某石雷鎢錫礦區(qū)礦井通風與安全技術方案設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2534某石雷鎢錫礦區(qū)礦井通風與安全技術方案設計計算案例 143541.1 概述 1241721.2 礦井通風條件 1159071.3 通風方式與通風系統(tǒng)的擬訂 2139651.4 風量計算 2307961.5 通風阻力計算 674291.6 自然風壓計算 14287121.7 通風制度 16300211.8 通風設備選取 161.1 概述安全高效的通風系統(tǒng)可以提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定可靠的通風環(huán)境可以提高良好的工作條件。因此，礦山通風系統(tǒng)的設計任務就是根據(jù)礦山開采要求，結合開拓、采礦方法等系統(tǒng)，設計一個安全高效，穩(wěn)定可靠的通風系統(tǒng)，使井下的有毒有害氣體和粉塵能最大程度的稀釋排出，并改善井下的氣侯條件，為開采作業(yè)提供一個安全良好的環(huán)境。有毒害氣體對井下進行生產(chǎn)作業(yè)的人員有著極大的威脅，這些有毒有害氣體往往是造成重大生產(chǎn)事故的原因。此外，礦山生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵危害人體健康，污染工作環(huán)境，降低機械和人員的生產(chǎn)效率。所以要求建立的通風系統(tǒng)必須要通過稀釋排出，將有毒有害氣體和粉塵的濃度降至安全規(guī)程要求的濃度下。石雷鎢礦二氧化硅含量超過70%，在爆破過程中產(chǎn)生的游離的二氧化硅粉塵含量高，礦脈中的硫的含量不高，不至于造成自然危害，單次的井下人員最多為120人，通風系統(tǒng)要滿足爆破通風排煙和人員新鮮空氣的呼吸需求，最大限度的減少爆破炮塵的危害。依據(jù)采礦手冊的相關要求，石雷鎢礦井巷通風安全要滿足以下要求；井下的空氣成分含量不得過規(guī)定值要求：O2≥20%，CO2≤0.5%,空氣的溫度不得高于25攝氏度，且總回風流在流動過程中不得超過1%.深部開采盡可能采用全面機械通風，如果是在淺部的開采方式，也可采用主扇連續(xù)輪轉的自然通風。1.2 礦井通風條件石雷鎢礦礦區(qū)年產(chǎn)50萬噸，服務年限為16.2年。開拓方式為主平窿-盲豎井開拓，其中豎井提升采用的罐籠井可作為進出風井，采區(qū)采用的是中央并列式通風布置方式，即新鮮風流主平窿流入，從豎井進入采區(qū)和工作面并經(jīng)由兩側的通風天井排出，流經(jīng)各回風巷道，排出地表。針對本礦區(qū)采用的采礦方法為淺孔留礦法，由章節(jié)6.6可知同時工作的塊數(shù)為：回采礦塊15個，備采礦塊7個及放礦礦塊3個，采切礦塊15個。。1.3 通風方式與通風系統(tǒng)的擬訂1.3.1通風方式的確定與依據(jù)（1）本方案設計服務范圍為：石雷鎢錫礦區(qū)內“棕樹坑、北帶、東帶和中帶”個礦帶的深部+378、+328和+278三個中段。

（2）生產(chǎn)規(guī)模:1515噸/日。

（3）工作制度：年工作日330天，每天3班每班8小時工作制，（4）通風方式選擇；抽出式通風；1.3.2通風系統(tǒng)選擇通風系統(tǒng)選擇的是各自獨立的分區(qū)通風方式。本設計各礦帶開采+378、+328和+278三中段時的通風系統(tǒng)方案選擇：沿用各礦帶各自獨立的分區(qū)通風方式。新風從+418一號主平窿口和+418二號主平窿口進新風，其中新風進入+418中段運輸巷后，經(jīng)連通+418中段運輸巷的各礦帶盲豎井分別進入本礦帶各中段運輸巷，由各中段運輸巷進入本中段各工作面。污風經(jīng)各礦帶所在中段的回風平巷、回風天井排出地表。1.3.3中段通風網(wǎng)絡布置深部開拓采礦的新風從418主平窿井口進入，然后經(jīng)418主運輸巷分別進入四個礦帶的豎井，由各礦帶豎井進入本礦帶的+378、+328和+278三個中段的運輸巷，再由所在中段運輸巷進入本中段各工作面。其中，①掘進工程：中段運輸巷新風→穿脈平巷→掘進工作面清洗→污風用局扇就近穿脈巷抽出至本中段附近回風平巷、風井→污風進入本礦帶通風系統(tǒng)。②采礦工程：中段運輸巷新風→穿脈平巷→采場底部邊沿脈平巷→先行天井→采場→污風從另一端順路并安裝局扇抽出至本中段附近回風巷→污風進入本礦帶通風系統(tǒng)，③出礦通風線路：中段運輸巷新風→穿脈平巷→出礦工作面清洗→污風用局扇抽出至本中段附近回風平巷、風井→污風進入本中段通風系統(tǒng)。對于各礦帶通風網(wǎng)路如下：新風→主平窿口一號二號窿口→盲豎井→各中段運輸巷→采場→工作面污風本中段通風平巷→本中段通風天井→地表。1.4 風量計算同時開采階段各類工作面布置見表7-1。表7-1通風工作面布置表作業(yè)面名稱掘進工作面采切工作面?zhèn)洳傻V塊回采工作面放礦工作面數(shù)量4157153掘進工作面所需風量∑Q掘進計算（1）按排炮煙計算QQ式中：lw-取lS-S=2.2×2.5=5.5m2；A=5.5×2×1.6=11.6kg；t-取30min；以上數(shù)據(jù)帶入得：QQ（2）按排塵計算Q式中：S-S=2.2×2.5=5.5m2；V-，V=0.5m/s；Q以上兩者取大值，即Q掘進=2.75m∑Q掘進=4×2.75=11.0m2、采切工作面所需風量∑Q采切計算（1）按排炮煙計算

QQ（2）按井下工人數(shù)計算供風量不應少于每人4m3/min。工作面最多工作人數(shù)6人，人員富余系數(shù)取1.4。Q（3）按排塵計算Q以上三者取最大值，即Q采切=2.53m∑3、回采礦塊所需風量∑Q回采計算（1）按排炮煙計算

Q將以上數(shù)據(jù)帶入公式得：Q（2）按井下工人數(shù)計算供風量不應少于每人4m3/min。工作面最多工作人數(shù)8人，人員富余系數(shù)取1.4。

Q（3）按排塵計算

Q以上三者取最大值，即Q回采=2.0m∑4、備采工作面所需風量∑Q備采計算∑Q備采=12∑Q回采=1.55、放礦工作面所需風量∑Q放礦計算（1）按井下工人數(shù)計算供風量不應少于每人4m3/min。工作面最多工作人數(shù)6人，人員富余系數(shù)取1.4。

Q（2）按排塵計算

Q以上三者取最大值，即Q放礦=1m∑硐室需風量∑Q硐室炸藥庫：Q炸藥庫=1.5m3破碎硐室：Q破碎=1.3m3機修硐室：Q機修=1.2m3∑Q硐室=Q7、礦井總風量同時開采階段風量分配表如表7-2所示表7-2風量分配表工作面類型單位需風量工作面數(shù)目總計采切2.531531.95回采1.01515備采1.071.5放礦1.033.0掘進2.75411.0硐室//4.0總計/78.45備注：掘進工作面在開采階段之下，工作面數(shù)目為2個。當開采至最下一個階段時，沒有掘進風量全礦井總風量Q礦Q礦'=K(∑Q掘進+∑Q采準+∑Q切割+∑Q回采+∑Q備采+∑Q放礦=1.4×78.45=109.83m3/s8、風量校核（1）按大爆破所需風量進行校核Q礦因本設計大爆破在節(jié)假日與周末進行，故可不進行校核。（2）按萬t風量比進行校核Qq=式中：Q礦'-全礦井總風量，mA-礦井年產(chǎn)量，50t/a；表7-3年產(chǎn)量萬t風量比礦山規(guī)模年產(chǎn)量萬t風量比小型礦山2~4.5中型礦山1.5~4大型礦山1.2~3.5特大型礦山1~2.5備注：在對應年產(chǎn)量萬t風量比范圍內風量為合理本礦山屬于中型礦山，萬t風量比為2.2，故風量校核合格。通風立體圖如圖7-1圖7-1通風立體圖1.5 通風阻力計算針對該礦山設計的四個礦帶，由于采用的是單階段開采，故采用的是串聯(lián)通風網(wǎng)路，各分支的的風量相同，總風阻等于各分支風阻之和。由于本設計各個的通風網(wǎng)路大致相同，對于棕樹坑礦帶的通風困難和容易時期網(wǎng)路圖為例：棕樹坑礦區(qū)的容易時期和困難時期簡圖如圖1.2和圖1.3.圖1.2棕樹坑礦區(qū)西翼容易時期圖1.3棕樹坑礦區(qū)西翼困難時期各巷道的通風摩擦阻力hfhR式：S-巷道斷面積，m2；P-巷道周長，m；L-巷道長度，m；Rf-摩擦風阻，N·s2/m8Q-風量，m3/s；各礦帶通風井巷的風量表（均已西翼為例）詳見下表。表7-4棕樹坑通風容易時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8625110.2不支護78.45164.000.011-2418-378中段豎井28.264018.84不支護39.2250.510.012-3378中段井底車場1.063010.6不支護33.72510.280.013-4石門9.8623310.2不支護33.72528.200.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護33.7251.260.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護32.7253.420.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道451.58不支護0.50.10.018-9行人通風天井2.56406.4不支護10.040.0169-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈平巷451.58不支護16.6920.000.0111-12階段運輸巷9.866010.2不支護11.692.000.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0114-15階段運輸巷道9.866010.2不支護21.222.000.0115-16418中段井口車場459.58不支護21.2233.500.0116-17418中段西翼回風井12.5720012.57不支護54.91545.570.016總和318.88表7-5棕樹坑通風困難時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8625110.2不支護78.45164.000.011-2418-278中段豎井28.2614018.84不支護39.2251.800.012-3278中段井底車場1.063010.6不支護39.22513.90.013-4石門9.8623310.2不支護39.22539.60.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護38.7259.570.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護31.7254.540.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道4598不支護0.50.020.018-9行人通風天井4.5409不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈巷道4598不支護16.6920.540.0111-12階段運輸巷道4608不支護11.6923.470.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.060.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.691.120.0114-15階段運輸巷道4608不支護21.2233.770.0115-16418中段井口車場459.58不支護21.2233.650.0116-17418-328中段回風井12.5729012.57不支護54.91555.360.016總和402.48表7-6北礦帶通風容易時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支護78.45418.170.011-2418-378中段豎井28.264018.84不支護39.2250.510.012-3378中段井底車場1.0691.510.6不支護33.72531.350.013-4石門9.8613110.2不支護33.72514.530.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護33.7251.260.015-6階段運輸巷道9.866010.2不支護32.7251.710.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道443.58不支護0.50.010.018-9行人通風天井2.56406.4不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈平巷443.58不支護16.6915.130.0111-12階段運輸巷道9.866010.2不支護11.692.000.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0114-15階段運輸巷道9.866010.2不支護21.222.000.0115-16418中段井口車場4838不支護21.2248.360.0116-17418中段西翼回風井12.5720012.57不支護54.91545.570.016總和594.23表7-7北礦帶通風困難時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）風量（m3/s）支護方式摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.278.45不支護418.170.011-2418-278中段豎井28.2614018.839.225不支護1.80.012-3278中段井底車場1.0639.310.639.225不支護18.210.013-4石門9.8613110.239.225不支護22.260.014-5階段運輸巷道9.866010.238.725不支護9.570.015-6階段運輸巷道9.863010.231.725不支護4.540.016-7放礦漏斗2.25680.5不支護0.010.017-8穿脈巷道461.40.5不支護0.020.018-9行人通風天井4.54091不支護0.040.019-10回風巷道43081不支護0.040.0110-11穿脈巷道461.4816.69不支護21.380.0111-12階段運輸巷道460811.69不支護23.470.0112-13階段運輸巷道9.863010.218.19不支護1.060.0113-14階段運輸巷道9.863010.218.69不支護1.120.0114-15階段運輸巷道460821.22不支護33.770.0115-16418中段井口車場485821.22不支護48.070.0116-17418以上回風井12.5729012.5754.915不支護53.360.016總和659.88表7-8東礦帶通風容易時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支護78.45418.170.011-2418-378中段豎井28.264018.8不支護39.2250.510.012-3378中段井底車場1.064210.6不支護33.72514.390.013-4石門9.8622910.2不支護33.72521.790.014-5階段運輸?shù)?.866010.2不支護33.7251.260.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護32.7253.420.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道456.58不支護0.50.010.018-9行人通風天井2.56406.4不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈平巷456.58不支護16.6919.650.0111-12階段運輸巷道9.866010.2不支護11.692.000.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0114-15階段運輸巷道9.866010.2不支護21.222.000.0115-16418中段井口車場4838不支護21.2246.730.0116-17418中段西翼回風井12.5720012.57不支護54.91545.570.016總和590.48表7-9東礦帶通風困難時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支護78.45418.170.011-2418-278中段豎井28.2614018.84不支護39.2251.80.012-3278中段井底車場1.0650.510.6不支護39.22523.400.013-4石門9.8622910.2不支護39.22521.790.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護38.7259.570.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護31.7254.540.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道4116不支護0.50.020.018-9行人通風天井4.5409不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈巷道41168不支護16.6940.380.0111-12階段運輸巷道4608不支護11.6923.470.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.060.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.691.120.0114-15階段運輸巷道4608不支護21.2233.770.0115-16418中段井口車場443.58不支護21.2224.600.0116-17418以上回風井12.5729012.57不支護54.91553.360.016總和631.81表7-10中礦帶通風容易時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系數(shù)（N·s2/m8）0-1418中段主平窿9.86110510.2不支護78.45722.000.011-2418-378中段豎井28.264018.84不支護39.2250.510.012-3378中段井底車場1.066410.6不支護33.72521.930.013-4石門9.8649410.2不支護33.72559.960.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護33.7251.260.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護32.7253.420.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道41068不支護0.50.020.018-9行人通風天井2.56406.4不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈平巷41068不支護16.6936.870.0111-12階段運輸巷道9.866010.2不支護11.692.000.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.000.0114-15階段運輸巷道9.866010.2不支護21.222.000.0115-16418中段井口車場4288不支護21.2215.760.0116-17418中段回風井12.5720012.57不支護54.91553.360.016總和924.93表7-11中礦帶通風困難時期井巷摩擦阻力風量表序號井巷類型斷面積（m2）井巷長度（m）巷道周長（m）支護方式風量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦風阻系數(shù)（N·s2/m8）0-1418中段主平窿9.86102710.2不支護78.45722.000.011-2418-278中段豎井28.2614018.84不支護39.2251.80.012-3278中段井底車場1.066810.6不支護39.22531.510.013-4石門9.8649410.2不支護39.22559.960.014-5階段運輸巷道9.866010.2不支護38.7259.570.015-6階段運輸巷道9.863010.2不支護31.7254.540.016-7放礦漏斗2.2568不支護0.50.010.017-8穿脈巷道4116不支護0.50.020.018-9行人通風天井4.5409不支護10.040.019-10回風巷道4308不支護10.040.0110-11穿脈巷道41168不支護16.6940.380.0111-12階段運輸巷道4608不支護11.6923.470.0112-13階段運輸巷道9.863010.2不支護18.191.060.0113-14階段運輸巷道9.863010.2不支護18.691.120.0114-15階段運輸巷道4608不支護21.2233.770.0115-16418中段井口車場4288不支護21.2245.760.0116-17418以上回風井12.5729012.57不支護54.91545.570.016總和1024.78全礦通風阻力計算棕樹坑礦帶：容易時期：h礦困難時期：h礦北礦帶：容易時期：h礦困難時期：h礦東礦帶：容易時期：h礦=1.2困難時期：h礦中礦帶：容易時期：h礦困難時期：h礦1.6 自然風壓計算本礦區(qū)常年大氣溫度22°C，平均最低氣溫為8°C，平均最高氣溫為29°C，礦區(qū)恒溫帶深度30m。經(jīng)計算石雷鎢礦四個礦帶的自然風壓如下：(1)、棕樹坑礦帶：

本礦帶回風井底溫度223°C，本帶進風井深度140m，回風井深度290m

。A、容易時期自然風壓：t進風井口=t常年+(Hj-Hc)Gt-4=22+(140-30)×0.3/100-4=18.33℃；t進風井口為進風口氣溫，本礦冬季最冷平均氣溫為8°C，則T進=(+t進風井底)÷2=(18.33+8)÷2=13.165°C。t回風井口=t回風井底-0,005Hh=22.3-0.005×290=20.85°C，則t回風井=(t回風井口+t回風井底)÷2=(20.85+22.3)÷2=21.575°C，t回=273+[t回風井口(Hj+Ht])÷Hj=273+[20.85(140-290)+21.575×290]÷140=273+22.35=295.35°K;容易時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.03411.029×101300×290×(1/286.165-1/295.35)=111.83PaB、困難時期自然風壓：t進風井口=t常年+(Hj-Hc)Gt-4=22+(140-30)×0.3/100-4=18.33℃；t進風井口為進風口氣溫，本礦冬季最冷平均氣溫為29°C，則T進=(+t進風井底)÷2=(18.33+8)÷2=13.165°C。t回風井口=t回風井底-0,005Hh=22.3-0.005×290=20.85°C，則t回風井=(t回風井口+t回風井底)÷2=(20.85+22.3)÷2=21.575°C，t回=273+[t回風井口(Hj+Ht])÷Hj=273+[20.85(140-290)+21.575×290]÷140=273+22.35=295.35°K;困難時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.03411.029×101300×290×(1/296.665-1/295.35)=-15.25Pa綜上，棕樹坑礦帶容易時期自然風壓+111.83Pa，自然風壓為正值，表明自然風壓與風機作用相同；困難時期自然風壓-15.25Pa，自然風壓為負值，表明自然風壓與風機作用相反(2)北礦帶：

本礦帶回風井底溫度223°C，本帶進風并深度140m，回風井深度347m。A、容易時期自然風壓：計算得T進=273+13.165=286.165°K，T回=273+22.71=295.714°K。則，自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.0347×10130×347×(1/286.165-1/295.714)=139.79PaB、困難時期自然風壓：計算得T進=273+23.665°c=296.665°K，T回=273+22.71=295.714°K。則，自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.0347×101300×347×(1/296.665-1/295.714)=-12.39Pa綜上，北礦帶容易時期自然風壓+139.79Pa，自然風壓為正值，表明自然風壓與風機作用相同；困難時期自然風壓-12.39Pa，自然風壓為負值，表明自然風壓與風機作用相反。(3)東礦帶：本礦帶回風井底溫度22.3°C，本帶進風井深度140m，回風井深度291mA、容易時期自然風壓：計算得T進=273+13.165°C=286.165°K，T回=273+22.358=295.358°K。容易時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.029×101300×291×(1/286.165-1/295.358)=112.33PaB、困難時期自然風壓：計算得T進=273+23.665°c=296.665°K，T回=273+22.358=295.358°K困難時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.029×101300×291×(1/296.665-1/295.358)=14.48Pa綜上，東礦帶容易時期自然風壓+112.33Pa，自然風壓為正值，表明自然風壓與風機作用相同：困難時期自然風壓-14.48Pa，自然風壓為負值，表明自然風壓與風機作用相反。(4)、中礦帶：

本礦帶回風井底溫度223°C，本帶進風井深度278m，回風井深度280m。A、容易時期自然風壓：計算得T進=273+13.372c=286.372°K，T回=273+21.61=294.61°K。容易時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.0278×101300×278×(1/286.372-1/294.61)=96.23PaB、困難時期自然風壓：計算得T進=273+23.872°C=296.872°K，T回=273+21.61=294.61°K。困難時期自然風壓為：H=0.0341KP0H井口至底(1/T進-1/T回)=0.0341×1.0278×101300×278×(1/296.872-1/294.61)=-24.68Pa綜上，中礦帶容易時期自然風壓