礦井通風設計畢業論文
礦井通風設計
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環節。因此,必須周密考慮,精心設計,力求實現預期效果。
一、礦井通風設計的內容與要求
礦井通風設計的基本任務是建立一個安全可靠、技術先進經濟的礦井通風系統。礦井通風設計分為新建或擴建礦井通風設計。對于新建礦井的通風設計,既要考慮當前的需要,又要考慮長遠發展的可能。對于改建或擴建礦井的通風設計,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展規劃,充分利用原有的井巷與通風設備,在原有基礎上提出更完善、更切合實際的通風設計。無論新建、改建或擴建礦井的通風設計,都必須貫徹黨的技術經濟政策,遵照國家頒布的礦山安全規程、技術規程、設計規范和有關的規定。
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。
(一)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和通風巷道時的通風。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。
(二)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。這時期的通風設計,根據礦井生產年限的長短,又可分為兩種情況:
(1)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;礦井通風阻力最大時為困難時期。依據這兩個時期的生產情況進行設計計算,并選出對此兩個時期的通風皆為適宜的通風設備。
(2)礦井服務年限較長時,考慮到通風機設備選型,礦井所需風量和風壓的變化等因素,又需分為兩個時期進行通風設計。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地進行設計計算。第二期的通風設計只做一般的原則規劃,但對礦井通風系統,應根據礦井整個生產時期的技術經濟因素,作出全面的考慮,以使確定的通風系統既可適應現實生產的要求,又能照顧長遠的生產發展與變化情況。
礦井通風設計所需要的基礎資料如下:
礦井地形地質圖;礦巖游離二氧化硅(矽)、硫、放射性物質及瓦斯和有害氣體的含量;煤巖自然發火傾向性;煤塵爆炸性;礦區氣候條件,包括年最高、最低、平均氣溫、地溫、地熱增深率及常年主導風向等;礦巖容重、塊度、松散系數、含泥量及粘結性;礦區有無老窯舊巷及其所在地點和存在情形;礦井年產量、服務年限、開拓系統、回采順序、開采方法;產量分配和作業布置,同時作業的工作面數及備用工作面個數;同時開動的各種型號的鑿巖機臺數及其分布;同時爆破的最多炸藥量;同時工作的最多人數等。
(三)礦井通風設計的內容
(1)確定礦井通風系統
(2)礦井通風計算和風量分配
(3)礦井通風阻力計算
(4)選擇通風設備
(5)概算礦井通風費用
此外,根據不同地區或礦井的特殊條件,還需警醒礦井空氣溫度調節的計算(具體內容見第八章)
(四)礦井通風設計的要求
(1)將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所,保證生產和創造良好的勞動條件;
(2)通風系統簡單,風流穩定,易于管理,具有抗災能力;
(3)發生事故時,風流易于控制,人員便于撤出;
(5)通風系統的基建投資省,營運費用低,綜合經濟效益好。
二、優選礦井通風系統
(一)礦井通風系統的要求
(1)每一礦井必須有完整的獨立通風系統。
(2)進風井口應按全年風向頻率,必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。
(3)箕斗提升井或裝有膠帶運送機的井筒不應兼做進風井,如果兼做進風井使用,必須采取措施,滿足安全的需要。
(4)多風機通風系統,在滿足風量按需分配的前提下,各主要通風機的工作風壓應接近,當通風機之間的風壓相差較大時,應減小共用風路的風壓,使其不超過任何一個通風機風壓的30%。
(5)每一個生產水平和每一采區,都必須布置回風巷,實行分區通風。
(6)井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風流,回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。
(7)井下充電室必須用單獨的新鮮風流通風,回風風流應引入回風巷。
(二)確定礦井通風系統
根據礦井瓦斯涌出量、礦井設計生產能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產需要等條件,提出多個技術上可行的方案,通過優化或技術經濟比較后確定礦井通風系統。礦井通風系統應具有較強的抗災能力,當井下一旦發生災害性事故后所選擇的通風系統能將災害控制在最小范圍,并能迅速恢復正常生產。
三、礦井風量計算
(一)礦井風量計算原則
礦井需風量,按下列要求分別計算,并采取其中最大值。
(1) 按井下同時工作最多人數計算,每人每分鐘共計風量不得少于
(2) 按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算。
(二)礦井需風量的計算
1.采煤工作面需風量的計算
采煤工作面的風量應該按下列因素分別計算,取得最大值。
1)