2022年采区通风设计说明书 .pdf
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1、中国矿业大学银川学院矿井通风与安全设计说明书姓名:马俊林学号: 1205 班级: 09 采矿三班指导教师:李国忠日期: 2012 年 11 月 10 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 目录前言第一章采区概况3一、 地质条件,3 二、 开采条件,3 三、 安全条件,4 第二章采取通风系统4 一、采区通风设计要求,4 二、采区进回风上山的选择,5 三、工作面通风方式的选择和设计,6 第三章采区生产概况,7 一、采掘
2、工作面风量计算的原则和要求,7 二、回采工作面风量计算,7 三、掘进工作面风量计算,8 四、硐室风量的计算,8 五、采区风量的分配,9 第四章采区通风阻力的计算,9 一、摩擦阻力计算,10 二、通风机的选择,11 三、计算列表,12 第五章矿尘的预防与治理,13 一、矿尘产生的主要影响因素,14 二、矿尘的危害,14 三、矿井防治矿尘技术措施,15 四、矿井防尘的管理措施,15 总结,16 参考文献,16 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - -
3、- - - - - - - 前言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。本设计是针对新建矿井的某一采区,提出了行之有效的
4、通风系统,风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。由于本人实践经验不足、 知识水平有限,该设计难免有不足之处,恳求大家提出宝贵的意见。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 第一章采区概况第一节地质条件本采区为某矿的一个采区,该采区上部标高-300m,下部标高-450m。采区边界走向长度均值2560m,采区倾斜长度1
5、211m,采区内有一层煤,煤层倾角均为7。本采区构造简单,单斜构造,煤的密度为1.5t m3,均为稳定厚煤层,煤质中硬,煤层厚度14m,瓦斯相对涌出量为4.8m3吨日,瓦斯绝对涌出量为 5.20m3/min ,为低瓦斯矿井。层间距及厚度煤岩性质厚度 M 页岩10 一层煤14 砂页岩13 砂页岩12 第二节开采条件煤层开采条件较好,本采区总储量有4689 万 t,年产量为 120 万t ,矿井服务年限有26 年之久。由于本采区构造简单,单斜构造,煤的密度为 1.5t m3,为稳定厚煤层,煤质中硬,采区内有一层煤,煤层倾角均为 7,无断层,无火成岩侵入,瓦斯相对涌出量4.8m3吨日,瓦斯绝对涌出量
6、为5.20m3/min ,为低瓦斯矿井,虽为瓦斯矿井,但是瓦斯涌出量较小,地质构造条件比较简单,因此开采条件较好!第三节 安全条件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 在矿井生产过程中会不断的产生瓦斯,煤尘,由于地质条件不是非常确定,因老唐积水或地下潜水等在开采时也有可能发生突水事故,采空区或是由于作业不当也会引起火灾或瓦斯及煤尘爆炸。1、瓦斯爆炸预防:瓦斯爆炸的三个条件是一定浓度的甲烷、一定温度的引火源、足够的养。
7、瓦斯爆炸界限在5%16%、瓦斯空气混合气体的最低点燃温度,绝热压缩时565,其他情况时 650.最低点燃能量为 0.28mj 。因此,防止瓦斯爆炸只需做到防止瓦斯积聚、防止瓦斯引燃、限制瓦斯爆炸范围矿大。只要限制其中一条件,瓦斯都无法爆炸。2、矿尘的预防:煤尘爆炸的三个条件是,煤尘自身具有爆炸性、煤尘必须悬浮在空气中并达到一定的浓度、有引燃煤尘爆炸的热源。当煤尘中可燃挥发分大于10%时其余两条件具备时就会发生爆炸。因此应用煤层注水来降低煤尘的发生量、定期清除落尘、撒布岩粉设置水棚、设置岩粉棚、通风除尘、湿式作业、净化风流等措施。3、突水预防:矿井充水水源主要有降水、地表水、地下水和老空水。预防
8、性灌浆下防治水措施,探放水、疏干降压、注浆堵水等。4、防火措施:分为外、内因火灾的燃烧条件热源、氧气、可燃物等。(1)开采技术措施,合理进行巷道布置、坚持正规开采和合理的开采顺序、减少媒体破碎(2)防止漏风、均压防灭火、阻化剂、惰性气体、凝胶。第二章采区通风系统第一节 采区通风设计要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 1每一生产水平和采区都必须实行分区通风,即把井下各水平、各个采区以及各个采煤工作面、 掘进工作面
9、和其他用风地点的回风各自直接排入采区的回风巷或总回风巷的通风布置方式。2准备采区,必须在采区内构成通风系统后,方可开掘其他巷道。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。每个上、下山盘区或采区都必须配置至少1 条专门的回风道。采区进、回风道必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷,一段为回风巷。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每层的采区,必须设置至少一条专用回风巷;低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置一条专用的回风巷。4采、掘工作面应实行独立通风。在地质构造极为复杂的地区,采煤工作面确需串联通风时,必须经上级部门的
10、批准,但串联通风次数不得超过 2 次,三个采煤工作面总长度不得超过100m ,且在进入工作面的风流中,必须装有瓦斯自动检测报警装置。开采有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出危险的煤层时,严禁任何两个工作面之间串联通风。有煤与瓦斯突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。5采、掘进工作面的进风和回风,都不得经过采空区和冒顶区。无煤柱开采沿空掘巷和沿空留巷时,应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。6井下机电硐室必须设在进风风流中。如果硐室深度不超过6m ,入口宽度不小于 1.5m 时,可以采用扩散通风。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
11、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 7采空区必须及时封闭。从巷道通至采空区的风眼,必须随着采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后 45 天内,必须在所有与已采区相连接的巷道中设置防火墙全部封闭采区。8倾斜运输巷道不应设置风门,开采突出煤层时,工作面回风侧不应设置风窗。9改变一个采区的通风系统时,应报矿总工程师批准。第二节 采区进、回风上山的选择通常,一个采区布置两条上山。 一条是运煤上山, 一天是轨道上山。当采区生产能力大, 产量集中,瓦斯涌出量大, 可增设专用的回风上山。布置两条上山时,可
12、用轨道上山进风,输送机上山回风;也可反之。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,轨道上山的绞车房易于通风;变电所设在两上山之间,其回风口设调节风窗,利用两上山之间风压差通风。输送机上山进风,由于风流方向与运煤方向相反,易于引起煤尘飞扬,运输煤炭释放大量瓦斯,可使进风流的煤尘和瓦斯浓度增大,影响工作面的安全卫生条件;输送机设备所散发的热量,使风流温度增高。此外须在轨道上山的下部车场内安设风门,此处运输矿车来往频繁,需要加强管理,防止风流短路。因此进、回风上山的选择综合煤层赋存条件、开采方法以及瓦斯、煤尘及温度等具体条件通过技术经济比较后确定轨道上山进风,输送机上山回风。第
13、三节工作面的通风方式选择和设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 长壁工作面的通风方式视瓦斯涌出量、开采工作条件和开采技术而异,按工作面进回风巷的数量和位置,可分为U形 Y形 E形 W形 Z形等通风方式,其中 U形应用最广。工作面通风方式及优缺点的比较:通风方式适应条件及优缺点U型通风方式后 退式一进一回,在我国使用比较普遍, 其优点是结构简单,巷道维修量小, 工作面漏风小, 风流稳定,易于管理,但上隅角瓦斯容易超
14、限,工作面进、回风巷要提前掘进。此种通风方是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,可缓和采,掘紧张关系,采空区瓦斯不涌向工作面,而涌向回风顺曹。其缺点是:采空区漏风不易管理,且需沿空护巷。这种通风系统适用于推进距离,低瓦斯,自燃倾向性弱的煤层Y型通风方式两进一回,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。优点为:可以很好的解决工作面上隅角瓦斯超限问题,改善了工作环境,提高回收率。E型通风方式两进一回,下两天为进风巷,上面为回风巷。优点:使下回风平巷和下部工作面回风速度降
15、低,抑制煤尘飞扬,降低采空区温度。但是容易引起工作面上隅角瓦斯超限。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - W型通风方式两进一回,或一进两回。优点:相邻工作面公用一个进或回风巷,减少了巷道的开掘和维护,漏风少,利于防火,在近水平煤层的综采工作面中应用较广。Z型通风方式一进一回,前期掘进巷道工程量小,风流比较稳定,采空区漏风介于U型后退和 U型前进式之间, 但需要沿空护巷和控制经过采空区的漏风,其难度较大综合以上工作面通
16、风方式及优缺点的比较,回采工作面选择U型前进式通风方式较为适合。第三章采区生产概况第一节工作面的计算原则及要求1、采区需风量计算原则采区需风量应按照“由里往外”的计算原则,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。1)按该用风地点同时工作的最多人数计算,每人每分钟供风量不得少于 4 m3。2)按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合规程的有关规定分别计算,取其最大值。2、采区需风量计算采区的供风量,均按该地区各个实际用风地点,按照风量计算依据,分别计算出各个用风地点的实际最大需风量,从而求出该地区的风
17、量总和, 再考虑一定的备用风量系数后,作为该采区的供风量, 即名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 由采、掘工作面、硐室和其它用风地点计算到各个采区总风量。第二节回采工作面风量的计算1、采煤工作面需风量的计算采煤工作面的风量应按下列因素分别计算,并且取其最大值。(1)按瓦斯涌出量计算gfigfifikqQ100 =1005.21.25=650min3m式中:fiQ- 采煤工作面需要风量,min3m;gfiq- 采煤工
18、作面瓦斯平均绝对涌出量,5.2min3m。gfik- 采煤工作面因瓦斯用处不均匀的备用风量系数,取1.25。各种采煤工作面瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数采煤方法gfiK机采工作面 1.2-1.6 炮采工作面 1.4-2.0 水采工作面 2.0-3.0 (2)按工作面进风流温度计算采煤工作面应有良好的气候条件。进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。 其气候与风速应符合采煤工作面空气温度与风速对应表的规定。采煤工作面的需要风量计算flifififiksvQ60=601.6 9.61.4=1290.24min3m式中:fiv-采煤工作面的风速, 按其进风流温度表查,名师资料总结 - - -精品资
19、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 取 1.6 m 3/min ;fiS-采煤工作面有效通风断面,fiS=3(M-0.3)=3(3.50.3)=9.6m 2。M采高, m。fliK-工作面的长度系数。可按采煤工作面长度风量系数表选取。采煤工作面长度风量系数表采煤工作面长度 /m 工作面长度风量系数50 50-80 80-120 120-150 150-180 180 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.30-1.40 (3)按工作人员
20、数量计算:按每人每分钟应供给4m3新鲜风量计算:fifinQ4=4 50=200min3m式中:fin- 采煤工作面同时工作的最多人数,人。(4) 按风速进行验算:根据规程规定,回采工作面最低风速为0.25m/s ,最高风速为 4m/s, 要求进行验算,即:fifiSQ25.060=60 0.259.6=144min3m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - fifiSQ460=6049.6=2304min3m经验算
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