論文題目：趙家梁煤礦礦井通風系統(tǒng)設計 專 業(yè)：安全工程 畢 業(yè) 生： （簽名） 指導教師： （簽名） 摘 要 本設計為趙家梁煤礦礦井通風優(yōu)化設計，全區(qū)可采煤層 1 層， 為 5層；局部可采煤層 2 層，為 34 煤層；其余均不可采 。 各煤層具有特低灰、特低硫、特低中磷煤等特點，為優(yōu)質動力燃料、工業(yè)氣化及低溫干餾用煤 。 趙家梁礦井首先開采 5層，后期開采 34層，即采用上行開 采；礦井采用斜井開拓方式，設計生產能力 a（后期擴建到 t/a） .。 設計 5采用長壁綜合機械化采煤法，全部垮落法管理頂板。 本礦井為瓦斯礦井，采用中央并列式通風系統(tǒng)，抽出式通風方式進行通風，由主斜井、副斜井、管子井進風，回風立井出風。 關鍵字： 通風系統(tǒng) 設計 通風阻力 風量計算 安全 (he a -2 -2 on a to -2 -2 to to a (t / a). -2 of is by of 1 緒論 題的目的和意義 礦井通風是一個隨時變化的系統(tǒng)，是礦井系統(tǒng)的一個重要組成部分，擔任著重要的通風任務。它依靠通風動力，將定量的新鮮空氣，沿著既定通風線路不斷地輸入井下，以滿足用風地點的需要；同時沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，降低熱源，營造良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故。為確保礦井安全生產、穩(wěn)定和高產，提高礦井的抗災能力，最終提高礦井的經(jīng)濟效益，通風系統(tǒng)必須保持最佳運行狀態(tài)。因此應對礦井通風系統(tǒng)的變化及時的進行優(yōu)化。因此應對礦井通風系統(tǒng)的變化及時進行 優(yōu)化，確保通風系統(tǒng)的高效、可靠、經(jīng)濟，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產。 內外通風現(xiàn)狀 內礦井通風現(xiàn)狀 礦井通風技術的發(fā)展由一些基本的通風技術和概念，逐漸發(fā)展成現(xiàn)階段人工智能化。礦井通風的理念由可行性和有效性發(fā)展到對系統(tǒng)可靠性的研究再到現(xiàn)階段以通風節(jié)能為熱點，不但注重新技術的開發(fā)應用，而且能源危機和提高通風效率的意識逐漸受到重視，成為礦井通風技術發(fā)展的新趨勢，再運用網(wǎng)站制作技術將此項成果呈現(xiàn)并展示給讀者。 隨著職業(yè)健康安全管理體系的貫徹實施，我國對企業(yè)工作場所的勞動 條件要求將會越來越嚴格。但是 , 由于我國煤炭資源賦存條件復雜 , 煤層滲透率較低 , 抽采出的瓦斯中低濃度瓦斯占較大比例 , 同時缺乏有效的利用方法。礦井通風系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的進、回風井的布置方式，主要通風機的工作方法，通風網(wǎng)路和風流控制設施的總稱。按照進、回風井在井田的位置不同，通風系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。中央式又可分為中央并列式和中央邊界式，對角式可分為兩翼對角式和分區(qū)對角式。應根據(jù)礦井生產能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自 燃傾向性的條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產需要的前提下，通過對多個可行的礦井通風系統(tǒng)方案進行技術經(jīng)濟比較后確定。中央式通風系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資省的優(yōu)點。但是礦井通風方法一般采用抽出式。當?shù)匦螐碗s、露頭發(fā)育老窯多、采用多風井通風有利時，可采用壓入式通風。 一些發(fā)達國家開采煤礦的歷史比較長遠，開采技術及安全措施相對成熟，煤礦事故率較低。 國外一些產煤國家，對礦井通風集中監(jiān)測與自動化控制方面，都在進行大量研究，其目的是通過一定的監(jiān)測手段，取得通風參量的可靠數(shù)據(jù)，再由計算 機來實現(xiàn)通風網(wǎng)路的自動控制，以做到隨時根據(jù)有害氣體含量的變化和高溫煙流等，調節(jié)風流，抑制事故的發(fā)生，同時還能合理的節(jié)約礦井內的能源消耗。連續(xù)監(jiān)測技術的應用，在國外取得了顯著的經(jīng)濟效益，更重要的收益是極大的降低了煤礦的死亡率。 波蘭的某些煤礦，全礦井應用連續(xù)監(jiān)測瓦斯及風速的技術裝備后，把工作面入風中的瓦斯限量放寬到 1%，在設置屏蔽電纜的工作面放寬到 2%。由于這個限量的放寬而使煤炭量增加 23 倍。 由于在礦井通風參量的監(jiān)測中，已經(jīng)普遍應用電子計算機。所以各國都在安排力量研制由計算機監(jiān)控所需要的參量側頭。如英國將 環(huán)境監(jiān)測、瓦斯抽放、各類扇風機的機械參量等都列為監(jiān)測內容。目前已有 16 種參量送給由計算機配套的監(jiān)測系統(tǒng)，從一些資料看還有增加的趨勢。在風速監(jiān)測中，由于成本的問題，目前應用較多的仍然是熱線式和葉輪式測頭，在使用中都存在著煤塵影響的問題，都在努力尋求一種可以不受井下條件影響而成本較低的測頭。 由于井下的通風網(wǎng)路相當復雜，風流要經(jīng)過各種情況的巷道，又受井下采煤過程的外在條件和煤層條件的影響。迄今為止，世界上沒有一個國家能拿出一個行之有效的計算程序，供計算機使用。這需要研究出用于礦井通風的數(shù)學模型，這項任務工作量較 大且費時較長，所以這將是未來國內外共同需要努力的方向。 究內容及設計思路 計主要內容 （ 1）設計趙家梁礦井通風系統(tǒng)圖。提出礦井通風系統(tǒng)的可行方案，進行技術經(jīng)濟比較，選擇最佳通風系統(tǒng)，并論證其合理性。 （ 2）礦井風量計算和風量分配。按照采煤、掘進、硐室及其它地點的實際需風量進行計算，同時按照井下同時工作的最多人數(shù)每人每分鐘供給風量進行驗算。 （ 3）礦井通風阻力計算。根據(jù)趙家梁煤礦的具體情況選出礦井通風容易和通風困難兩個時期通風網(wǎng)絡最小和最大通風負壓；計算達到設計產量和通風機最 大使用年限 通風容易和通風困難兩個時期的最小和最大負壓，并將計算結果負壓計算總表。 （ 4）選擇礦井通風設備。根據(jù)礦井初、后期及達產時的礦井總風量和總負壓（如多風井抽風，每個回風井應單獨計算）提交機電專業(yè)，選擇礦井通風機。 （ 5）概算礦井通風費用。 計流程圖 設計流程圖見圖 圖 井通風計算和通風分配 選擇通風設備 礦井通風阻力計算 概算通風費用 確定通風最優(yōu)設計 明確礦井通風系 統(tǒng) 2 趙家梁礦井概況 況 田位置 趙家梁煤礦位于陜西省神木縣烏蘭木倫河東岸，車岔溝南側，行政區(qū)劃隸屬陜西省神木縣孫家岔鎮(zhèn)管轄。包（頭）神（木）二級公路從烏蘭木倫河西岸通過，與趙家梁煤礦一河之隔，煤礦北距神木縣孫家岔鎮(zhèn) 神府礦區(qū)中心區(qū)大柳塔鎮(zhèn) 27內蒙東勝市 112頭市 246理坐標為：北緯 3904 3908東經(jīng) 11021 1026 見圖 圖 田交通位置圖 然地理 （ 1） 地形地貌 趙家梁 井田位于陜北黃土高原之北端和毛烏素沙漠東南緣的接壤地帶，地貌單元屬風積沙所覆蓋的黃土丘陵區(qū)，呈黃土 梁和風成沙丘相間的地貌景觀，地形復雜，溝壑縱橫，梁峁相問，地表侵蝕強烈。本區(qū)總的地形特征是北東部高而南西部低，海拔高程一般為 1200m 左右，近南北走向的的高脊梁成東西向分水嶺，最高點位于井田中部的曲家梁，標高為 低點位于井田南西角的烏蘭木倫河，標高為 對高差230m。區(qū)內河谷地帶基巖裸露，其余大部分地段為第三系紅土及第四系黃土覆蓋，局部地段為風積沙片沙，植被稀少，水土流失嚴重。 （ 2）氣候條件 本區(qū)屬中溫帶大陸性半干燥氣候，冬季干旱嚴寒，夏季干燥枯熱，春季多風，風沙頻繁，秋季 涼爽，冷熱多變，晝夜溫差懸殊，干旱少雨，全年降雨多集中在七、八、九三個月，無霜期短。十月初上凍，次年三月解凍。秋季多西北風，春季多為東南風。根據(jù)神木縣氣象站長年觀測資料： 多年平均氣溫 極端最高氣溫 極端最低氣溫 多年平均降雨量 最大降雨量 最少降雨量 最大降雨量 年平均蒸發(fā)量 1990年平均濕度 55 平均風速 s 極端最大風速 25m/s 最大凍土深度 （ 3）水系及其主要河流 趙家梁井田東西兩側分別有悖牛川及烏蘭木倫河經(jīng)過，均為常年性河流。烏蘭木 流。流經(jīng)區(qū)內的河流有南河和羊馬河。南河從本區(qū)北部流經(jīng)子長縣后匯入秀延河，最大流量4670m3/s(2002 年 7 月 4 日 )；羊馬河從本區(qū)中部流經(jīng)磁窯村后匯入南河，流量 s,一般 s。每年 3 月份冰雪融化期和 7 9 月份降雨季節(jié)為區(qū)內各河流的豐水期； 5 6 月份及冬季為枯水期。據(jù)以往資料統(tǒng)計，大部分地表水屬中微強礦化水，礦化度多在 ，總硬度 為 （ 4）地震烈度 根據(jù)國家建設部發(fā)布的建筑抗震設計規(guī)范（ ,本區(qū)抗震設防烈度為 6，設計基本地震加速度值為 鄰關系 井田內地層平緩，溝谷縱橫，煤層出露地點多。井田內除中部已建的開采 3層的斜井外，僅西南角有一小規(guī)模開采 5層的趙家梁一號井，該井在 5層主系統(tǒng)形成后將關閉。除此之外，井田南部邊界以外向西尚依次分布有趙家梁二礦、平寺溝煤礦、當中溝煤礦、南沙灣煤礦、燕家塔煤礦等 5 處生產小煤礦，均以平硐人工開采 5層，開 采設備簡陋。 井建設的資源條件 層及煤質 本區(qū)含煤地層為侏羅紀中統(tǒng)延安組，由上而下編號為： 2334 、 44555層，共 10 層。其中：全區(qū)可采煤層 1 層， 為 5層；局部可采煤層2 層，為 34 煤層；其余均不可采。 3層： 埋深 0 田南部及坡谷地帶大部被沖刷剝蝕，中北部裸露 于溝谷及山坡之上，沿露頭皆遭受嚴重自燃。北部可采連片面積為 層厚度 均厚度 結構簡單，不含夾矸，厚度穩(wěn)定，屬局部可采煤層。底板標高為 +1105+1115m。距下覆 4 煤層間距 均間距 35m。 4 煤層： 埋深 0 后期沖刷剝蝕，裸露于溝谷及山坡上，煤層自燃嚴重。井田內東西兩側坡谷地帶大部已自燃，中部可采連片面積約 層厚度 均 度穩(wěn)定，由南向北逐漸變厚，屬局部可采的穩(wěn)定性煤層。結構簡單，局部含 1 2 層夾矸，夾矸厚度 均 右，巖性多為泥巖。底板標高為 +1065 +1105m。距下覆 5煤層間距為 均間距 5層： 埋深 0 田南東部有小范圍出露，沿露頭遭受自燃。在井田中東部 329號鉆孔煤層厚度為 附近小范圍內為臨界可采，除此之外，為全區(qū)可采煤層。煤層厚度 均 南向北逐漸變薄。結構簡單，局部含 1 3 層夾矸，夾矸厚度 般 右，其巖性以粉砂巖為主，泥巖次之。底板標高為 +1015 +965m。 （ 2）煤質 本區(qū)各煤層具有特低 灰、特低硫、特低中磷煤等特點，為優(yōu)質動力燃料、工業(yè)氣化及低溫干餾用煤。 文地質 由于本區(qū)為干旱、半干旱大陸性氣候，降雨集中、蒸發(fā)強烈，加之地表植被稀疏，使得地表水的侵蝕作用極為明顯。井田內沖溝廣泛發(fā)育，細溝、懸溝密集分布。烏蘭木倫河、悖牛川呈南北向流經(jīng)井田西、東邊界，兩條河流在南部交匯，形成窟野河。據(jù)王道恒塔水文站 1989 年觀測資料，烏蘭木倫河流量 s，平均 m3/s。據(jù)煤田水文地質勘探隊 1988 年 5 月至 7 月的間斷觀測，悖牛川河流量 s， m3/s。 井開采技術條件 （ 1） 煤層頂、底板巖性 3層頂板以粉砂巖、粉砂質泥巖為主，屬粉砂巖穩(wěn)定頂板（ 類）；底板以泥巖、砂質泥巖為主，無底鼓現(xiàn)象。 4 煤層在局范圍內有偽頂存在，厚度 泥巖及粉砂質泥巖。直接頂以 灰黑色粉砂巖為主，厚度 均 黑色、黑色泥巖次之。煤礦北東部主要為砂質泥巖中等穩(wěn)定頂板（ 類），西部主要為粉砂巖穩(wěn)定頂板（ 類）。老頂以中細粒砂巖為主，平均厚度約 板以黑灰色粉砂巖為主，平均 5層直接頂以灰色灰白色粗粒長石石英砂巖和細粒砂巖為主，厚度分別為 田中北部為粗粒砂巖不穩(wěn)定頂板（ 類），南西及南東兩側分別為粉砂巖穩(wěn)定（ 類）頂板分布區(qū)和細砂巖中等穩(wěn)定（ 類）頂板分布區(qū)。老頂多以中粗粒砂巖及細砂巖，底板以黑色粉砂巖為主，厚度為 2）瓦斯 本井田瓦斯成分以 80%以上， 量在 層瓦斯含量均很低，瓦斯分帶處于二氧化碳氮氣帶或氮氣甲烷帶，樣品測試結果自然瓦斯成分 0 （ 3）煤塵 本井田各可采煤層煤塵測試的火焰長度均大于 400粉用量在 50 80%之間，煤塵爆炸指數(shù)遠大于 10%，煤塵具有爆炸的危險性。 （ 4）煤的自燃 “勘探報告 ”等地質資料依據(jù)各煤層還原樣燃點與氧化燃點之差值 3 及還原樣燃點 判斷 4 煤層屬自燃煤層， 35層屬不易自燃煤層。 井現(xiàn)狀 本井田設計可采儲量為 中： 3層設計可采儲量 4 煤層設計可采儲量 5層設計可采儲量 目前，趙家梁煤礦現(xiàn)已形成 3和 5兩套生產系統(tǒng)。其中： 3系統(tǒng)開采 3 兩層煤，設計生產能力 a，已作為獨立建井建成投產； 5系統(tǒng)開采一層煤（即 5層），已有小井采用房柱式炮采工藝，生產能力 a。 本井田 5層可采儲量為 量備用系數(shù)取 此，經(jīng)計算 5系統(tǒng)服務年限為 5生產系統(tǒng)已有井筒分別為新建主斜井、副斜井、原主斜井和回風立井，利用及 改造方案如下： 新建主斜井 該井筒為新建井筒，現(xiàn)已竣工， 井筒傾 角 斜長 124m，井筒凈寬 4000斷面積 筒采用混凝土砌碹支護，掘進斷面積為 設計該井筒仍作為主井，井筒內鋪設鋼繩芯帶式輸送機，承擔 5層生產系統(tǒng)原煤提升任務，并 兼作進風及安全出口 。 副斜井（改建） 該井筒原為趙家梁煤礦已有的副斜井，井筒傾角 2 斜長 264m。原副斜井井筒斷面較小，為便于無軌膠輪機車輔助運輸，礦方已將其斷面刷大。改造后的副斜井井筒，凈寬 5400斷面積 筒采用混凝土砌碹支護，掘進斷面積為 設計該井筒仍作為副斜井，井筒底板 鋪設 300混凝土，以便于無軌膠輪車 運行。主要用于輔助運輸和進風，兼作安全出口。 原主斜井（管道斜井） 該井筒原為趙家梁煤礦已有的主斜井，井筒傾角 4，斜長 209m，井筒凈寬 3000斷面積 筒采用混凝土砌碹支護，掘進斷面積為 經(jīng)現(xiàn)場勘查，該井筒支護狀態(tài)良好，砌碹混凝土井壁未出現(xiàn)明顯的裂縫、脫落等現(xiàn)象。經(jīng)與礦方協(xié)商利用該井筒作為管道斜井。主要用于井下排水，兼作進風及安全出口。 回風立井 該井筒原為趙家梁煤礦已有的回風井，井筒直徑 斷面積 筒垂深34m，采用混凝土支護，掘進斷面積 因另選風井涉及到購地問題，根據(jù)礦方的意見，設計將該井筒作為 5生產系統(tǒng)的初期回風井，后期在井田北部另開鑿回風立井。 根據(jù)通風的要求，設計擬將該井筒直徑刷大到 斷面積達到 進斷面積 用混凝土砌碹支護。主要用于礦井回風，兼作安全出口。 下運輸 根據(jù)推薦的 5層生產系統(tǒng)井田開拓方案及礦井設計生產能力，井下主運輸系統(tǒng)選 用帶式輸送機連續(xù)運輸。 井下主運輸系統(tǒng)的組成如下： （ 1） 工作面運輸巷可伸縮帶式輸送 機 西翼帶式輸送機大巷帶式輸送機 主斜井及帶式輸送機煤門帶式輸送機 地面生產系統(tǒng)。 5層帶式輸送機煤門和主斜井選用一條帶式輸送機，西翼帶式輸送機大巷設備選型如下： 主要技術參數(shù)： 輸送量 Q 750t/h，機長 L 1325m（初期鋪設 644m），傾角 0 寬 B1000速 s，帶強 800N/芯阻燃帶），防爆電動機型號：N 1602 臺（初期 1 臺），限矩形液力偶合器： 2 臺（初期 1 臺）；減速器型號： 止器， i 20， 2 臺（初期 1 臺）；防爆制動器：21， 2 臺（初期 1 臺）；拉緊方式：液壓自動拉緊裝置， 1 臺。 （ 2）井下輔助運輸方式及設備 礦井輔助運輸采用無軌膠輪車從地面至井下直達連續(xù)運輸系統(tǒng)。 確定礦井投產后選用各型無軌膠輪車輛共計 11 輛，其中： 無軌膠輪人車 4 輛（其中備用 1 輛）； )型生產指揮車 2 輛；無軌膠輪車自卸式 5 輛（其中備用 1 輛）；礦井生產期間，隨著開拓距離的變化，適時調整車輛。 章小結 本章通過對趙家梁煤礦的井田位置 、自然地理、煤層、煤質、水文地質、礦井開采技術條件和井下等情況的了解，得到以下結論： （ 1）趙家梁煤礦地理位置良好，周圍井田較多，開采時應注意。 （ 2）趙家梁煤礦可采煤層為 5、 3煤層，煤層在區(qū)內屬賦存范圍內全部可采、結構較簡單、屬于穩(wěn)定的中厚煤層和薄煤層。 （ 3）趙家梁煤礦為瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，所以每次開采時應引起足夠的重視，做好防護措施。 （ 4）根據(jù)煤層的埋藏深度以及井田布置確定趙家梁煤礦的設計特征。如主斜井、 副斜井、煤組及水平劃分、系統(tǒng)通風、等的設計。 （ 5）通過對礦井進行水平劃分及 大巷布置，確定煤層的開采順序及井下運輸方式。 3 趙家梁礦井通風設計原則及風量計算 井通風設計原則 礦井通風設計是整個礦井設計內容的重要組成部分，是保證安全生產的重要組成部分。 礦井通風設計的基本任務是建立一個安全可靠、技術先進和經(jīng)濟的礦井通風系統(tǒng)。礦井通風設計分為新建與改建或擴建礦井的通風設計。對于新建礦井的通風設計，既要考慮當前的需要，又要考慮長遠發(fā)展的可能。對于改建或礦建礦井的通風設計，必須對礦井原有的生產與通風情況做出詳細的調查，分析通風存在的問題，考慮礦井生產的特點和發(fā)展規(guī)劃，充分利用 原有的井巷與通風設備，在原有的基礎上提出更完善、更切合實際的通風設計。無論新建、改建或擴建礦井的設計，都必須貫徹安全第一，預防為主的安全方針，遵照礦山安全規(guī)程、技術操作規(guī)程、設計規(guī)范和有關的規(guī)定。 井通風的設計時期 礦井通風設計一般分為兩個時期，即基建時期與生產時期，分別進行設計計算。 初期 5層系統(tǒng)共有四條井筒，分別為主斜井、副斜井、回風立井和管子井。后期在井田北部另開鑿一條后期回風立井。主斜井和副斜井為主要進風井，回風立井回風。 （ 1） 礦井基建時期的通風 礦井基建時期的通風指建井過程 中掘進井巷時的通風，即開鑿井筒（或平硐）、井底車場、井下硐室、第一水平的運輸巷道時的通風。此時期多用局部通風機對獨頭巷道進行局部通風。當兩個井筒貫通后，主要通風機安裝完畢，便可用主要通風機對已開鑿的井巷實行全風壓通風，從而可縮短其余井巷與硐室掘進時局部通風的距離。 （ 2） 礦井生產時期的通風 礦井生產時期的通風是指礦井投產后，包括全礦開拓、采準和采煤工作面以及其他井巷的通風。這個時期的通風設計，根據(jù)礦井生產年限的長短，又可以分為兩種情況： 礦井服務年限不長時（大約 15 至 20 年），只做一次通風設計。礦井達產后通風阻力最小時為礦井通風容易時期；礦井通風阻力達最大時為通風困難時期。依據(jù)這兩個時期的生產情況進行設計計算，并選出對此兩時期的通風皆為適宜的通風設備。 礦井服務年限較長時，考慮到通風機設備選型，礦井所需要風量和風壓的變化等因素，又徐分為兩期進行通風設計。第一水平為第一期，對該時期內通風容易和困難兩種情況詳細的進行設計計算。第二期的通風設計只做一般的原則規(guī)劃，但對礦井通風系統(tǒng)，應根據(jù)礦井整個生產時期的技術經(jīng)濟因素，做出全面的考慮，以使確定的通 風系統(tǒng)即可適應現(xiàn)實生產的要求，又能照顧長遠的生產發(fā)展與變化情況。 風網(wǎng)圖是點與線的組合圖，僅表示風網(wǎng)中各分支的風流方向的聯(lián)結形式，用不按比例表示空間關系的單線條繪制。繪制風網(wǎng)圖的方法如下 9： （ 1）以開拓開采工程平面圖或通風系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風流方向在各個分支節(jié)點處順序編號； （ 2）按照風流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點的編號順序和井巷的聯(lián)結形式繪出單線條的連接關系圖； （ 3）按風流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風路的交叉； （ 4）在不影響解算要求的情況下可以適當簡化 ； （ 5）對通地表的進、回風井口，只要標高一樣均可編為同一號碼，視為一個通大氣的節(jié)點； （ 6）完成風網(wǎng)圖的雛形后，可以按具體情況適當簡化美化，盡量繪成光滑弧狀的對稱形； （ 7）主要的漏風通路應以虛線標記，畫在風網(wǎng)圖中； （ 8）風網(wǎng)圖應該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在一條直線上； （ 9）繪制風網(wǎng)圖過程中不可隨意改變節(jié)點編號，以利于與原圖相對照； （ 10）最后在風網(wǎng)圖上表明風流方向及有關參數(shù)、通風設備和設施以及工作面的位置。 井通風方式的選擇 主要通風機的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混 合式三種，三種通風方法的優(yōu)缺點比較見表 通風方式 適用條件及優(yōu)缺點 抽 出 式 是當前通風方式中的主要形式 ,適應性較廣泛 ,尤其對高瓦斯礦井 ,更有利于對瓦斯的管理 ,也適用于礦井走向長 ,開采面積大的礦井 優(yōu)點 : 井下風流處于負壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運轉時，井下風流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全； 漏風量小，通風管理較簡單； 與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難 ; 缺點 : 當?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和 采區(qū)相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少 。 壓 入 式 優(yōu)缺點 : 壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能用一部分回風把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面； 進風線路漏風大，管理困難； 風阻大、風量調節(jié)困難； 由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難； 通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當通風機停止運轉時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加 抽壓混合式 可 產生較大的通風壓力，能適應大阻力礦井需要，但通風管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井 表 種通風方式的比較 擇礦井通風系統(tǒng)的原則 （ 1）必須符合煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定： 每個礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。 應根據(jù)礦井的災害類型及等級選擇適宜的通風系統(tǒng)。 箕斗提升井或膠帶運輸井不應兼作進風井，如 果兼作進風井使用時，必須遵守煤礦安全規(guī)程的有關規(guī)定：當箕斗或膠帶運輸井兼作進風井時，箕斗井風速不得大于 6m/s、膠帶井風速不得大于 4m/s，應有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標準，膠帶井還應設有消防設施。當采用箕斗井回風時，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設施，其漏風率不得大于 15%，應有可靠的降塵設施，膠帶井不得兼作回風井。 （ 2）通風系統(tǒng)的選擇應有利于加快礦井建設速度，有利于礦井高產高效、安全生產，整個系統(tǒng)技術經(jīng)濟合理 11。 （ 3）還應綜合考慮以下因素： 風井位置要在洪水位標高以上 (大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮 50 年一遇 )，進風井口須避免污染空氣進入，距有害氣體源的地點不得小于 500m。 井口工程地質及井筒施工地質條件簡單。 占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。 通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理。 發(fā)生事故時，風流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個采區(qū)至少要有兩個通往地面的安全出口，以便于人員撤 出。 使專用通風巷道的數(shù)目最少，風路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 盡可能使每個采區(qū)的產量均衡，阻力接近，避免過多的風量調節(jié)，盡量少設置通風構筑物，以免引起大量漏風。 多風機抽出式通風時，為了保證風機聯(lián)合運轉的穩(wěn)定性，應盡量降低總進風道公共風路段的風阻 (一般要求公共區(qū)段的負壓不超過任何一個通風機負壓的 30%)。 新設計礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風機串、并聯(lián)運轉。 井通風系統(tǒng)的選擇 按進、回風井的相對位置分為中央式（包括中央并列與中央分列）、對角式、混合式（包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等），以及區(qū)域式。 （ 1）選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素： 自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產能力等。 經(jīng)濟因素：井巷工程量大、通風運營費、設備運轉、維修和管理條件等。另外根據(jù)開采技術條件，要考慮灌 漿、注水以及瓦斯抽放等要求。 見表 通風方式 適用條件及優(yōu)缺點 中 央 式 中 央 并 列 式 適用于煤層傾角較大，走向不長 (一般小于 4右 )，投產初期暫未設置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴重的礦井。 初期投資少，采區(qū)生產集中，并便于管理； 節(jié)省風井工業(yè)場地，占地少，比在井田內打邊界風井壓煤少； 進出風井之間的漏風較大，風路較長，阻力較大 工業(yè)場地有噪音影響 中 央 邊 界 式 適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井 比中央并列式安全性要好； 礦井通風阻力較小，內部漏風少，有利于對瓦斯、自然發(fā)火的管理； 工業(yè)場地沒有噪音影響； 多一個風井場地、壓煤較多 對 角 式 兩 翼 對 角 式 適用于煤層走向大于 4，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產量較大的礦井 優(yōu)點：風流在井下流動路線是直向式，風流線路短，阻力小。內部漏風少，安全出口多，抗災能力強。便于風量調節(jié)，礦井風壓比較穩(wěn)定 缺點：井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產較晚 分 區(qū) 對 角 式 適用于煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風巷 優(yōu)點：每個采取有獨立通風路線，互不影響，便于風量調節(jié)，安全出口多，抗災能力強，建井工期短，初期投資少，出煤快 缺點：占用設備多，管理分散，礦井反風困難 區(qū) 域 式 適用井田面積大、儲存量豐富或瓦斯含量大的大型礦井 優(yōu)點：既可改善通風 條件，又能利用風井準備采區(qū)，縮短建井工期。 風流線路短，阻力小。漏風少，網(wǎng)路簡單，風流易于控制，便于主要通風機的選擇 缺點：通風設備多，管理分散 混 合 式 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于： 礦井走向距離很長以及老礦井的改擴建和深部開采； 多煤層多井筒的礦井。有利于礦井分區(qū)分期投產； 大型礦井井田面積大，產量大或采用分區(qū)開拓的 礦 井 優(yōu)點：回風井輸了多，通風能力大，布置靈活，適應性強 缺點：通 風設備多 表 種通風系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點 井風量計算 礦井需風量按下列要求分別計算，并采取其中最大值。 按井下同時工作最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于 4 按采煤、掘進、硐室及其他實際需風量的總和進行計算。 井下同時工作的最多人數(shù)進行計算 (3式中 Q礦井總供風量， 4每人每分鐘供風標準， 人； N井下同時工作的最多人數(shù)， 65 人； K風量備用系數(shù)，中央并列式通風系統(tǒng)取 則： 3 井下采煤、掘進、硐室及其它地點實際需風量的總和計算 (3式中： 回采工作面風量之和 ， 掘進工作面需風量之和， 獨立回風硐室需風量之和， 除了采煤、掘進和硐室外其他井巷需風量之和， 礦井通風系數(shù)，取 （ 1） 5煤綜采工作面風量 按瓦斯涌出量計算 g w ig w 100(3 式中 煤工作面需風量， 斯絕對涌出量；相對瓦斯涌出量取 48.0q 2010 年鑒定數(shù)據(jù)）， 綜采工作面平均日產量， 作面因瓦斯（或二氧化碳）涌出不均勻的備用風量系數(shù)，機采工作面取 因此 3 i 按工作面進風流溫度計算 式中 采工作面適宜風速， m/s，取 采工作面平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，取8 作面長度 系數(shù)，取 因此 按工作面人員數(shù)量計算 采煤工作面的需風量 : 4(3 式中 4每人每分鐘應供給的最低風量， 采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，取 20 人； 3 按 、 、 項中取最大值原則，根據(jù)附近煤礦工作面配風情況及相關經(jīng)驗，設計確定 5綜采工作面風量 按風速進行驗算 根據(jù)現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，采煤工作面的最低風速不得小于 最大風速不得大于 4 要求進行驗算，即采煤工作面風量應滿足： 式中 采工作面平均有效斷面， 2m 2， 32 所以， 5綜采工作面的需風量取 （ 2）掘進工作面風量 按瓦斯涌出量計算 100(3 式中進工作面實際需風量， 進工作面平均瓦斯涌出量，取 進工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取 3 按掘進工作面最大人員數(shù)量計算 3 m 按局 部通風機吸風量計算 根據(jù)煤礦安全規(guī)程讀本第 128 條，為保證局部扇風機不發(fā)生循環(huán)風，按局部扇風機地點（巷道）的供風量必須大于局部扇風機吸風量的 ，即 Q 巷 。 綜掘面局部通風機額定風量為 300m3/掘 260m3/ 按局部通風機吸風量計算，綜掘面需要的風量為： 00 402 6.7 取 7.0 炮掘面需要的風量為： 60 348.4 即 5.8 取 6.0 按風速驗算 根據(jù)現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進工作面的風量應滿足 15： 式中 進工作面巷道過風斷面， 212即3， 48 按 、 、 項中取最大值原則，且參照生產礦井實際配風經(jīng)驗，每個綜掘工作面配風量取 7.0 （ 3）井下獨立通風硐室實際需要風量計算 井下需獨立通風的硐室有盤區(qū)變電所配風 3 盤區(qū)變電所按硐室中運行的機電設備發(fā)熱量進行計算： 603600 (3式中 機電硐室供風量 N 機電硐室中運轉的電動機（或變壓器）總功率 機電硐室發(fā)熱系數(shù)，變電所一般取 空氣密度 ,一般取 = 氣的定壓氣熱 ,一般取 ； t 機電硐室進回風流的溫度差 , ； 3600熱功當量 ,1 3600 則 3 i 。 （ 6）其它地點需風量 稀釋柴油機車尾氣配風量。根據(jù)煤礦用防爆柴油機無軌膠輪 車安全使用規(guī)范規(guī)定：行駛車輛的巷道，應按同時運行的最多車輛數(shù)增加巷道配風，配風量應不小于4m3/ 根據(jù)機車運行實際情況，柴油機車配風量按以下 2 種組合方式計算。 上下班時間 3 臺 運人膠輪車同時運行 5034 600 10 (3 其它時間段 3 臺 無軌膠輪車和 2 臺 A）型生產指揮車同時運行 5034 4524 960 16 （ 7）礦井總風量 m (3上述計算方法的計算結果，按取大值的原則，設計礦井總風量取 章小結 本章對 趙家梁 煤礦 5煤層的瓦斯涌出量進行了計算，并確定其通風系統(tǒng)所必需遵循的原則和 5煤層需風量進行了計算得到以下結論：開鑿有主斜井副斜井及一號回風斜井。礦井初期裝備兩個綜采工作面和 2 個綜掘工作面。根據(jù) 趙家梁 礦井開拓布置及地質條件：傾角較?。ㄆ骄?15）煤層瓦斯含量低，煤層埋藏深度淺，設計初期采用抽出式通風方式，中央并列式通風系統(tǒng)，主副斜井進風，一號回風斜井回風。風量計算有多種方法，應依次計算取其最大值。最后求和就是礦井總風量。 4 趙家梁煤礦 5井通風阻力計算 礦井通風阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動和摩擦而產生的阻力，由此阻力而引起的風壓損失即摩擦阻力損失。摩擦阻力一般占礦井通風阻力 90%左右，它是礦井通風設計、選擇扇風機的主要參數(shù)。 ni (423 S (4（ 1） 容易通風阻力 通風最容易時期最大通風阻力路線由進到出：12345678323435361 通風摩擦阻力為： H= 2）困難通風阻力 通風困難時期最大通風阻力路線由進到出： 12345613161415373843444546471 通風總阻力為： H=局部阻力的計算 風流經(jīng)過井巷的一 些局部地點 ,如井巷突然擴大或縮小、轉彎、交叉以及堆積物或遇礦車等 ，由于風流速度或方向發(fā)生突然的變化，導致風流本身產生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的阻力即局部阻力，由這種阻力所 產生的風壓損失就叫局部阻力損失。 由于井下造成局部損失的地點多，各種情況復雜多樣，所以礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的 10計算，擴建礦井按井巷摩擦阻力