北石礦東三采區(qū)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

第一章 采區(qū)概況

一、本章內(nèi)容的資料來源
設(shè)計(jì)任務(wù)書；采區(qū)煤層地板等高線；剖面圖；儲量圖；煤層綜合柱狀圖；井上下對照圖等。
二、本章說明書內(nèi)容
1.采區(qū)概述
該采區(qū)位于北石礦第二水平，開采3號煤層。采區(qū)上以-160為界，下以-360為界，左以F5斷層和相鄰采區(qū)為界，右以F6和F7斷層為界。采區(qū)走向長1700m，傾斜長度900m，煤層為東西走向，煤層平均厚度為3.5m，傾角平均13o左右，煤的密度為1.42t/m3地面無需保護(hù)地物。
2.采區(qū)煤層及其頂?shù)装逄卣?BR> 煤層的自然發(fā)火期為6個(gè)月，煤層頂板無偽頂，直接頂為厚度6.0m的細(xì)沙巖，基本頂厚度為15m厚度的粗砂巖。煤層底板為中砂巖，
3.采區(qū)瓦斯、相對涌水量、媒質(zhì)
采區(qū)瓦斯相對涌水量16m3/t，正常涌水量160 m3/h煤塵具有爆炸性。媒質(zhì)中硬。
4.采區(qū)儲量及服務(wù)年限
采區(qū)可采儲量為747.3萬t/a，采區(qū)的年生產(chǎn)能力情況大約為120萬t/a,按這種情況大約可采7年。
5.采取巷道布置
掘進(jìn)工作面數(shù)目有2個(gè)。為了減少煤柱損失提高采出率，利于滅災(zāi)并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件及采礦工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運(yùn)輸大巷布置在距地板巖石20m處位于地板等高線-360.5處。

第二章 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

采區(qū)進(jìn)回風(fēng)上山的選擇
上（下）山至少有兩條，對于生產(chǎn)能力較大的采區(qū)可以有3到4條上山。
軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸上山回風(fēng)。
依據(jù)：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
放熱的影響。運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯、煤塵濃度增大，將影響工作面的安全工作問題。、
采區(qū)工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置
區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷分別為進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)巷，在采區(qū)運(yùn)輸巷
進(jìn)風(fēng)可使風(fēng)量經(jīng)過工作面，將沖洗工作面的煤塵與瓦斯經(jīng)過回風(fēng)巷到回風(fēng)石門到大氣中，也可使工人呼吸新鮮空氣，也保證了工作面的瓦斯含量控制在瓦斯允許范圍之內(nèi)。
采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的選擇
上行風(fēng)與下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾向的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作
面進(jìn)風(fēng)巷標(biāo)高低于回風(fēng)巷標(biāo)高時(shí)，采煤工作面風(fēng)流沿工作面傾斜向上流動(dòng)，此種稱為上行風(fēng)，反之為下行風(fēng)。
依據(jù)：
1.下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不利于出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。
2.上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。
3.下行風(fēng)比上行風(fēng)所需的機(jī)械風(fēng)量要大。
4.下行風(fēng)在瓦斯起火地點(diǎn)爆炸的可能性要比下行風(fēng)大。










第三章 采區(qū)所需風(fēng)量的確定

一、采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算
1、工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素進(jìn)行計(jì)算，取其最大值。
（1）按瓦斯涌出量計(jì)算：
Q = 100 Q k

式中： Q — 第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m/min
Q — 第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對涌出量，m/min
K — 第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用系
數(shù)，通常機(jī)采工作面取k=1.2 – 1.6，炮
采工作面取k=1.4 – 2.0 ，水采工作面取
k=2.0 – 3.0
Q = 100 16 1.5 = 2400m/min
(2)按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算
采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件.其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計(jì)算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表中的要求。采煤工作面的需風(fēng)量可按下式進(jìn)行計(jì)算：

Q = 60 v sk

式中: v — 第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度從表3-1中取，m/s ；
S — 第i個(gè)采煤工作面有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂距時(shí)的有效斷面的平均值，㎡；
K — 第i個(gè)工作面的長度風(fēng)量系數(shù)，按表3-2選?。?IMG onmousewheel="return bbimg(this)" alt="" hspace=0 src="/UploadFiles/Article_UploadFiles/201011/2010110410382641.jpg" onload=resizepic(this) border=0>



（3）按使用炸藥量計(jì)算：

Q = 25 × A
式中： 25 — 每使用1㎏炸藥量的供風(fēng)量，m/min；
A— 第i個(gè)采煤工作面一次使用的最大炸藥量，㎏。

（4）按工作人員數(shù)量計(jì)算：
Q = 4 × n
式中： 4 — 每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量。m/min；
n— 第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。

Q = 4 ×
（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：
按風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的風(fēng)量：
Q≥60×0.25×S
Q≤60×4×S
60×0.25×21.5≤ Q≤60×4×21.5
322.5≤ Q≤5160
經(jīng)驗(yàn)算知采煤工作面所需風(fēng)量為2400 m/min；
二、備用工作面所需風(fēng)量的計(jì)算
備用工作面的供風(fēng)量，通常取其條件相似的生產(chǎn)工作面的需風(fēng)量之半。當(dāng)采煤工作面不富裕時(shí)，也可按工作面不聚集瓦斯為原則進(jìn)行配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于0.25m/s。
三、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量的計(jì)算：
煤巷、半煤巖和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素進(jìn)行計(jì)算，取其最大值。
按瓦斯涌出量計(jì)算：

Q = 100×Q×k
式中： Q — 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m/min；
Q— 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對瓦斯涌出量；m/min；
k— 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)一般情況下可取1.5-2.0。
Q = 100×16×1.5 = 2400 m/min
（2）按炸藥量計(jì)算：
Q = 25×A
式中： 25 — 使用1㎏炸藥的供風(fēng)量，m/min；
A— 第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量，㎏。

Q = 25×
（3）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算：
Q = ×k
式中： Q—第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量之和。
k—為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般情況取1.2～1.3；進(jìn)風(fēng)巷道中無瓦斯涌出時(shí)1.2，有瓦斯涌出時(shí)取1.3.
Q =
(4)按工作人員數(shù)量進(jìn)行計(jì)算：
Q = 4×n
式中： n—第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。
Q = 4×
（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：
各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面應(yīng)滿足：
60×0.15×S≤Q≤60 ×4×S
各個(gè)煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量應(yīng)滿足：
60×0.15×S≤Q≤60 ×4×S
式中： S—第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，㎡。
60×0.15× ≤Q≤60 ×4×

采區(qū)硐室需風(fēng)量計(jì)算：
機(jī)電硐室需風(fēng)量：
發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算，即
Q=
式中： Q—第i個(gè)機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m/min；
—機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)（變壓器）總功率，KW；
—機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)；
—空氣密度，一般取1.25㎏/m；
C—空氣的定壓比熱，一般可取1kJ/kg·K；
—機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的溫差，℃。
采區(qū)變電所及變電硐室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量，即
Q= 60～80
機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的總功率為1000KW，機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)查表得。即
Q= 70 m/min
爆破材料庫需風(fēng)量：
Q=
式中： Q—井下爆破材料庫需風(fēng)量，m/min
V—井下爆破材料庫的體積，m
Q=
充電硐室需風(fēng)量：
按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5％計(jì)算，即
Q= 200·q
式中： q—第i個(gè)充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量，m/min。
Q= 200

礦井總風(fēng)量計(jì)算：
礦井的總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總
和計(jì)算，即
Q= （++）×k
式中： —采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m/min；
—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m/min；
—硐室所需風(fēng)量之和，m/min。
k—礦井通風(fēng)系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻因素）
備用系數(shù)，宜取1.15～1.25。
Q=

計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力

一、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則:
礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的總阻力，不得超過2940pa；
礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10％計(jì)算，擴(kuò)建
礦井按井巷摩擦阻力的15％計(jì)算。
二、計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的摩擦阻力:
礦井通風(fēng)總阻力：風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起，到回風(fēng)井口止。沿一條通路（風(fēng)
流路線），各個(gè)分支摩擦阻力和局部阻力的總和，為礦井總阻力，用h表示。
對于礦井有兩臺或多臺主要通風(fēng)機(jī)，礦井通風(fēng)阻力按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。
在主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限范圍內(nèi)，隨著采煤工作面及采區(qū)的接替變化，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。當(dāng)根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)直接判定最大總阻力路線時(shí)，可按該路線的阻力計(jì)算礦井總阻力，當(dāng)不能直接判定時(shí)，應(yīng)選幾條最大的可能的路線計(jì)算總阻力，然后確定該時(shí)期的礦井總阻力。
兩個(gè)摩擦阻力時(shí)期為通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期。
計(jì)算時(shí)要出各個(gè)計(jì)算系統(tǒng)中自然分配風(fēng)量和按所需分配風(fēng)量的分支，然后在按各自分配的風(fēng)量計(jì)算各分支支的通風(fēng)阻力。
計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力時(shí)，可不必考慮風(fēng)路沿途的漏風(fēng)和局部阻力。因不考慮漏風(fēng)所計(jì)算得到的礦井摩擦總阻力比實(shí)際漏風(fēng)存在所產(chǎn)生的礦井摩擦總阻力約為20％～25％。而礦井的局部阻力一般為礦井摩擦總阻力的15％～25％。但是，礦井中局部阻力較多，且位于大風(fēng)速區(qū)域內(nèi)，則應(yīng)將計(jì)算出的礦井摩擦總阻力加大10％～20％

表4-1井巷摩擦阻力計(jì)算表
井巷名稱 支架形式 a
N·S/m L
/m U
/m
S
/m S/m Q
m/s h
/pa V
/（m/s）
立井 U型長鋼梁
135
156
10
8
512
12
5923
1.5

計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的總阻力:
h= Kh
h= Kh
式中： h、h—礦井通風(fēng)容易時(shí)期、通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力，P；
h、h—礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期總摩擦阻力，P；
K—局部阻力的系數(shù)，一般取K= 1.0，當(dāng)風(fēng)路阻力物較多且位于的風(fēng)速區(qū)時(shí)，取K= 1.1～1.2，計(jì)算h時(shí)取K= 1.15，計(jì)算h時(shí)取K= 1.20.

選擇礦井通風(fēng)設(shè)備

礦井通風(fēng)設(shè)備選擇中的要求
礦井必須裝設(shè)兩臺同等能力的通風(fēng)機(jī)，其中一臺作為備用。
選擇通風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)期工況情況，并使通風(fēng)
機(jī)設(shè)備長期高效率運(yùn)行。
風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定余量。
進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150mm以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高一致，
但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。
二、選擇主要通風(fēng)機(jī)
1、計(jì)算各時(shí)期的通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓
1)、通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量：
Q= kQ
式中： Q— 主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量，m/s；
Q— 工作需風(fēng)量，m/s；
K— 漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)井不提升時(shí)取1.1；箕斗井兼作回硯用時(shí)取1.15；回風(fēng)井升降人員時(shí)取1.2.

附件下載：