通风课程设计

1 矿井概述

（1）煤层地质概况

井田总体呈单斜构造，煤层倾角大部分小于15°，属缓斜煤层。顶板为黑色泥岩，致密而均一，底板为灰白色细中粒砂岩，煤层厚度0.84～6.69m，平均5.9m，以镜煤亮煤为主，含黄铁矿，煤层夹矸0～3层，倾角10°～14°。矿井自然发火期为1个月，自燃趋势较突出的是2月～3月。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为40.3%。矿井属低瓦斯矿井。

工作面温度20℃，回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量为5.65m3/min。矿井掘进工作面平均瓦斯涌出量为3.2m3/min。

（2）井田范围

煤矿井田东西走向长约3km，南北倾向宽约1.7km，井田面积约4.5519km2。 （3）矿井生产能力 矿井生产能力为90万t/a。 （4）采煤工艺和采煤方法

矿井的采煤方法为走向长壁，采煤工艺为综采放顶煤。工作面采用U型后退式开采煤工作面风流流动形式是上行通风。综放面平均控顶距为3.96m，实际采高4.1m，工作面长150m。

（5）井田开拓方式

矿井属低瓦斯矿井,采用斜井单水平上下山开拓。 （6）井下工作人数

回采工作面同时作业人数最多90人，掘进工作面一次爆破所用的最大药量7.2kg，掘进工作面同时工作的最多人数40人。

（7）通风方式

采用中央边界式通风方式。风井设在采区边界。主副井进风，风井回风。采区采用轨道上山进风，专用回风巷回风。采煤工作面风流流动形式是上行通风。

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2 矿井通风系统的选择

2.1 矿井通风系统的基本要求

矿井通风设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证安全生产的重要一环。必须密切结合矿井地质条件、矿井设计生产能力、矿井开拓方式、采煤方法、运输方式等条件以及各种经济技术参数，周密考虑，全面分析，精心设计，力求实现预期效果。

矿井通风系统的选择总的原则应贯彻“安全第一，预防为主”的方针，并有利于加快矿井的建设速度，技术经济合理，同时必须遵守《煤矿安全规程》中第100条、第111条、第113条、第114条、第116条和第118条的有关规定[1]。

选择通风系统主要考虑矿井开采技术条件和开拓开采条件、同时考虑尽可能地减少井巷工程量和通风经营费，设备运输及维修费等经济因素，另外，还要根据上述因素考虑是否要灌浆、煤层注水以及抽放瓦斯等。

2.2 矿井通风方式的选择

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。由已知条件，本矿井选用中央边界式通风方式，如图2-1。

采区采区

图2-1 中央边界式通风系统图

2.3 矿井主要通风机的工作方式选择

煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种。现将两种工作方法的优缺点对比如下：

（1）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上运转时，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。

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（2）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。

（3）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，使通风管理工作比较困难，漏风较大。

（4）在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窑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风流短路，总进风量和工作面有效风量都会减少。用压入式通风，则能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。

（5）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。

（6）在由压入式通风过渡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，战线较长，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长。如果用抽出式通风，就没有这些缺点。

综上所述，一般地说，在地面小窑塌陷区漏风严重、瓦斯矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的，否则不宜采用压入式通风。而本矿井生产能力较大，单水平上下山开采，采用抽出式通风比较安全，漏风小。故确定该矿井采用抽出式通风[1]。

2.4 工作面通风方式的选择

由于矿井通风线路较长，因此要求采空区漏风少，风阻小。根据以上矿井实际情况，确定采煤工作面采用“U”型后退式通风系统。工作面通风系统只有一条进风巷道和一条回风巷道，优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理[2]。

采区采用轨道上山、运输上山进风，专用回风巷回风。工作面采用U型后退式开采，采煤工作面风流流动形式是上行通风。

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3 风量计算及分配

3.1 矿井需风量计算和风量分配要求

矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。（《规程2006》第一百零三条）[3]

（1）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； （2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

3.2 采煤工作面需风量计算

[2]

采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算，并取其中最大值。

3.2.1 按瓦斯涌出量计算

Qwi?100Qgwi?Kgwi60 （3-1）

其中：

Qwi——第i个采煤工作面需要风量, m3/s；

Qgwi——第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，5.65m3/s；

Kgwi——第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，它是该工

作面瓦斯绝对涌出量的最大值和平均值的比值。生产矿井可以根据各工作面正常生产条件时，至少进行5昼夜的观测，得出5个值，取其最大值。通常机采工作面取Kgwi=1.2～1.6；炮采工作面取Kgwi=1.4～2.0；水采工作面取Kgwi=2.0～3.0。此处取1.5。故由式（3-1）计算得：

Qwi?100?5.65?1.5/60?14.13(m3/s)

备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯、二氧化碳、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。

60?4?11.36?60?14.13?60?0.25?11.36

Qb?1Qwi （3-2） 21Qb?Qc?0.5?14.13?7.07(m3/s)

2Qb取10m3/s。

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