風(fēng)流中瓦斯含量，并將信息及時傳遞到地面控制室。
⑷嚴(yán)格掌握風(fēng)量分配，保證各個工作面和機(jī)電硐室有足夠的新風(fēng)流。
⑸按井下在冊人員配置隔離式自救器。
(6)嚴(yán)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(fēng)裝置，風(fēng)機(jī)能在規(guī)定時期內(nèi)反風(fēng)并達(dá)到規(guī)定風(fēng)量。
⑻采后按規(guī)定時間回收，密閉，注漿。
2、煤層的防治措施
⑴掘進(jìn)機(jī)與采煤機(jī)都必須配備有可靠的降塵裝置，掘進(jìn)頭風(fēng)機(jī)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(fēng)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(diǎn)必須經(jīng)常噴霧灑水。
⑷對于容易積存煤塵處，應(yīng)定期進(jìn)行清理。
⑸井下煤倉和溜煤眼應(yīng)保持一定的存煤，不得放空，防止煤倉和溜煤眼出漏風(fēng)。
(6)相鄰煤層所有運(yùn)輸機(jī)道和回風(fēng)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(hù)帽和防塵口罩。
3、防火措施
⑴實(shí)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(fēng)系統(tǒng)合理分配風(fēng)量，降低并控制負(fù)壓，以減少漏風(fēng)，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(jìn)行束管監(jiān)測，電子計算機(jī)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(fēng)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(xiàn)：
1、煤礦安全規(guī)程 國家煤礦安全監(jiān)察局 2005年
2、孫研 風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本 機(jī)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(fēng)安全學(xué) 中國礦業(yè)大學(xué)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
課程設(shè)計體會
礦井通風(fēng)是防止礦內(nèi)大氣污染，保護(hù)礦工安全健康，促進(jìn)礦業(yè)發(fā)展的一個重要方面，采礦生產(chǎn)中引起礦內(nèi)空氣污染的主要物質(zhì)是有毒有害氣體和粉塵。
礦井通風(fēng)課程是采礦專業(yè)的一門重要專業(yè)課。在這次課程設(shè)計中，通過對書本知識的鞏固和系統(tǒng)的整理，使我對通風(fēng)學(xué)有了更深的理解。
在這次設(shè)計中，得到了各位指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力支持和幫助。通過課程設(shè)計，進(jìn)一步培養(yǎng)和鍛煉了我熱愛勞動，尊重科學(xué)的思想作風(fēng)，增添了對礦井通風(fēng)與安全領(lǐng)域濃厚的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己很多的缺點(diǎn)和不足，對今后在學(xué)習(xí)、工作及其他方面起到了積極的促進(jìn)作用。
