煤矿矿井通风系统的设计.doc
- 文档编号:2603196
- 上传时间:2022-11-03
- 格式:DOC
- 页数:31
- 大小:611.07KB
煤矿矿井通风系统的设计.doc
《煤矿矿井通风系统的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿矿井通风系统的设计.doc(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
-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0.6Mt/a,矿井第一水平服务年限为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2327.82Pa,通风困难时期期总阻力为2860Pa,通风机选用2k60NO18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1.92m2,通风困难时期等积孔为1.74m2,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,为整个井田的安全生产奠定了良好的基础。
关键词:
矿井通风、风量、通风机、费用
目录
前言 1
1矿井通风系统的确定 2
1.1概述 2
1.2矿井通风系统 2
2矿井风量计算及确定 6
2.1采煤工作面需风量的计算 6
2.2矿井风量的分配 10
3矿井通风阻力计算 10
3.1绘制通风系统图 10
3.2矿井通风总阻力计算 11
4通风机选型 13
4.1自然风压 13
4.2选择主要通风机 13
4.3选择电动机 15
5概算矿井通风费用及评价 16
6矿井灾害防治措施 17
参考文献 19
感谢 20
附表 21
矿井通风学课程设计
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,力争使自己的设计达到较高水平,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矿井通风系统的确定
1.1概述
某煤矿井田范围走向长7.42km,倾斜宽0.66—1.47km,井田面积约8.53km2。
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,为安全起见,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8.1m2,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5.65m3/min,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3.75m3/min,掘进工作面同时工作的最多人数18人,一次爆破炸药用量4.3kg。
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,瓦斯与自然发火比较严重的矿井
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。
安全出口多,抗灾能力强。
便于风量调节,矿井风压比较稳定。
工业广场不受回风污染和通风机噪声的危害
井筒安全煤柱压煤多,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,安全出口多,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,或因地表高低起伏大,无法开掘总回风巷
经过上表的粗略的技术比较,考虑到本矿井为高瓦斯矿井,瓦斯涌出量较大,和粗略的经济比较,所以综上述考虑采用单翼对角式比较合理。
1.2.2采区通风方式
1、确定采区的通风方式并作技术比较
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,为了安全起见,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较:
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5.65m3/min,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较:
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《煤矿安全规程》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,比较安全。
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若干通风构筑物,使通风管理难度加大,且漏风严重。
所以,通过比较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,安全可靠性好。
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下列因素分别计算,取其最大值
ⅰ按瓦斯涌出量计算(《规程2010》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=1.2~1.6;炮采工作面取=1.4~2.0;水采工作面取=2.0~3.0。
综合考虑取1.3
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
回采工作面的空气温度(℃)
回采工作面的风速(m/s)
<15
0.3—0.5
15—18
0.5—0.8
18—20
0.8—1.0
20—23
1.0—1.5
23—26
1.5—1.8
(2-2)
其中
—第i个采煤工作面的平均风速,按其进风流温度从上表选,m/s;
—第i个采煤工作面有效通风断面,取最大和最小控顶时有效断面平均值,m2;
—第i个采煤工作面的长度系数,从下表中选择。
表2-2采煤工作面长度
采煤工作面的长度/m
采煤工作面的长度风量系数
<50
0.8
50—80
0.9
80—120
1.0
120—150
1.1
150—180
1.2
>180
1.3—1.4
ⅲ按使用炸药量计算
(2-3)
其中:
25—每使用1kg炸药的供风量,m3/min;
—第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量,kg。
ⅳ按工作人员人数计算
(2-4)
其中:
4—每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;
—第i个采煤工作面同时工作的最多人数,个。
ⅴ按风速进行验算(《规程2010》第一百零一条)
按最低风速验算采煤工作面的最小风量:
按最高风速验算采煤工作面的最大风量:
根据风速验算工作面的风量符合要求。
用以上四种方法对采区每个独立通风的回采工作面进行计算,选择最值作为回采工作面所需风量即904m3/min。
备用工作面亦按上述要求,并满
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 矿井 通风 系统 设计