煤矿矿井通风系统设计说明.doc

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1、论文题目：家梁煤矿矿井通风系统设计专 业：安全工程摘 要本设计为家梁煤矿矿井通风优化设计，全区可采煤层1层，为5-2煤层；局部可采煤层2层，为3-1、4-2上煤层；其余均不可采。各煤层具有特低灰、特低硫、特低中磷煤等特点，为优质动力燃料、工业气化与低温干馏用煤。家梁矿井首先开采5-2煤层，后期开采3-1、4-2煤层，即采用上行开采；矿井采用斜井开拓方式，设计生产能力0.45Mt/a（后期扩建到0.90 Mt/a）.。设计5-2煤采用长壁综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。本矿井为瓦斯矿井，采用中央并列式通风系统，抽出式通风方式进行通风，由主斜井、副斜井、管子井进风，回风立井出风。关键字：通风

2、系统 设计 通风阻力 风量计算 安全Subject:Zhao Jialiangcoal mineventilation system designProfessional:Safety EngineeringGraduates: (Signed)Instructor:(Signed)AbstractThe design for theZhao Jialiangcoalmine ventilationoptimization design, the regionmineablealayerof5-2coal seam; locallycoal layer2layerfor3-1,4-2oncoa

3、l; others wereinadmissible. Each seamwith aspeciallow ash,low sulfur, ultra-lowto mediumphosphoruscoal, etc., for high-qualitypower fuel, industrial coalgasificationandlow temperaturecarbonization. Zhao Jialiang5-2minedcoalminefirst, post-mining 3-1,4-2seams, which uses upward mining; mineusesinclin

4、edto explorewaysto designproduction capacity of0.45Mt / a (post-expansion to0.90 Mt / a).Design5-2mechanizedlongwallcoalmining method, all of the roofcavingmethod manager.Themineisgassy mine, parallelwith the centralventilation system, ventilationexhaust ventilationmannerby themain shaft, auxiliary

5、shaft, tubewellsinto theair, returnair shaftout of the wind.Keywords:ventilation system designair volumeventilation resistanceComputing Security1 绪论1.1 选题的目的和意义矿井通风是一个随时变化的系统，是矿井系统的一个重要组成部分，担任着重要的通风任务。它依靠通风动力，将定量的新鲜空气，沿着既定通风线路不断地输入井下，以满足用风地点的需要；同时冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘，降低热源，营造良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故。为

6、确保矿井安全生产、稳定和高产，提高矿井的抗灾能力，最终提高矿井的经济效益，通风系统必须保持最佳运行状态。因此应对矿井通风系统的变化与时的进行优化。因此应对矿井通风系统的变化与时进行优化，确保通风系统的高效、可靠、经济，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。1.2 国外通风现状1.2.1 国矿井通风现状矿井通风技术的发展由一些基本的通风技术和概念，逐渐发展成现阶段人工智能化。矿井通风的理念由可行性和有效性发展到对系统可靠性的研究再到现阶段以通风节能为热点，不但注重新技术的开发应用，而且能源危机和提高通风效率的意识逐渐受到重视，成为矿井通风技术发展的新趋势，再运用制作技术将此项成果呈

7、现并展示给读者。随着职业健康安全管理体系的贯彻实施，我国对企业工作场所的劳动条件要求将会越来越严格。但是, 由于我国煤炭资源赋存条件复杂, 煤层渗透率较低, 抽采出的瓦斯中低浓度瓦斯占较大比例, 同时缺乏有效的利用方法。矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路和风流控制设施的总称。按照进、回风井在井田的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式与混合式。中央式又可分为中央并列式和中央边界式，对角式可分为两翼对角式和分区对角式。应根据矿井生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性的条

8、件，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。但是矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。1.2.2国外矿井通风现状一些发达国家开采煤矿的历史比较长远，开采技术与安全措施相对成熟，煤矿事故率较低。 国外一些产煤国家，对矿井通风集中监测与自动化控制方面，都在进行大量研究，其目的是通过一定的监测手段，取得通风参量的可靠数据，再由计算机来实现通风网路的自动控制，以做到随时根据有害气体含量的变化和高温烟流等，调节风流，抑制事故的发生，同时

9、还能合理的节约矿井的能源消耗。连续监测技术的应用，在国外取得了显著的经济效益，更重要的收益是极大的降低了煤矿的死亡率。波兰的某些煤矿，全矿井应用连续监测瓦斯与风速的技术装备后，把工作面入风中的瓦斯限量放宽到1%，在设置屏蔽电缆的工作面放宽到2%。由于这个限量的放宽而使煤炭量增加23倍。由于在矿井通风参量的监测中，已经普遍应用电子计算机。所以各国都在安排力量研制由计算机监控所需要的参量侧头。如英国将环境监测、瓦斯抽放、各类扇风机的机械参量等都列为监测容。目前已有16种参量送给由计算机配套的监测系统，从一些资料看还有增加的趋势。在风速监测中，由于成本的问题，目前应用较多的仍然是热线式和叶轮式测头，

10、在使用中都存在着煤尘影响的问题，都在努力寻求一种可以不受井下条件影响而成本较低的测头。由于井下的通风网路相当复杂，风流要经过各种情况的巷道，又受井下采煤过程的外在条件和煤层条件的影响。迄今为止，世界上没有一个国家能拿出一个行之有效的计算程序，供计算机使用。这需要研究出用于矿井通风的数学模型，这项任务工作量较大且费时较长，所以这将是未来国外共同需要努力的方向。1.3 研究容与设计思路1.3.1 设计主要容（1）设计家梁矿井通风系统图。提出矿井通风系统的可行方案，进行技术经济比较，选择最佳通风系统，并论证其合理性。（2）矿井风量计算和风量分配。按照采煤、掘进、硐室与其它地点的实际需风量进行计算，同

11、时按照井下同时工作的最多人数每人每分钟供给风量进行验算。（3）矿井通风阻力计算。根据家梁煤矿的具体情况选出矿井通风容易和通风困难两个时期通风网络最小和最大通风负压；计算达到设计产量和通风机最大使用年限通风容易和通风困难两个时期的最小和最大负压，并将计算结果负压计算总表。（4）选择矿井通风设备。根据矿井初、后期与达产时的矿井总风量和总负压（如多风井抽风，每个回风井应单独计算）提交机电专业，选择矿井通风机。（5）概算矿井通风费用。1.3.2 设计流程图设计流程图见图1.1。矿井通风计算和通风分配选择通风设备矿井通风阻力计算概算通风费用确定通风最优设计明确矿井通风系统图1.12 家梁矿井概况2.1

12、概况2.1.1 井田位置家梁煤矿位于陕西省神木县乌兰木伦河东岸，车岔沟南侧，行政区划隶属陕西省神木县家岔镇管辖。包（头）神（木）二级公路从乌兰木伦河西岸通过，与家梁煤矿一河之隔，煤矿北距神木县家岔镇7.5km，距神府矿区中心区大柳塔镇27km，距蒙市112km、市246km；地理坐标为：北纬390406.80390832.51；东经1102158.87102630.20。见图2.1。图2.1 井田交通位置图2.1.2 自然地理（1）地形地貌家梁井田位于陕北黄土高原之北端和毛乌素沙漠东南缘的接壤地带，地貌单元属风积沙所覆盖的黄土丘陵区，呈黄土梁和风成沙丘相间的地貌景观，地形复杂，沟壑纵横，梁峁相

13、问，地表侵蚀强烈。本区总的地形特征是北东部高而南西部低，海拔高程一般为1200m左右，近南北走向的的高脊梁成东西向分水岭，最高点位于井田中部的曲家梁，标高为1223.87m；最低点位于井田南西角的乌兰木伦河，标高为993.8m，相对高差230m。区河谷地带基岩裸露，其余大部分地段为第三系红土与第四系黄土覆盖，局部地段为风积沙片沙，植被稀少，水土流失严重。（2）气候条件本区属中温带大陆性半干燥气候，冬季干旱严寒，夏季干燥枯热，春季多风，风沙频繁，秋季凉爽，冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，全年降雨多集中在七、八、九三个月，无霜期短。十月初上冻，次年三月解冻。秋季多西北风，春季多为东南风。根据神木

14、县气象站长年观测资料：多年平均气温 8.4极端最高气温 38.9极端最低气温 -28.1多年平均降雨量474.6mm日最大降雨量 l36.3 mm年最少降雨量 108.6mm年最大降雨量 819.1mm多年平均蒸发量1990mm多年平均湿度 55平均风速 2.33m/s极端最大风速 25m/s最大冻土深度 1.46m（3）水系与其主要河流家梁井田东西两侧分别有悖牛川与乌兰木伦河经过，均为常年性河流。乌兰木流。流经区的河流有南河和羊马河。南河从本区北部流经子长县后汇入秀延河，最大流量4670m3/s(2002年7月4日)；羊马河从本区中部流经磁窑村后汇入南河，流量10.4855.10l/s,一般

15、18.96l/s。每年3月份冰雪融化期和79月份降雨季节为区各河流的丰水期；56月份与冬季为枯水期。据以往资料统计，大部分地表水属中微强矿化水，矿化度多在0.40.6g/L，总硬度10.015.0H，PH值为7.18.0。（4）地震烈度根据国家建设部发布的建筑抗震设计规（GB50011-2001）,本区抗震设防烈度为6，设计基本地震加速度值为0.05g。2.1.3 相邻关系井田地层平缓，沟谷纵横，煤层出露地点多。井田除中部已建的开采3-1煤层的斜井外，仅西南角有一小规模开采5-2煤层的家梁一号井，该井在5-2煤层主系统形成后将关闭。除此之外，井田南部边界以外向西尚依次分布有家梁二矿、平寺沟煤矿

16、、当中沟煤矿、南沙湾煤矿、燕家塔煤矿等5处生产小煤矿，均以平硐人工开采5-2煤层，开采设备简陋。2.2 矿井建设的资源条件2.2.1 煤层与煤质本区含煤地层为侏罗纪中统组，由上而下编号为：2-2、3-1、3-2、4-2上、4-2、4-3、4-4、5-1、5-2、5-3煤层，共10层。其中：全区可采煤层1层，为5-2煤层；局部可采煤层2层，为3-1、4-2上煤层；其余均不可采。3-1煤层：埋深0112.8m，井田南部与坡谷地带大部被冲刷剥蚀，中北部裸露于沟谷与山坡之上，沿露头皆遭受严重自燃。北部可采连片面积为5.181km2，煤层厚度2.973.26m，平均厚度3.10m，结构简单，不含夹矸，厚

17、度稳定，属局部可采煤层。底板标高为+1105+1115m。距下覆4-2上煤层间距25.4539.56m，平均间距35m。4-2上煤层：埋深0153.8m，因后期冲刷剥蚀，裸露于沟谷与山坡上，煤层自燃严重。井田东西两侧坡谷地带大部已自燃，中部可采连片面积约15.267km2，煤层厚度1.192.32m，平均1.59m，厚度稳定，由南向北逐渐变厚，属局部可采的稳定性煤层。结构简单，局部含12层夹矸，夹矸厚度0.110.43m，平均0.20m左右，岩性多为泥岩。底板标高为+1065+1105m。距下覆5-2号煤层间距为95.93103.81m，平均间距99.8m。5-2煤层：埋深0238.8m，井田

18、南东部有小围出露，沿露头遭受自燃。在井田中东部329号钻孔煤层厚度为0.75m，其附近小围为临界可采，除此之外，为全区可采煤层。煤层厚度0.753.30m，平均2.09m，由南向北逐渐变薄。结构简单，局部含13层夹矸，夹矸厚度0.050.25m，一般0.10m左右，其岩性以粉砂岩为主，泥岩次之。底板标高为+1015+965m。（2）煤质本区各煤层具有特低灰、特低硫、特低中磷煤等特点，为优质动力燃料、工业气化与低温干馏用煤。2.2.2 水文地质由于本区为干旱、半干旱大陆性气候，降雨集中、蒸发强烈，加之地表植被稀疏，使得地表水的侵蚀作用极为明显。井田冲沟广泛发育，细沟、悬沟密集分布。乌兰木伦河、悖

19、牛川呈南北向流经井田西、东边界，两条河流在南部交汇，形成窟野河。据王道恒塔水文站1989年观测资料，乌兰木伦河流量0.554.60m3/s，平均3.97 m3/s。据煤田水文地质勘探队1988年5月至7月的间断观测，悖牛川河流量0.023.495m3/s，一般1.339 m3/s。2.2.3 矿井开采技术条件（1） 煤层顶、底板岩性 3-1煤层顶板以粉砂岩、粉砂质泥岩为主，属粉砂岩稳定顶板（类）；底板以泥岩、砂质泥岩为主，无底鼓现象。4-2上煤层在局围有伪顶存在，厚度0.10.39m，为泥岩与粉砂质泥岩。直接顶以灰黑色粉砂岩为主，厚度1.068.71m，平均4.14m，灰黑色、黑色泥岩次之。煤

20、矿北东部主要为砂质泥岩中等稳定顶板（类），西部主要为粉砂岩稳定顶板（类）。老顶以中细粒砂岩为主，平均厚度约10.0m，底板以黑灰色粉砂岩为主，平均3.80m。5-2煤层直接顶以灰色灰白色粗粒长石石英砂岩和细粒砂岩为主，厚度分别为9.50m、1.86m。井田中北部为粗粒砂岩不稳定顶板（类），南西与南东两侧分别为粉砂岩稳定（类）顶板分布区和细砂岩中等稳定（类）顶板分布区。老顶多以中粗粒砂岩与细砂岩，底板以黑色粉砂岩为主，厚度为0.4211.50m（2）瓦斯 本井田瓦斯成分以N2为主，占80%以上，CH4含量在0.020.04ml/kg。煤层瓦斯含量均很低，瓦斯分带处于二氧化碳氮气带或氮气甲烷带，样

21、品测试结果自然瓦斯成分00.91%。（3）煤尘本井田各可采煤层煤尘测试的火焰长度均大于400mm，岩粉用量在5080%之间，煤尘爆炸指数远大于10%，煤尘具有爆炸的危险性。（4）煤的自燃“勘探报告”等地质资料依据各煤层还原样燃点与氧化燃点之差值T13与还原样燃点判断4-2上煤层属自燃煤层，3-1、5-2煤层属不易自燃煤层。2.2.4 矿井现状本井田设计可采储量为62.46Mt，其中：3-1煤层设计可采储量5.86Mt；4-2上煤层设计可采储量21.26Mt；5-2煤层设计可采储量35.34Mt。目前，家梁煤矿现已形成3-1煤和5-2煤两套生产系统。其中：3-1煤系统开采3-1煤和4-2上 两层

22、煤，设计生产能力0.30Mt/a，已作为独立建井建成投产；5-2煤系统开采一层煤（即5-2煤层），已有小井采用房柱式炮采工艺，生产能力0.15Mt/a。本井田5-2煤层可采储量为35.34Mt，储量备用系数取1.40，因此，经计算5-2煤系统服务年限为21.0a。5-2煤生产系统已有井筒分别为新建主斜井、副斜井、原主斜井和回风立井，利用与改造方案如下： 新建主斜井该井筒为新建井筒，现已竣工，井筒倾角13.5，斜长124m，井筒净宽4000mm，净断面积14.2m2，井筒采用混凝土砌碹支护，掘进断面积为17.9m2。设计该井筒仍作为主井，井筒铺设钢绳芯带式输送机，承担5-2煤层生产系统原煤提升任

23、务，并兼作进风与安全出口。 副斜井（改建）该井筒原为家梁煤矿已有的副斜井，井筒倾角25.5，斜长264m。原副斜井井筒断面较小，为便于无轨胶轮机车辅助运输，矿方已将其断面刷大。改造后的副斜井井筒，净宽5400mm，净断面积20.0m2，井筒采用混凝土砌碹支护，掘进断面积为26.8m2。设计该井筒仍作为副斜井，井筒底板铺设300mm厚混凝土，以便于无轨胶轮车运行。主要用于辅助运输和进风，兼作安全出口。 原主斜井（管道斜井）该井筒原为家梁煤矿已有的主斜井，井筒倾角4，斜长209m，井筒净宽3000mm，净断面积8.0m2，井筒采用混凝土砌碹支护，掘进断面积为10.0m2。经现场勘查，该井筒支护状态

24、良好，砌碹混凝土井壁未出现明显的裂缝、脱落等现象。经与矿方协商利用该井筒作为管道斜井。主要用于井下排水，兼作进风与安全出口。 回风立井该井筒原为家梁煤矿已有的回风井，井筒直径3.0m，净断面积7.06m2，井筒垂深34m，采用混凝土支护，掘进断面积10.2m2。因另选风井涉与到购地问题，根据矿方的意见，设计将该井筒作为5-2煤生产系统的初期回风井，后期在井田北部另开凿回风立井。根据通风的要求，设计拟将该井筒直径刷大到4.0m，净断面积达到12.6m2，掘进断面积16.6m2，采用混凝土砌碹支护。主要用于矿井回风，兼作安全出口。2.2.6 井下运输根据推荐的5-2煤层生产系统井田开拓方案与矿井设

25、计生产能力，井下主运输系统选用带式输送机连续运输。井下主运输系统的组成如下：（1）工作面运输巷可伸缩带式输送机西翼带式输送机大巷带式输送机主斜井与带式输送机煤门带式输送机地面生产系统。5-2煤层带式输送机煤门和主斜井选用一条带式输送机，西翼带式输送机大巷设备选型如下：主要技术参数：输送量Q750t/h，机长L1325m（初期铺设644m），倾角00.5带宽B1000mm，带速3.15m/s，带强800N/mm（PVG整芯阻燃带），防爆电动机型号：YB2-315L1-4，N160kW，2台（初期1台），限矩形液力偶合器：YOXZ560，2台（初期1台）；减速器型号：B3SH08+FAN+逆止器，

26、i20，2台（初期1台）；防爆制动器：YBWZ5-400/121，2台（初期1台）；拉紧方式：液压自动拉紧装置，1台。（2）井下辅助运输方式与设备矿井辅助运输采用无轨胶轮车从地面至井下直达连续运输系统。确定矿井投产后选用各型无轨胶轮车辆共计11辆，其中：WC24RE型无轨胶轮人车4辆（其中备用1辆）；WqC2J(A)型生产指挥车2辆；WC3E型无轨胶轮车自卸式5辆（其中备用1辆）；矿井生产期间，随着开拓距离的变化，适时调整车辆。2.3本章小结本章通过对家梁煤矿的井田位置、自然地理、煤层、煤质、水文地质、矿井开采技术条件和井下等情况的了解，得到以下结论：（1）家梁煤矿地理位置良好，周围井田较多，

27、开采时应注意。（2）家梁煤矿可采煤层为5-2号、3-1号煤层，煤层在区属赋存围全部可采、结构较简单、属于稳定的中厚煤层和薄煤层。（3）家梁煤矿为瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险，所以每次开采时应引起足够的重视，做好防护措施。（4）根据煤层的埋藏深度以与井田布置确定家梁煤矿的设计特征。如主斜井、副斜井、煤组与水平划分、系统通风、等的设计。（5）通过对矿井进行水平划分与大巷布置，确定煤层的开采顺序与井下运输方式。3 家梁矿井通风设计原则与风量计算3.1矿井通风设计原则矿井通风设计是整个矿井设计容的重要组成部分，是保证安全生产的重要组成部分。矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风

28、系统。矿井通风设计分为新建与改建或扩建矿井的通风设计。对于新建矿井的通风设计，既要考虑当前的需要，又要考虑长远发展的可能。对于改建或矿建矿井的通风设计，必须对矿井原有的生产与通风情况做出详细的调查，分析通风存在的问题，考虑矿井生产的特点和发展规划，充分利用原有的井巷与通风设备，在原有的基础上提出更完善、更切合实际的通风设计。无论新建、改建或扩建矿井的设计，都必须贯彻安全第一，预防为主的安全方针，遵照矿山安全规程、技术操作规程、设计规和有关的规定。3.1.1 矿井通风的设计时期矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计计算。初期5-2煤层系统共有四条井筒，分别为主斜井、副斜

29、井、回风立井和管子井。后期在井田北部另开凿一条后期回风立井。主斜井和副斜井为主要进风井，回风立井回风。（1） 矿井基建时期的通风矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风，即开凿井筒（或平硐）、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道时的通风。此时期多用局部通风机对独头巷道进行局部通风。当两个井筒贯通后，主要通风机安装完毕，便可用主要通风机对已开凿的井巷实行全风压通风，从而可缩短其余井巷与硐室掘进时局部通风的距离。（2） 矿井生产时期的通风矿井生产时期的通风是指矿井投产后，包括全矿开拓、采准和采煤工作面以与其他井巷的通风。这个时期的通风设计，根据矿井生产年限的长短，又可以分为两种情况： 矿井

30、服务年限不长时（大约15至20年），只做一次通风设计。矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期；矿井通风阻力达最大时为通风困难时期。依据这两个时期的生产情况进行设计计算，并选出对此两时期的通风皆为适宜的通风设备。 矿井服务年限较长时，考虑到通风机设备选型，矿井所需要风量和风压的变化等因素，又徐分为两期进行通风设计。第一水平为第一期，对该时期通风容易和困难两种情况详细的进行设计计算。第二期的通风设计只做一般的原则规划，但对矿井通风系统，应根据矿井整个生产时期的技术经济因素，做出全面的考虑，以使确定的通风系统即可适应现实生产的要求，又能照顾长远的生产发展与变化情况。3.1.2家梁煤矿通风网络图风

31、网图是点与线的组合图，仅表示风网中各分支的风流方向的联结形式，用不按比例表示空间关系的单线条绘制。绘制风网图的方法如下9：（1）以开拓开采工程平面图或通风系统图为依据，沿风流方向在各个分支节点处顺序编号；（2）按照风流方向，一般由下而上或由左而右按节点的编号顺序和井巷的联结形式绘出单线条的连接关系图；（3）按风流系统先绘制主干线后绘支线尽量减少风路的交叉；（4）在不影响解算要求的情况下可以适当简化；（5）对通地表的进、回风井口，只要标高一样均可编为同一，视为一个通大气的节点；（6）完成风网图的雏形后，可以按具体情况适当简化美化，尽量绘成光滑弧状的对称形；（7）主要的漏风通路应以虚线标记，画在风

32、网图中；（8）风网图应该以回采工作面的位置作为图的中心，各采面排布在一条直线上；（9）绘制风网图过程中不可随意改变节点编号，以利于与原图相对照；（10）最后在风网图上表明风流方向与有关参数、通风设备和设施以与工作面的位置。3.2矿井通风方式的选择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3.1。通风方式适用条件与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

33、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

34、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表3.1 三种通风方式的比较3.2.1 选择矿井通风系统的原则 （1）必须符合煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规的有关规定： 每个矿井必须有完整的独立通风系统。 应根据矿井的灾害类型与等级选择适宜的通风系统。 箕斗提升井或胶带运输井不应兼作进风井，如果兼作进风井使用时，必须遵守煤矿安全规程的有关规定：当箕斗或胶带运输井兼作进风井时，箕斗井风速不得大于6m/s、胶带井风速不得大于4m/s，应有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合卫生标准，胶带井还应设有消防设施。当采用箕斗井回风时，井上、下卸载装置和井塔必须有完善的封闭设施，其漏风率不得大

35、于15%，应有可靠的降尘设施，胶带井不得兼作回风井。 （2）通风系统的选择应有利于加快矿井建设速度，有利于矿井高产高效、安全生产，整个系统技术经济合理11。 （3）还应综合考虑以下因素： 风井位置要在洪水位标高以上(大中型矿井考虑百年一遇、小型矿井考虑50年一遇)，进风井口须避免污染空气进入，距有害气体源的地点不得小于500m。 井口工程地质与井筒施工地质条件简单。 占地少，压煤少，交通方便，便于施工。 通风系统简单，风流稳定，易于管理。 发生事故时，风流易于控制，井下每一水平到上一水平和每个采区至少要有两个通往地面的安全出口，以便于人员撤出。 使专用通风巷道的数目最少，风路最短，贯通距离短，

36、井巷工程量省。 尽可能使每个采区的产量均衡，阻力接近，避免过多的风量调节，尽量少设置通风构筑物，以免引起大量漏风。 多风机抽出式通风时，为了保证风机联合运转的稳定性，应尽量降低总进风道公共风路段的风阻(一般要求公共区段的负压不超过任何一个通风机负压的30%)。 新设计矿井不宜在同一井口采用多台主要通风机串、并联运转。3.2.2 矿井通风系统的选择按进、回风井的相对位置分为中央式（包括中央并列与中央分列）、对角式、混合式（包括中央并列与对角、中央分列与对角、中央并列与分列式等），以与区域式。 （1）选择通分系统主要考虑因素： 自然因素：煤层赋存状态、埋藏深度、冲积层厚度、矿井瓦斯等级、煤层爆炸性

37、、煤层自然发火性、矿井地形条件、井田尺寸与矿井年生产能力等。 经济因素：井巷工程量大、通风运营费、设备运转、维修和管理条件等。另外根据开采技术条件，要考虑灌浆、注水以与瓦斯抽放等要求。见表3.2。通风方式适用条件与优缺点中央式中央并列式适用于煤层倾角较大，走向不长(一般小于 4km 左右)，投产初期暂未设置边界安全出口。且自然发火不严重的矿井。初期投资少，采区生产集中，并便于管理；节省风井工业场地，占地少，比在井田打边界风井压煤少；进出风井之间的漏风较大，风路较长，阻力较大工业场地有噪音影响中央边界式适用于煤层倾角小，走向长不大的矿井比中央并列式安全性要好；矿井通风阻力较小，部漏风少，有利于对

38、瓦斯、自然发火的管理；工业场地没有噪音影响；多一个风井场地、压煤较多对角式两翼对角式适用于煤层走向大于4，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井优点：风流在井下流动路线是直向式，风流线路短，阻力小。部漏风少，安全出口多，抗灾能力强。便于风量调节，矿井风压比较稳定缺点：井筒安全煤柱压煤较多，初期投资大，投产较晚分区对角式适用于煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷优点：每个采取有独立通风路线，互不影响，便于风量调节，安全出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快缺点：占用设备多，管理分散，矿井反风困难区域式适用井田面积大、储存量丰富或瓦

39、斯含量大的大型矿井 优点：既可改善通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期。 风流线路短，阻力小。漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择缺点：通风设备多，管理分散混合式混合式是前几种的发展，适用于：矿井走向距离很长以与老矿井的改扩建和深部开采；多煤层多井筒的矿井。有利于矿井分区分期投产；大型矿井井田面积大，产量大或采用分区开拓的矿井优点：回风井输了多，通风能力大，布置灵活，适应性强缺点：通风设备多表3.2各种通风系统的适用条件与优缺点3.4 矿井风量计算矿井需风量按下列要求分别计算，并采取其中最大值。按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3；按采煤、掘进、

40、硐室与其他实际需风量的总和进行计算。 3.4.1按井下同时工作的最多人数进行计算 (3-1)式中 Q矿井总供风量，；4每人每分钟供风标准，每人；N井下同时工作的最多人数，65人；K风量备用系数，中央并列式通风系统取1.25； 则：3.4.2按井下采煤、掘进、硐室与其它地点实际需风量的总和计算 (3-2)式中：回采工作面风量之和，；掘进工作面需风量之和，；独立回风硐室需风量之和，；除了采煤、掘进和硐室外其他井巷需风量之和，；矿井通风系数，取1.25。（1）5-2号煤综采工作面风量 按瓦斯涌出量计算 (3-3)式中 采煤工作面需风量，；瓦斯绝对涌出量；相对瓦斯涌出量取（2010年鉴定数据），综采工

41、作面平均日产量，工作面因瓦斯（或二氧化碳）涌出不均匀的备用风量系数，机采工作面取1.4。因此 按工作面进风流温度计算式中 回采工作面适宜风速，m/s，取1.6；回采工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，取8m2；工作面长度系数，取1.3；因此 按工作面人员数量计算采煤工作面的需风量: (3-4)式中 4每人每分钟应供给的最低风量，；采煤工作面同时工作的最多人数，取20人；按、项中取最大值原则，根据附近煤矿工作面配风情况与相关经验，设计确定5-2煤综采工作面风量16.64。 按风速进行验算根据现行煤矿安全规程的规定，采煤工作面的最低风速不得小于0.25，最大风速不得大于4的要

42、求进行验算，即采煤工作面风量应满足： (3-5)式中 回采工作面平均有效断面，即2，32所以，5-2煤综采工作面的需风量取16.64。（2）掘进工作面风量 按瓦斯涌出量计算 (3-6)式中掘进工作面实际需风量，；掘进工作面平均瓦斯涌出量，取0.616；掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取2.0； 按掘进工作面最大人员数量计算 按局部通风机吸风量计算根据煤矿安全规程读本第128条，为保证局部扇风机不发生循环风，按局部扇风机地点（巷道）的供风量必须大于局部扇风机吸风量的1.34倍，即Q巷1.34Q局。综掘面局部通风机额定风量为300m3/min；炮掘260m3/min。按局部通风机吸风量计

43、算，综掘面需要的风量为：1.34300402即6.7，取7.0炮掘面需要的风量为：1.34260348.4，即5.8，取6.0。 按风速验算根据现行煤矿安全规程的规定，煤巷、半煤巷掘进工作面的风量应满足15： (3-7)式中掘进工作面巷道过风断面，0.2512412即3，48按、项中取最大值原则，且参照生产矿井实际配风经验，每个综掘工作面配风量取7.0。（3）井下独立通风硐室实际需要风量计算井下需独立通风的硐室有盘区变电所配风3。盘区变电所按硐室中运行的机电设备发热量进行计算： (3-8)式中 机电硐室供风量；机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率；机电硐室发热系数，变电所一般取0.02；空

44、气密度,一般取=1.2；空气的定压气热,一般取 =1.000；机电硐室进回风流的温度差,； 3600热功当量,13600；则。（6）其它地点需风量 稀释柴油机车尾气配风量。根据煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规规定：行驶车辆的巷道，应按同时运行的最多车辆数增加巷道配风，配风量应不小于4m3/minkW。根据机车运行实际情况，柴油机车配风量按以下2种组合方式计算。 上下班时间3台WC24RE型运人胶轮车同时运行5034600 10 (3-9) 其它时间段3台WC3E型无轨胶轮车和2台WC2J（A）型生产指挥车同时运行5034452496016（7）矿井总风量 (3-10)上述计算方法的计算结果

45、，按取大值的原则，设计矿井总风量取82.84。3.5本章小结本章对家梁煤矿5-2号煤层的瓦斯涌出量进行了计算，并确定其通风系统所必需遵循的原则和5-2号煤层需风量进行了计算得到以下结论：开凿有主斜井副斜井与一号回风斜井。矿井初期装备两个综采工作面和2个综掘工作面。根据家梁矿井开拓布置与地质条件：倾角较小（平均15）煤层瓦斯含量低，煤层埋藏深度浅，设计初期采用抽出式通风方式，中央并列式通风系统，主副斜井进风，一号回风斜井回风。风量计算有多种方法，应依次计算取其最大值。最后求和就是矿井总风量。4 家梁煤矿5-2号煤层通风阻力计算4.1 矿井通风阻力计算矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是风流与井巷周壁以与空气分子间的扰动和摩擦而产生的阻力，由此阻力而引起的风压损失即摩擦阻力损失。摩擦阻力一般占矿井通风阻力90%左右，它是矿井通风设计、选择扇风机的主要参数。4.1.1巷道摩擦阻力计算(4-1) (4-2) （1） 容易通风阻力通风最容易时期最大通风阻力路线由进到出：