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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录1 矿井设计概况21.1矿区概述及井田地质特征21.2井田开拓31.3巷道布置与采煤方法42矿井通风系统拟定62.1 矿井通风系统的基本要求62.2矿井通风方式的选择62.3矿井通风方案技术和经济比较矿井92.4通风机工作方法113 采区通风143.1采区上山通风系统143.2回采工作面通风方式154.掘进通风204.1掘进工作面通风方式204.2 煤巷掘进工作面需风量224.3掘进通风设备选型244.4掘进通风机技术管理和安全措施265 矿井风量计算与分配285.1矿井总风量的计算285.2矿井风量分配335.3风速验算346矿井通风阻力计算376.1矿井通风
2、阻力计算原则376.2矿井通风容易时期和困难时期的确定376.3矿井通风阻力计算377矿井通风设备选型477.1选择主要通风机477.2电动机选型497.3矿井主要通风设备要求527.4通风附属装置及其安全技术527.5特殊灾害的防治措施538矿井通风费用概算568.1吨煤通风费568.2通风设备的折旧费和维修费578.3通风员工工资费用578.4专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费578.5吨煤通风成本589结论59参考文献601 矿井设计概况1.1矿区概述及井田地质特征1.1.1矿区概述土城矿井田范围位于盘县煤田北部，土城向斜北翼西段，东起F35号断层，界线坐标点号为5、6、7、8、9；西
3、至拖长江，界线坐标点号为11、1、12；南以F35号断层，界线坐标点号为9、10、11；北以29号煤层露头为界。走向长12km，倾斜长23km，以F36号断层为界分为一、二井田，面积约29km2。井内的气象参数按表1所列的平均值选取。表1 空气平均密度一览表 地点季节进风井口1500大巷回风井口夏季 1.17 1.17 1.18冬季 1.21 1.21 1.201.1.2井田地质特征井田走向长12 km，倾斜长23 km，以F36号断层为界分为一、二井田，面积约29 km2。1.1.3煤层特征本井田内有可采煤11层（1#、3#、5#、6#、9#、12#、13#、15#、16#、17#、18#煤
4、），主要可采煤层为12#煤，在本设计中针对开采12-1#煤层进行设计，其煤层平均厚度为3.44m，具体参见图1 综合地质柱状图。根据精查地质报告的瓦斯地质资料，主要可采煤层12#煤层，煤层倾角20左右。矿井相对瓦斯涌出量为12.5 m3/t，绝对瓦斯涌出量43.4 m3/min属高瓦斯矿井。根据煤矿安全规程第一百五十四条规定“有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。（二）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：1大于或等于40m3/min；
5、2年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/min；3年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min；4年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min；5年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。”本矿井需要建立地面永久抽放系统，设计瓦斯抽采率70%，抽采后瓦斯绝对涌出量13.025m3/min.煤尘有爆炸危险性，煤层无自然发火倾向，井田地质条件比较简单。本地区地温正常，平均地温梯度2/100m，井下工作地点温度16-22，开采时不存在热害问题。1.2井田开拓1.2.1井田境界与储量矿井地质资源量：12-1煤层160.12（Mt），矿井工业储量148.62（Mt）， 矿
6、井可采储量137.96（Mt），本矿井设计生产能力为150万t/年。工业广场的尺寸为300m400m的长方形，工业广场在井田范围之外不压煤。1.2.2矿井工作制度、设计生产能力及服务年限本矿井设计生产能力按年工作日300天计算，每天三班作业，其中两班生产，一班检修，净提升时间为14小时。本矿井的设计生产能力为150万吨/年,矿井服务年限为55.84年。图1 综合地质柱状图1.2.3井田开拓把工业广场设在井田西部，矿井为平硐开拓，工业广场设计在无压煤区域，该区域工业场地填方量少，不跨越行政边界，无保安煤柱等特点全井田用一个水平开采。水平标高1500m。主运大巷，采用皮带集中运输，用于全矿井煤炭运
7、输，各采区内分别布置运输上山、轨道上山、回风上山，用于采区运煤、辅助运输和回风之用，其中，主平硐采用皮带运输与电瓶车运输，用以运煤、矸石和材料与人员，各采区轨道上山采用绞车提升运输物料，运输上山用皮带运输，兼做进风井。按进风井和出风井的相对位置，通风系统有中央式(包括并列式和分列式)、对角式、混合式及分区式这几种形式。根据本矿煤层赋存情况，埋深浅，倾角大，走向长度大；而且瓦斯涌出量大；煤层没有自燃发火倾向；本井田煤层走向变化小，因此各采区采用分区式独立通风。每个采区建一个回风上山。1.3巷道布置与采煤方法1.3.1带区巷道布置及生产系统设计首采区即一采区倾斜长14001500m，走向长3200
8、m。采区内划分6个区段，区段斜长210m。首采带区工作面长度取186 m；两斜巷设计均为矩形断面，其中运煤斜巷断面12.8；回风斜巷断面10.6。回采工作面适宜风速，取1.4 m3/s首采带区为一带区，然后采区内工作面由首采面开始往下依次开采1.3.2采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，走向长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。根据工作面的关键参数，选用编号为ZC186ZZ38的配套设备：液压支架ZZ4000/18/38、采煤机MG300-W、刮板输送机SGZ764/264A、SZB-764/132型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2160型带式输送机。采
9、煤机截深0.8m，其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。1.3.3回采巷道布置工作面回采巷道采用单巷布置；两斜巷设计均为矩形断面，采用沿空掘巷施工。采用1000 mm宽的胶带输送机运煤；无极绳绞车斜巷运料、运设备；辅助运输巷铺设轨道，通过设备车辆。 1.3.4部分井巷特征参数 表2部分井巷特征参数 （其他井巷参数自行设计、计算或在相关图纸上提取）井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）轨道上山14.314.3轨道上山14.314.3轨道上山14.314.3轨道上山14.314.3采区石门12.410.8运输上山11.112.8运输上山11.11
10、2.8运输平巷12.814.8运输平巷12.814.8工作面1416.8回风平巷10.613.2回风上山12.714.8出风井33.1720.41 2矿井通风系统拟定2.1 矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统，都要符合投产快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。具体地说，要适应以下基本要求：1矿井至少要有两个同地面的安全出口；2进风井口要有利于防洪，不受粉尘有害气体的污染；3北方矿井，井口需装供暖设备；4总回风巷不得作为主要行人道；5工业广场不得受扇风机的噪音干扰；6装有皮带机的井筒不得作为主要进风井；7装有箕斗的井筒不得作为主要进风井；8可以独立通风的矿井，采区尽可能独立通风；9
11、通风系统要为防瓦斯、火、尘、水、及高温创造条件；10通风系统要有利于深水平式或后期通风系统的发展变化。2.2矿井通风方式的选择选择通风方案的考虑因素选择任何通风方式都需要符合投产较快、出煤较快、安全可靠和技术经济合理等原则。选择矿井通风方式时，应考虑以下两种因素：1.自然因素：煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、矿井瓦斯等级。2.经济因素：井巷工程量、通风运行费、设备装备费。2.2.1矿井通风方案矿井通风方案矿井通风方式根据回风井的位置的不同，可分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、采区式和混合式通风中选择，以下为各方案的示意图。方案一：中央并列式风井主副井都位于中央工业广场上，副井进风，风
12、井回风，如图2.1。图2.1 中央并列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案二：中央分列式两回风井位于井田边界的两翼，副井进风，风井回风，如图2.2。图2.2 中央分列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案三：两翼对角式进风井位于井田的中央，回风井设在井田两翼的上部边界，如图2.3。图2.3 两翼对角式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案四：采区式通风方式每一个分区域内均设置进风井及回风井，构成独立的通风系统，见图2.4。图2.4 采区式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风石门2.2.2矿井通风方式的选择下面对
13、这几种通风方式的特点及优缺点适用条件列表比较，见表2.1通风方式优点缺点适用条件中央并列式初期投资较少，工业场地布置集中，管理方便，工业场地保护煤柱少，构成矿井通风系统的时间短风路较长，风阻较大，采空区漏风较大煤层倾角大，埋藏深，但走向长度并不大，而且瓦斯、自然发火都不严重中央分列式通风阻力较小，内部漏风小，增加一个安全出口，工业广场没有主要通风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统比较方便。建井期限略长，有时初期投资稍大煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大，而且瓦斯、自然发火比较严重两翼对角式封路较短，阻力较小，采空区的漏风较小，比中央并列式安全性更好建井期限略长，有时初期投资稍大煤层
14、走向较大，井型较大，煤层上部距地表较浅，瓦斯和自然发火严重的新矿井采区式通风方式通风线路短、几个分区域可以同时施工的优点外，更有利于处理矿井事故、运送人员设备也方便工业场地分散、占地面积大、精通保护煤柱较多井田面积较大、局部瓦斯含量大，采区离工业广场比较远。2.3矿井通风方案技术和经济比较矿井2.3.1技术比较由于该矿为高瓦斯及突出矿井，自然发火不严重，但走向长度较大，而且瓦斯涌出量大。通过初步的技术比较，方案三和方案四比方案一和方案二有更明显的优势。2.3.2经济比较方案三和方案四两通风方案的经济主要从巷道开拓量、费用及巷道维护费用、通风设施购置和通风点给等方面考虑。巷道开拓及维护费用之比较
15、两方案中不同（或多出）巷道，相同巷道不再做经济比较。经济比较见表2.2到2.5。2.3.2.1进行工程掘进费用比较两翼对角式，回风大巷工程量：5729.7m,回风井工程量为70.8+80.3=151.1m；分区式独立通风，回风井工程量：70.8+80.3+103.4+97=351.5m.回风大巷工程量：0m。表2.2井巷掘进费用方案项目两翼对角式分区式通风工程项目工程量（m）单价（元/m）费用（万元）工程量（m）单价（元/m）费用（万元）回风大巷5729.740002291040000回风井151.110000151.1351.510000351.5合计2442.1351.52.3.2.2井巷
16、维护费用比较表2-2 井巷维护费用比较方案项目两翼对角式分区式通风工程项目工程量（m）单价（元/m）费用（万元）工程量（m）单价（元/m）费用（万元）回风大巷5729.7180103.119321806.9回风井270+1171204.6（430+117）212013.1合计107.720通风设备购置费用矿井主通风机、配套电机设备购置费按100万元计算，主要通风机房必须安装两套主要通风机及配套电机。一套工作，一套备用，则共需要设备费用1002=200万元。风机房、风硐、扩散器、防爆门、反风设施等通风设施的土建费按50万元计算，则建一风机房需要250万元。两方案的经济比较见表2-3。表2-3通风
17、设备购置费用方案项目两翼对角式分区式通风通风设备费250*2万元250*4万元2.3.2.3通风总费用比较通风费用汇总见表2-4表2-4 通风总费用比较方案项目两翼对角式（万元）分区式通风（万元）井巷掘进费2442.1351.5井巷维护费107.720通风设备费250*2250*4总费用2998.31368本矿井设计为150万吨矿井，同时为高瓦斯矿井，对通风量要求较高，方案三和方案四进行粗略的经济比较，方案三需要掘金回风大巷，掘进费用太多，又由于该矿井地表起伏较大，无法开掘浅部总回风道因此本矿井通风方式选为方案四分区式通风。2.4通风机工作方法矿井通风机的工作方法有抽出式、压入式及压轴混合式。
18、其适用条件和优缺点见2.6.表2.6 通风方式分类通风方式适用条件及优缺点抽出式优点：井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高肯那个使采空区沼气涌出量减少，比价安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式比，不存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的因素缺点：当地面有小窖塌陷区井和采取沟通时，抽出式会不小窖积存的有害气体抽到井下使有效矿井风量减少。压入式低瓦斯鲁昂的第一水平，矿井地面地形复杂、高低起伏，无法在高山上设置扇风机，总回风巷无法连通或维护困难的条件优缺点：1）压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把小窖塌陷区的有窖气体压入到地面；2）进风线路漏风大，管理困
19、难；3）风阻大，风量调节困难；4）由第一水平的压入式过度到深部水平的抽出式有一定的困难；5）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用动量增加。现将两种工作方法的优缺点对比如下：抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态，当一旦主要通风机因故停止运转时，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；压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，比较危险。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，式通风管理工作比较困难，漏风较大。在地面小窖塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件
20、下，用抽出式通风，会把小窖积存的有害气体抽到井下，同时使通过主要通风机的一部分回风风流短路，总进风量和工作面有效风量都会较少，用压入式通风，则能用一部分回风风流把小窖塌陷区的有害气体带到地面，如果能够严防总进风路线上的漏风，则压入式主要通风机的规格尺寸和通风电力费用都较抽出式为小。在由压入式通风过度到深水平抽出式通风时，有一定困难，过渡时期是新旧水平同时产生，路线较长，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡时期拉得过长、用抽出式通风，就没有这些缺点。正因为抽出式有着独自的优点，井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区沼气涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风
21、管理较简单；与压入式相比，不存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的困难。本矿井地质构造简单，为高瓦斯突出矿井，自然发火危险性较小，走向较长，开采面积较大，因此选用抽出式通风方式。3 采区通风采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元，也是采区生产系统的重要组成部分，它包括采区进、回风和工作面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，以及采区通风设备和通风构筑物的设置等基本内容，它主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足全矿通风的特殊要求。采区通风的合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故时的风流控制，生产的顺利完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全状况。在通风系统中，要能保证采区风
22、流的稳定性，尽量避免角联风路，尽量减少采区漏风量，新鲜风流在风路上被加热和污染的程度小，回采工作面和掘进工作面都应该独立通风。采区布置独立的回风道，实行分区通风。采区通风系统既要保证质量，安全可靠，又要经济合理。3.1采区上山通风系统采用轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，但输送机设备处于回风流中，轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，风门数目较多。采用运输上山进风，由于风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中释放的瓦斯，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，使进风流温度升高。此外，需在轨道上山的下部车场
23、内安设风门，运输矿车来往频繁，需要加强管理，防治风流短路。本矿井相对瓦斯涌出量为12.5m3/t，属高瓦斯矿井，结合实际条件，确定在一个采区布置三条上山，一条运输上山，一条轨道上山，另一条是回风上山，轨道上山和运输上山均兼做进风井，风流由两风井进入后在上山上部汇入轨道上山。各采煤工作面以及掘进工作面采用轨道上山进风，回风上山回风的通风方式，运输上山仅进少量风流，供行人和维修使用。这样布置的优点是采用轨道上山和运输上山兼做进风井，减少了风井掘进工程量，提高斜巷的利用率，在运输上山上部设置风门使进风流汇入轨道上山，运输上山的风速较小，不致激起煤尘，也使轨道上山风速不致太大，车辆通过方便。3.2回采
24、工作面通风方式3.2.1回采工作面通风系统工作面通风方式的选择与回风的顺序、通风能力和巷道布置有关。目前工作面通风系统的形式主要有“U”、“Y”、“W”、“Z”形，各通风系统示意图的优缺点和适用条件，如表3.1示（工作面为后退式开采）。表3.1回风工作面主要通风系统比较通风系统示意图优缺点及适用条件U型在区内后退式回采方式中，这种通风方式具有风流系统简单，漏风小等优点，但风流路线长，变化大，工作面上隅角易瓦斯积聚，工作面进风巷一次掘进，维护量大，这种通风方式，如果瓦斯不太大，工作面通风能满足要求，即可采用。Y型当采煤工作面产量大和瓦市涌出量大时，采用这种方式可以稀释回风流中的瓦斯。对于综采工作
25、面，上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电设备，可以防止工作面上隅角瓦斯积聚及保证足够的风量，这种通风方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要边界准备专用回风上山，增加了巷道掘进、维护费用。Z型Z型通风方式是U型通风方式的改进，如图a所示，为前进式Z型，其进风巷随回来工作面推进而形成，回风平平巷则为沿空留下或预留的巷道，其优点为：与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少；进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；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。但需要边界准备专用回风上山，增加了巷道维护和掘进费用。W型减少了巷道的开掘和维护费用；风阻小，风量大，漏风量小，利于防火；便于回
26、收安装维修采煤设备；当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层综采工作面中应用较广。E型E型通风方式具有三条通风巷道，其上平巷为回风巷，而下平巷及中间平巷为进风巷，如图7-2-6所示。下平巷和下部工作面回风速度降低，故可抑制煤尘的产生；与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井3.2.2回采工作面上下行通风回采工作面上行通风和下行通风的比较见表3.2.由于12#煤层倾角20度左右，根据该矿实
27、际情况，确定回采工作面为上行通风。3.2.3通风构筑物因为生产的需要，井下巷道是纵横交错彼此贯通。为了使井下各用风地点得到所需要的风量，保证风流按预定的通风路线，就必须在某些通风巷道的交叉口附近设置通风设施，如风桥、挡风墙、风门等，以控制风流，为了防止这些设施漏风或风流短路，要求对通风设施进行正确的设计，合理的选择形式及位置，保证通风设施的可靠性。（1）风桥在进风流与回风流平面交叉的巷道处，必须设置风桥，风桥使两支相叉的风流隔开，使之构成立体交叉风路的通风设施。（2）挡风墙在需要截断风流和不通行的巷道内可以设置挡风墙，按其服务年限长短分为永久性和暂时性。（3）风门分门是建筑在人员和矿车需要通过
28、的巷道，而又不允许风流通过的巷道，按其规定要求建两座风门，其间距要大于运输车辆的长度，以便一座风门启动时，另一座风门能够关闭，不至于形成风流短路，分为普通风门和子总启动的风门两种。(4)调节风窗调节风窗用以增加巷道的局部阻力，以调节用风地点的风量，本设计主要通风机采用抽出式工作方法，调节风窗全部设在回风道中。(5)测风站用以测量全矿井总进风量和总回风量以及各水平采掘区和回采工作面的进风量。测风站的位置一般在比较规整的巷道内。表3.2回采工作面上、下行通风适用条件及优缺点通风系统示意图适用条件及优缺点上行通风适用条件：在煤层倾角大于12度的回采工作面，应采用上行通风。优点：(1) 瓦斯比空气轻，
29、有一定的上浮力，其自然流动的方向和上行风流的方向一致，有利于带走瓦斯、较快地降低工作面的瓦斯浓度。(2) 采用上行风时，工作面运输平巷中的运输设备位于新鲜风流中，安全性较好。(3) 工作面发生火灾时，采用上行风在起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行风要小些。缺点：(1) 上行风流方向与运煤方向相反，易引起煤尘飞扬，使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。(2) 煤炭在运输过程中所释放出的瓦斯，披上行风流带人工作面，使进风流和工作面风流中的瓦斯浓度升高，影响了工作面的安全卫生条件。(3) 上行风比下行风工作面的气温要高些。下行通风适用条件：在没有煤（岩）与沼气（二氧化碳）突出危险的、倾角小
30、于12度的煤层中，可考虑采用下行通风。优点：(1) 采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。(2) 采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。(3) 下行风流方向与瓦斯自然流向相反，不易出现瓦斯分层流动和局部积聚的现象。缺点：(1) 采用下行风时，运输设备在回风巷道中运转，安全性铰差。(2) 工作面一旦起火，所产生的火风压和下行风工作面的机械风压作用方向相反，下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比上行风要大些，灭火工作困难一些。(3) 除浅矿井的夏季之外，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反，工作面的下行风流就有停风或反风(或逆转)的可能。4.掘进通风局部
31、通风机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。其设计规则如下：(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) 尽量采用先进技术先进的低噪、高效型局部通风机；(4) 压入式通风易采用柔性风筒，抽出式通风易采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。4.1掘进工作面通风方式矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进工程中，为了稀释和排出自煤（岩）体涌出量的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造
32、良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。掘进通风总的可以分为总风压通风法和局部动力通风法。出于掘进面通风必须做到风质好，风量稳定等多方面的考虑。本设计决定采用局部动力通风，采用局部通风机进行掘进的通风。局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，局部通风机通风是由局部通风机和风筒组成一体进行通风，按其工作方式分为：压入式通风，抽出式通风和混合式通风。4.1.1压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。具体布置示意图如图4.1。图4.1 压入式通风4.1.2抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口1
33、0m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出，抽出式通风见图4.2。图4.2 抽出式通风4.1.3混合式通风混合式通风的布置如图4.3所示，其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸收风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保持在40-50米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长度，一般为30米左右，混合式通风机见图4.3。图4.3 混合式通风由于混合式通风适用于大断面长距离的岩巷掘进通风的较好方式，由于采煤工作
34、面属于普通断面，短距离岩巷掘进，因此本次设计只考虑压入式和抽出式两种方式。压入式通风与抽出式通风优缺点比较：（1）抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局部通风机的为新鲜风流，故安全性高。（2）抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；压入式通风风筒出口射流的有效射程达，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。（3）抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间长。（4）抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。从以
35、上比较可以看出，两种通风方式各有利弊，但压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。由于本矿井属于高瓦斯矿井，综合粉尘浓度等因素，本矿井设计采用压入式掘进通风。4.2 煤巷掘进工作面需风量各掘进工作面所需风量计算如下：4.2.1按压入式通风方式通风时 （4-1）式中：Qy采用压入式通风时，稀释、排除掘进巷道炮烟所需风量，m3/min；A为同时爆破的炸药量，Kg，最大为6.5Kg；S掘进巷道的净断面积，m3,10.6；L从工作面至炮烟浓度稀释至安全浓度的距离，可用下式计算：L=400A/S，则L=4006.5/10.6=245.3t掘进巷道的通风时间，一般取20-30min,取20min。
36、4.2.2按瓦斯涌出量计算根据矿井安全规程规定，按工作面回风风流中沼气的浓度不得超过1%的要求计算，即： （4-2）式中：Qb掘进工作面实际需风量，m3/min；qb掘进工作面瓦斯的平均绝对涌出量，1.302 m3/min；Kb掘进工作面的瓦斯涌出量不均衡的风量系数，取2；Kg矿井瓦斯抽放率，为80%。工作面需风量：4.2.3按人数计算按每人每分钟所需风量和掘进工作面的最多人数计算工作面所需风量。 （4-3） 式中：4每人每分钟供给4 m3的规定风量，m3/min；N该掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。故掘进工作面风量：4.2.4炸药量计算岩石大巷的掘进一般采用炮掘，所以风量计算要按照炸
37、药量计算。 （4-4） 式中：25使用一克炸药的供风量，m3/min；A该掘进工作面一次爆破所使用的最大炸药量，取6.5。由以上四中方法计算的掘进巷道所需风量最大值为：4.2.5按风速进行验算（1）按煤矿安全规程规定煤巷掘进工作面的风量满足：式中S为煤巷掘进巷道断面积，10.6m2；由风速验算可知，Q=260.4 m3/min符合风速要求。根据配风经验取300 m3/min，经风速验算符合要求。（2）按照煤矿安全规程规定岩巷掘进工作面的风量满足：式中S为岩巷掘进巷道断面积，12.8 m2；按照以上方法1、2、3、4（式中S取代为18m2）可以计算出岩巷掘进最大需风量为260.4 m3/min，
38、满足要求。对于岩巷掘进根据配风经验取300 m3/min，经风速验算符合要求。4.3掘进通风设备选型4.3.1风筒的选择由4.1节可知，本矿井掘进采用压入式通风，掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒，柔性风筒重量轻，易于存储和搬运，连接和悬吊也较为方便，胶布和人造革风筒防水性能好，且适合于压入式通风。考虑到本设计掘进头距离较长，为经济起见，决定使用胶片风筒，其具体参数见表4.1。表4.1 风筒规格及接头形式风筒类型风筒直径（mm）接头方法百米风阻（NS2/m8）节长（m）壁厚（mm）风筒质量（kg/m）胶布风筒800双反边13101.23.2（1）风筒风阻风筒的风阻包括摩
39、擦风阻和局部风阻，风筒长度为1300m，由于联络巷间距为234m，由其百米风阻值得风筒总风阻为：（2）风筒的漏风率柔性风筒的漏风率风风量备用系数值可用下式计算： （4-5）式中：柔性风筒的漏风风量备用系数；Qf局部通风机的供风量，m3/min；Q0风筒末端的风量，m3/min；P风筒100m长度的漏风率，%,百米漏风率可从表4.2中查取；L风筒总长度，m。表4.2 柔性风筒百米漏风率p风筒接头类型风筒100m漏风率p/%胶接0.1-0.4多反边0.4-0.6多层反边3.05插接12.8带入数据，则柔性风筒的漏风风量备用系数为：2）局部通风机选型（1）局部通风机工作风量Qa： （46）式中：风筒
40、的漏风风量备用系数，根据上面的计算取1.1；Qk掘进工作面所需风量，m3/min。则局部通风机工作风量。4.3.2局部通风机工作风压压入式局部通风机工作全风压Ht（Pa）为： （47）式中：Ht局部通风机工作全风压，Pa；R风筒总风阻，NS2/m8；Qa局部通风机工作风量，m3/s；Qk掘进工作面所需风量，m3/s；空气密度，kg/m3；带入已知数据得：4.3.3局部通风机的选择矿用局部通风机分为轴流式和离心式两种，轴流式局部通风机具有体积小，便于安装和串联运转，效率等优点。本设计根据局部通风机工作风量Qa和工作全风压Ht选取YBT-11型轴流式风机，其工作参数见表4.3。表4.3 局部通风机
41、参数风机类型功率（KW）电压（V）转速（r/min）效率风量m3/min风压（Pa）BKJ66-11No.5.015380/66029500%240-4201200-23004.4掘进通风机技术管理和安全措施1）保证工作面有足够的新鲜风流（1）局部通风机通风时，无论是工作和交接班都不准停风或减少风量。（2）提高有效风量。应减少导风设施的漏风，减低导风设施的风阻，要采用接头严密漏风小的反边接头法，及时修补风筒和堵补风筒针眼，选用大直径风筒，提高通风设备的安装质量。2）保证局部通风机的安全运转（1）局部通风机必须有专人负责管理，局部通风机和启动装置必须装在进风道中，距回风口不小于10m，局部通风机
42、吸收风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。（2）防止局部通风机电动机烧坏，采用QC83-80型磁力启动器。（3）局部通风机和机电设备必须配有延时风电闭锁装置。（4）安设瓦斯自动检测报警断电装置，局部通风机应采用双回路供电，以保证局部通风机连续运转。3）局部通风机的管理工作主要是保证局部通风机安全正常运转，减少漏风，降低风筒阻力，提高工作面的有效风量，加强局部通风机管理及检查。5 矿井风量计算与分配5.1矿井总风量的计算矿井总风量是井下各个工作地点有效风量和各条风路上的漏风的总和。本设计采用按实际需要由里往外细致配风的计算方法。生产矿井总风量按以下要求风别计算，并取其中的最大值。1）
43、井下同时工作的最多人数计算式中：N井下同时工作的最多人数，700人；矿井通风系数，一般可取1.21.25，本设计取1.25根据本矿井井下同时作业的最多人数为700人，则：Q=4700 1.25=35002）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计算 （5-1）式中：采煤工作面和备用工作面实际需要风量的总和，；掘进工作面实际需要风量的总和，；硐室实际需要风量的总和，；除了采煤、掘进和硐室地点外其他需要通风地点风量总和，。Kt矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素抽出式一般可取Kt=1.151.20，取Kt =1.20；5.1.1综采工作面实际需要风量计算每个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面气温、风速和人数等规定分别计算，然后取其中最大值。按瓦斯涌出量计算根据煤矿安全规程规定，按采煤工作面回风巷风流中瓦斯的浓度不得超过1%的要求计算。即： （53）式中：第个采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，由于本矿井只设一综采工作面，采煤量占总采煤量的90%，可计算采煤工作面瓦斯涌出量为13.02*0.9=11.718m3/min；（设计抽采率为70%，原绝对瓦斯涌出量为43.403）第个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是各个采煤工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与其平均值之比，须在各个工作面正常生产条件下，至少进行5昼夜的观