矿井采区通风设计说明书.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date矿井采区通风设计说明书_x0001_目 录河 南 理 工 大 学矿井通风设计说明书姓名：白建晔学号：310919422182班级：09级 采矿工程日期：2013年6月 日目 录绪 论3第一章采区概况41.1采区位置及范围41.2 地质特征41.3采区境界 储量 服务年限41.4采区内采煤工作面情况5第二章采区通风系统62.1 采区通风系统要求62.2采区进回风上山的叙述与确定92.3 回采工作面的通风方式选择11第三章 采区风量的计算133.1 工作面的供风及工作面风量计算原则及要求133.2 回采工作面风量的计算143.3 掘进工作面风量的计算173.4 硐室风量的计算193.5采区风量分配20第四章 采区总阻力的计算224.1 摩擦阻力的计算22第五章 掘进(局部)通风设计235.1 掘进（局部）通风设计的原则235.2 掘进通风方式的确定245.3 风筒的选择255.4 局部风机工作风量的计算265.5局部风机的选择27第六章 矿尘的预防与治理276.1矿尘产生的主要影响因素：276.2矿尘的危害：286.3矿井防治矿尘技术措施:286.4 矿井防尘的管理措施：29小 结30绪 论采区是矿井生产过程中一个不可或缺的组成部分，在采区生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到采区各个作业地点以供给作业员呼吸、稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘、创造良好的矿内环境、保障采区内作业人员的身体健康和劳动安全。向采区内供应新鲜的空气和良好的供风系统是分不开的，所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统，这样不仅可以满足井下供风的要求，还能很好的节约矿井通风的费用。安全在我们进行矿山生产活动中显得尤为重要，因此，本设计严格坚持了“安全第一”的安全方针和以人为本的理念，同时还兼顾了经济和效益最优的原则。本设计是针对矿井的某一采区，提出了行之有效的通风系统，分别计算了计算出了采区内风量、风压和阻力，并按相关规定进行了合理的分配，在此基础选用了矿井主要通风机和电机，设计的通风系统满足了采区的要求。第一章采区概况1.1采区位置及范围 本采区东西边界人为划分，上部标高-650m,下部标高-300m。采区走向平均长度2310，倾斜平均长度为1090m，倾角平均为16°。采区内共有一层煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。采区内无大的含水层和地下水，开采条件较好。1.2 地质特征采区内共有两层煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。采区内无大的含水层和地下水。运输大巷布置在煤层底板岩石中，据煤层底板25m采取生产能力150万t/年。回风大巷设置在煤层顶板岩层中。本采区内赋存的一煤层，煤层均为厚煤层。煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，自燃发火期为3-12个月。煤层瓦斯含量小，采区所属矿井属于低瓦斯矿井。1.3采区境界 储量 服务年限采区的储量、煤层赋存的状况、地质条件和开采技术等因素是确定矿井设计生产能力大小的依据，除此之外还应考虑到今后市场对煤炭的需求量。根据以上各因素结合本设计矿井的实际情况，确定本设计矿井为年设计生产能力120万吨。表1-1 煤层特征 柱 状 图煤岩性质柱状厚度（m）砂页岩15一#煤6.5页岩80砂岩61.4采区内采煤工作面情况采区采用采区布置。采区生产能力为150万t/a,采区分为6个区段，工作面平均长度为158m，采煤机一次采全高,一天进10刀，采煤机截深为600mm,日产煤4132.23t/d。采区服务年限为10年。采用四六制循环进刀。（1）落煤：采用综合机械化放顶煤开采，双滚筒采煤机直接落煤。（2）装煤：采煤机落煤以后割下的煤直接落入工作面的刮板运输机中，落在刮板运输机外的浮煤由铲煤板和人工装入刮板输送机中。（3）运煤：工作面运出的煤炭，经运输巷，运输上山到采取煤仓上口，通过采取煤仓在采取运输石门装车外运。最下一个区段工作面运出的煤，则由区段运输巷至运输上山，在运输上山铺设一台端刮板运输机，向上运至煤仓上口（4）工作面支护：工作面内用支撑掩护式放顶煤支架支护顶板，工作面端头选用端头支架，由于采煤工作面的超前支撑压力和平巷位置的侧向支撑压力的作用，在超前工作面的上下顺槽中采用单体加铰接顶梁进行加强支护。（5）采空区处理,由于地表没有什么重要的建筑物和铁路，所以采空区的处理方法采用全部垮落法管理顶板。1.5采区内生产系统1>运煤系统工作面区段运输巷运输上山煤仓运输大巷井底车场地面2>通风系统新风从阶段运输大巷采区主石门采区下部车厂轨道上山中部车场区段运输平巷采煤工作面区段回风平巷回风石门回风大巷。运料系统：地面副井井底车场运输大巷运输石门区段运输巷回采工作面第二章采区通风系统2.1 采区通风系统要求采区通风系统是矿井通风系统的基本组成部分。它主要取决于采区巷道和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。如高瓦斯或地温很高，有时是决定采区通风系统的主要条件，在确定采区通风系统时应满足的条件如下：（一）在采区通风系统中，保证风流流动的稳定性，尽可能避免对角风路，尽量减少采区漏风量，并有利于采区瓦斯的合理排放及采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。（二）回采工作面和掘进工作面都应采取独立通风。（1）回采工作面的风速不得低于1m/s；（2）机电设备设在风道时，回采工作面回风道风流中瓦斯浓度不得超过1%，并应装瓦斯自动检测报警断电器；（3）应有能够控制逆转风流、防止火灾气体涌入风流的安全措施。在有煤和瓦斯突出的危险的、倾角大于12º的煤层中，严禁采用下行通风；（4）开采有煤尘爆炸危险的矿井，在井下的两翼、相邻的采区和相邻的煤层，都必须用水棚隔开，在所有运输巷道和回风巷道中，必须散布岩粉或冲洗巷道。（5）必须保证通风设施规格质量要求。（6）要保证风量按需分配，尽量使用通风阻力小而且风流畅通。（7）机电硐室必须在进风流中。（8）采空区必须及时封闭。（9）要设置管线、避灾路线、避灾硐室和局部反风系统。（三）采区必须实行分区通风。1、准备采区，必须在采区构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。2、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。3、高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1 条专用回风巷；5、低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。4.在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。（四）在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。（五）对于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(局部通风机、辅助通风机等)，要选择好适当位置，严把规格质量，严格管理制度，保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中，以便及时发现和处理问题。（六）在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通，风量按需分配。因此，应特别注意加强巷道的维护，及时处理局部冒顶和堵塞，支护良好，保证有足够的断面。（七）在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。（八）设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。（九）采区绞车房和变电所，应实行分区通风。（十）矿井有害气体指标：瓦斯，二氧化碳不得超过0.5%其他有害气体都不得超过下表规定：矿井有害气体最高允许浓度名称最高浓度（）一氧化碳0.0024氧化氮（换成二氧化氮）0.00025二氧化硫0.0005硫化氢0.00066氨0.0042.2采区进回风上山的叙述与确定采区上山通风方式有三种：(一) 运输上山进风轨道上山回风，适应条件及优缺点：1. 输送机上山进风，其风流与运煤路线相同而方向相反，所以风门较少，比较容易控制风流；2. 由于风流方向与运煤方向相反，风流与煤的相对速度增加，造成大量的煤尘飞扬，同时，煤在运输过程中不断涌出瓦斯，使进风中的煤尘和瓦斯浓度增高；3. 输送机上山电气设备散热，使风流温度升高；4. 轨道上山下部车场需要安设风门，不易管理。（二） 轨道上山进风运输上山回风，适应条件及优缺点：1. 轨道上山的下部车场可不设风门，车辆通过方便；2. 上山绞车房便于得到新鲜风流；3. 进风风流不受上山运煤污染，含煤尘较少；4. 当采用煤层双巷布置时，作为回风、运料用的各区段中部车场、上山上部车场内均需要设置风门，不易管理，漏风大；（三） 轨道上山，输送机上山进风，回风上山回风：采区生产能力大，所需风量多，瓦斯涌出量大，上下阶段同时生产等，是目前大，中型矿井普遍采用的采区通风系统；避免了上述两种系统的缺点，同时具备两者的优点，但需增加一条上山，工程量较大；但是本采区采用放顶煤开采，若采用三条上山通风则留设煤柱故宽度过大，煤损过大达不到回采率的要求，故不适宜。该矿井的煤尘大且具有强爆炸性，所以运输上山进风容易引起煤尘飞扬，并释放出大量瓦斯，可使进风流中的煤尘和瓦斯浓度增大，给安全生产带来了严重的隐患。综上所述，在该矿井的通风设计中采用轨道上山进风，运输上山回风的通风方式。2.3 回采工作面的通风方式选择 回采工作面通风系统的基本要求：回采工作面与掘进工作面都应独立通风；风流稳定，在矿井通风系统中，回采工作面分支应尽量避免在角联分支处或复杂网络的内联分支上，当无法避免时，应有保证风流稳定的措施。漏风小，尽量减小回采工作面的内部及外部漏风，特别应避免从外部向回采工作面的漏风。回采工作面的调风设施可靠。保证风流畅通；回采工作面通风系统分类：按回采工作面风流方向分：通风系统适应条件及优点上行通风在煤层倾角大于12°的回采工作面，都应采用上行通风；优缺点：1. 瓦斯自然流动方向和风流方向一致，有利于较快地降低工作面瓦斯浓度；2. 风流方向与运煤方向相反，引起煤尘飞扬，增加了回采工作面进风流中煤尘浓度；同时，煤炭在运输中放出的瓦斯又随风流带到工作面，增加了工作面的瓦斯浓度；3. 运输设备运转时所产生的热量随进风流散发到回采工作面，使工作面气温升高；下行通风在没有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的，倾角小于12°的煤层中，可考虑采用下行通风；工作面下行通风，除了可以降低瓦斯浓度和工作面温度外，还可以减少煤尘含量，降低水砂充填工作面的空气湿度，有利于提高工作面的产量由于角度的限制，本采区采用上行通风。2） 按进回风平巷数目分，采区工作面的的通风方式主要有以下几种，下表列举出它们各自的适用条件及其优缺点。 通风方式 适用条件及其优、缺点 U形通风方式 后退式 一进一回，其优点是结构简单，巷道维护量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理，但是上隅角瓦斯容易超限，工作面进、回风巷道要提前掘进。此种通风方式对了解煤层赋存状况，掌握甲烷、火的发生、发展规律，较为有利。由于巷道均维护在煤体中，因而巷道的漏风率减少，适用于低瓦斯矿井。前进式 一进一回，可以缓和掘进紧张的难题，采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风顺槽。其缺点：采空区漏风不易管理，且需沿空留护巷。这种通风系统适用于推进距离短、瓦斯含量低、自然倾向性弱的煤层。 Y形通风方式 两进一回，在回采工作面的上、下端各设一条进风巷道，另外在采空区一侧设回风道。优点：由于采空区的瓦斯，通过巷旁支流入回风平巷，则较好地解决了采煤工作面上隅角的瓦斯超限隐患；由于工作面上、下均处于进风流中，改善了作业环境；实行沿空留巷，可以提高回采效率。故多用于瓦斯涌出量特大的煤层中开采。 Z形通风方式 Z型通风方式是U型通风方式的改进，其进风巷道随回采工作面推进而形成，回风平巷则为沿空留下的或预先留下的巷道。其优点：与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较小；进回巷道只需在一侧采空区的条件下维护；采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。 在采空区涌出的瓦斯量较大及漏风较大时，其回风巷易出现瓦斯超限现象。结合工作面的地质和开采条件，本采区采用U型 。 第三章 采区风量的计算3.1 工作面的供风及工作面风量计算原则及要求 按照风量计算依据，由采、掘工作面、硐室和其他用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出采区总风量。按照采区实际需要，供给适当的风量，是搞好采区通风的核心问题。既要保证质量、安全可靠又要经济合理，但因计算风量的因素较多，各个采区的情况又不尽一致，迄今仍分别用各种因素进行近似计算，然后选用其中最大值。对于新设计的采区，要参照条件相同的生产采区进行计算。投产后进行修正，对于生产的采区，也要根据情况的不断变化随时进行调整，务必使供给的风量符合我国煤矿安全规程中有关条文的规定。1、采区需风量由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量的总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出采区总风量。 2、按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。 3、按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、风速以及温度等都符合煤矿安全规程的有关规定分别计算，取其最大值。 4、按风速验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量。 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量 。 采煤工作面有串联通风时，按其中一个最大需风量计算。备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯（二氧化碳）、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。3.2 回采工作面风量的计算回采工作面需风量应按照稀释和排放瓦斯、二氧化碳、炮烟及其它有害气体、粉尘，并使工作面有适宜的气温和风速，分别进行计算，然后取其中的最大值。回采工作面有串联通风时，应使每一个串联工作面空气中的有害气体、粉尘、气温和风速均符合煤矿安全规程要求。高瓦斯工作面通常以按瓦斯算得的风量为最大。低瓦斯工作面供风主要考虑气候条件。高温工作面如果用通风方法不能使气温符合煤矿安全规程规定，则需采用制冷和空调设施。1、 按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算工作面风量=100，m3/min 式中，工作面瓦斯（或二氧化碳）涌出量不均匀系数。它是最大涌出量与平均涌出量之比，由实测统计得到。对于机采工作面，为1.21.6。 工作面瓦斯或二氧化碳的绝对涌出量，m3/min；根据实测统计的平均值或按经验数据取值； =2m3/t，工作面日产煤4132.23t,故=2m3/min×4132.23t (2460min)=5.73m3/min=100=1005.731.2=687.6m3/min 2 按人数计算 以N表示回采面同时工作的最多人数，则回采面风量为： ，m3/min 式中 4每人每分钟应供给的最小风量，m3/min。N=56人=456=224m3/min 3按工作面气温计算 k，m3/min 式中 S按平均控顶距算得工作面平均断面积，m2。为使工作面有良好的气候，对应于不同的风温时，参照的风速如下表所示。工作面气温与风速对照表工作面气温，工作面风速v，m/s<1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8采区工作面采用掩护式液压支架 S3（M0.3）；其中M为煤层开采厚度，m工作面温度为2023，故V=1.0m/s=601.03×（2-0.3）X1.2=540m3/min 4 按炸药量计算88 ，m3/min （7-2-4）式中 25 以炸药量（kg）为计算单位的供风标准，即每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/(minkg)；（一级煤矿许用炸药系数为25；二、三级煤矿许用炸药系数为10。）第i个回采面一次爆炸所用的最大炸药量，kg。=25*24=600 m3/min 5、（低）瓦斯矿井综采工作面所需风量为书本式设计院情报协作组建议的参数计算式如下： ， m3/min （7-2-7）式中 采高系数，当采高h2 m时，；当h2m时，； 温度系数，以L表示工作面长度，则； 温度系数，见表7-2-2。表7-2-2工作面温度系数工作面温度，151617182223242526温度系数，K30.70.81.01.21.4 支架后方控顶系数。顶板易于冒落时，1；需要强制放顶时，1.1； 200综采工作面基本风量。相当于采高h1.0m，工作面风速为1.5 m/s，控顶距为4 m，有效通风断面系数为0.55时的风量，m3/min。 =564，m3/min6、 按工作面风速计算按最低风速0.5 m/s计算，回采工作面最低风量为 Qfi60×0.5S，m3/min 按最高风速4 m/s计算，回采工作面最大风量为 Qfi60×4S，m3/min Qfi60×0.5S =60×0.5×18.6=558(m3/min) Qfi60×4S =60×4×18.6=4464(m3/min) 7、 备用采面需要风量计算采煤工作面有串联通风是，按其中一个最大需风量计算。备用采面的需风量通常取为产量相同的生产采面的需风量之半。当采区风量不富裕时，也可以按工作面不积聚瓦斯为原则配风，但工作面风速不应小于15 m/min。3.3 掘进工作面风量的计算每个独立通风的掘进工作面实际所需要的风量，应按巷道断面、瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药用量、局部通风机实际吸风量、人数和风速等规定要求分别进行计算，并必须取其中最大值。1、 按瓦斯或二氧化碳涌出量计算 式中第i个掘进面所需要的风量，m3/min；100-按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数；该掘进面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min；（日掘进米数计算瓦斯的相对量；抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算； 该掘进面瓦斯涌出不均匀系数，由实测统计得出，机掘一般可取1.52.0。 =2m3/t，日进米10米，断面面积6.5，煤容重1.35.故日产煤105.3t,=105.3/(2460)2=0.146m3/min =1000.146 2=29.25m3/min2、 按炸药量计算，m3/min式中 第i个掘进面一次爆破使用的最大炸药量，kg。一级煤矿许用炸药系数为25；二、三级煤矿许用炸药系数为10。=25*24=600，m3/min3按局部风机的吸风量计算 式中：第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。m3/min 为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.21.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3. =300×1.3=390m3/min 3、按人数计算，m3/min 式中 第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。 N=38人 =4×38=152m3/min 4、 掘进工作面风量验算按风速进行验算每个岩巷掘进面的风量不得小于，m3/min 式中 第i个掘进工作面的断面，m2；每个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的风量不得小于，m3/min 每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进面的风量不得大于 =0.25×60×7.8=117m3/min =4×60×7.8=1872 m3/min 用以上四种方法对采区内每个独立通风的掘进工作面进行计算，选择四种方法之中的最大值作为掘进工作面所需风量，将各个掘面风量累加即是采区内掘进工作面所需的总风量。3.4 硐室风量的计算采区只有变电所和绞车房两个硐室。采区绞车房的6080 m3/min；采区变电所6080 m3/min；都取80m3/min.3.5采区风量分配采区所需总风量的计算采区所需总风量()是采区内各用风地点所需风量之和，并乘以适当系数。即 式中 各回采工作面和备用工作面所需要的风量之和，m3/min； 各掘进工作面所需要的风量之和，m3/min； 各硐室所需风量之和，m3/min； 除上述各用风点外，其他巷道风量之和，m3/min； 采区风量备用系数，包括采区漏风和配风不均匀等因素，该值应从实测和统计中求得，一般可取为1.21.25。=（687.6+687.6×1/2+600+80+80）×1.2=2149.68m3/min新建矿井的风量分配是在算得的矿井总风量Q中，减去独立回风的掘进风量和硐室风量，再按以下原则对剩余的风量进行大致的分配；各个回采工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配；各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即： ，m3/min 式中：所有独立回风的各个掘进工作面风量之和，m3/min； 所有独立回风的各个硐室风量之和，m3/min。 ，m3/min =1389.68m3/min 剩余风量的分配方法是：先用下式计算回采工作面日产一吨煤所需配给的风量q，即： ， 式中：各个回采工作面的日产量之和，即：，t/d； 各个回采工作面的日产量，t/d； 各个备用工作面的计划日产量之和，即：，t/d； 各个备用工作面计划日产量，t/d。=1389.68/(4132.23+4132.23×1/2)=0.224分配给各个回采工作面的风量为： =0.224×4132.23=927.13m3/min 分配给各个备用工作面的风量为： =463.56m3/min 分配各条风路上的风量； 各条风路上的风量最后确定后，必须进行各条风路的风速校核，使各条风路的风速符合规程的规定。各条风路的风量经过验算后，如能符合风速的要求，则各条风路的风量可以确定。 如低于规定的风速，则该条风路的风量要相应增加。 如超过规定的风速，则需要扩大该风路的断面或调整该风路的风量，使之风速降到规定值以下。 最后，确定矿井总风量。 第四章 采区总阻力的计算 4.1 摩擦阻力的计算（一）计算原则在进行采区通风总阻力计算时，不要计算每一条巷道的通风阻力，只选择其中一条阻力最大的风路进行计算。一般，分别找出风流线路最长、风量较大的一条线路作为阻力最大的风路。如果通风系统复杂，直观上难以判断哪条风路阻力最大时，则需选择几条风路，通过计算比较选出其中最大值。（二）计算方法井巷的摩擦阻力： h阻RQ2式中：L、U、S分别为各井巷的长度、周长、净断面积(m,m,m2)； a摩擦阻力系数，可查阅煤矿通风与安全一书的附录；Q 各井巷和硐室所通过的风量分配值，系根据前面所计算的各井巷硐室所需要的实际风量值再乘以K矿 (即考虑井巷的内部漏风和配风不均匀等因素)后所求得风量值，m3/s。 4.2、采区巷道风量分配1、从里向外分配法根据串并联规律及各巷道风阻，按需分配；2、从外向里分配法根据串并联规律及各巷道风阻和采区总风量自然分配给巷道，然后按需调节。第五章 掘进(局部)通风设计根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理的局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择局部通风机等工作称之为局部通风系统设计。5.1 掘进（局部）通风设计的原则 1、掘进（局部）通风系统的设计原则局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下：(1) 矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(2) 局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；(3) 尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；(4) 压入式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；(5) 当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。2、掘进（局部）通风设计步骤（1）确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图；（2）按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；（3）计算风机风量和风筒出口风量；（4）按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总阻力；（5）按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；（6）按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。 5.2 掘进通风方式的确定主要通风机的工作方法有压入式、抽出式和压抽混合式三种，三种通风方法的优缺点比较见表5-2。表5-2 三种通风方式的比较通风方式适用条件及优缺点抽出式是当前通风方式中的主要形式,适应性较广泛,尤其对高瓦斯矿井,更有利于对瓦斯的管理,也适用于矿井走向长,开采面积大的矿井优点:井下风流处于负压状态，一旦主扇因故停止运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难;缺点:当地面有小窖塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，会把小窖积存的有害气体抽到井下，同时使通过主扇的一部分风流短路，总进风量和工作面有效风量都会减少压入式低瓦斯矿井的第一水平,矿井地面地形复杂高差起伏，无法在高山上设置通风机。总回风巷无法连通或维护困难的条件下优缺点：压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把把小窖塌陷区的有害气体带到地面；进风线路漏风大，管理困难；风阻大、风量调节困难；由第一水平的压入式过渡到深部水平的抽出式有一定困难；通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加抽压混合式可产生较大的通风压力，能适应大阻力矿井需要，但通风管理困难，一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用，只是个别用于老井延深或改建的低瓦斯矿井通过对三种通风方法优缺点的比较，并结合本矿井的地质条件：倾角较小（平均33°）煤层瓦斯含量高，煤层埋藏深度大。设计确定该矿井采用抽出式通风。5.3 风筒的选择1、风筒的原则选用风筒要与局部通风机选型一并考虑其原则是：（1）风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机供风量能满足工作面通风的要求；（2）风筒直径主要取决于送风量及送风距离。送风量大，距离长，风筒直径应大一些，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗。此外，还应考虑巷道断面大小，使风筒不致影响运输和行人的安全。2、风筒选择我国煤矿的局部通风机通风，目前一般采用柔性风筒。风筒应根据通风距离和通过的风量来考虑。风筒内的风速一般以10m/s20m/s为宜。为减少阻力，应尽可能采用较大直径的风筒。一般长度在1000m以内的单巷掘进，可选直径为500mm以下的风筒；长度在1000m以上的单巷掘进，宜选用600mm以上的大直径风筒。5.4 局部风机工作风量的计算 局部扇风机工作面风量：式中：局部通风机工作风量，m3/min掘进工作面的需风量，m3/min风筒的有效风量率，%风筒漏风率，%，矿井通风与安全选取百米漏风率0.6%，则风筒的总有效漏风率为0.6%13=7.8% 5.5局部风机的选择根据计算的通风机工作风压和工作风量，按课程指导书给的局部通风机表选区风机。选用FD2 NO6局部通风机，直径600mm，风量285465m3/min，风压5700650pa，效率83.2%，风筒直径600mm。 第六章 矿尘的预防与治理 所谓的矿尘就是在矿井生产过程中产生的各种岩矿微粒的的统称，也叫做粉尘。6.1矿尘产生的主要影响因素：1、 自然条件（1）地质构造情况：地质构造复杂、断层褶曲发育，受地质构造运动破坏强烈地区，开采时矿尘产生量较大，反之则较小。（2）煤层的赋存条件：在同样技术条件下，开采薄煤层比开采原煤层矿尘产生量要大，因为在同样的钻眼爆破、装载运输条件下薄煤层工作空间较小，开采缓倾斜煤层比开采急倾斜煤层矿尘产生量小。（3）煤岩的物理性质：一般情况下，节理发育、结构疏松、水份较低；煤、岩坚硬、脆性大采掘时矿尘的产生量较大，反之较小。2、生产条件（1）机械化程度；机械化程度越高，矿尘危害越严重。矿尘浓度比较：综采工作面；200300毫克/m3普采工作面：100200毫克/m3炮采工作面：50100毫克/m3（2）生产的集中化程度：生产的集中化使矿井的采掘工作面的个数减少，采掘推进速度加快，人和设备集中，其结果是在较小的空间内生产较多的矿尘。同时因采掘集中化要求，风量越来越大，扬起矿尘而且使矿尘在井下巷道中浮游时间和距离增大，从而使井下空气中煤尘浓度增大。（3）采煤方法：采煤方法不同，煤尘产生量也不一样，如：全部垮落法管理顶板比充填法管理顶板产生煤尘量要大。（4）通风状况：通风和矿尘的关系比较密切，风量大能稀释矿尘，将矿尘带出矿井；但是，如果风量过大，风速过高，又能将已经沉降的矿尘吹扬起来，增加空气中矿尘的浓度。6.2矿尘的危害：（1）污染工作场所，危害人体健康，引起职业病；（2）某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸；（3）加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命；（4）降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生；6.3矿井防治矿尘技术措施:采取综合措施是防治矿尘的有效途径。防尘综合措施主要是指防治矿尘的技术措施，技术措施的有效实施，必须要有组织和管理措施才能取得良好的防治效果。从本质上预防煤尘产生采取行之有效的方法就是煤层注水。所谓的煤层注水就是在煤层开采过程中，为了大量减少或基本消除煤尘在井下飞扬，预先用水通过钻孔和裂隙，注入尚未开采的煤体，使水均匀颁在煤层空隙（裂隙、孔隙）中，以抑制煤尘的产生和飞扬，这一工作叫煤层注水。1、水湿润煤体的机理（1）湿润煤体内部的原生煤尘在煤体内部的各种裂隙中，存在一定量的原生煤尘，水进入裂隙后，将其中的原生煤尘在煤体未被破前先湿润，使其失去飞扬性。（2）注入的水分可有效地包裹煤体内的每一个细小部分。水进入煤体各种裂隙和层理以后，在极其微小的空隙内部都有水的注入，这就是整个煤体有效地被水包裹起来。当煤体在开采中受到破碎时，因在绝大部分的破碎面中均有水，可大大地减少矿尘飞扬。（3）煤层注水可改变煤体的物理力学性质水进入煤体后，可使煤炭塑性增加，脆性减弱。当煤体受到外力作用时，许多脆性破碎变为塑性变形，因而大量减少了煤炭被碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。实验证明，煤炭浸湿后，当水分值达到78%时，在开采中，甚至无须采用任何防尘措施，就能使回采工作面的含尘量达到规定的卫生标准。6.4 矿井防尘的管理措施： (1)掘进工作面的防尘措施必须符合煤矿安全规程相关规定；（2) 采煤工作面回风巷应该安设风流净化水幕：（3) 在煤、岩石中钻孔；（4) 必须采取捕尘、降尘措施，工作人员必须佩带防尘保护用品；（5) 采煤机必须安装防尘罩和喷雾装置或除尘；（6) 必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施；（7) 必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期对主要大巷刷浆；（8) 采区每年应制定综合防尘措施、预防和隔绝煤尘爆炸措施及管理制度，并组织实施。 小 结通过此次课程设计，使我对矿井通风与安全整体有了更深刻的理解，特别是设计中的矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要一环。经过两周的时间我们终于完成了毕业设计，在这忙碌而又收获的日子里感觉最深刻的就是充实。通过本设计使我进一步了解和掌握了采煤方法、通风安全、采煤工艺、岩石力学以及CAD制图等方面的知识。采矿，通风专业的知识体系更新很是很快，还需要健全和完善。充分利用这段时间,通过学习来提升我们的自身素质，弥补在学对专业知识的不足,努力向老师请教,同时也给自己创新的机会.通过本设计掌握了绘制矿井的各种图纸，进行矿井的优化设计，这其中文字部分包括大量的计算、方案比较、能使设计更加的合理、完美。在设计中，我学到了很多的采矿专业知识，巩固我们的所学，所