中國礦業大學銀川學院安全工程畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 局部通風機壓入式通風（2）局部通風機抽出式通風：局部通風機安設在進風巷道的新鮮風流中，由于局部通風機造成的負壓使新鮮空氣達到工作面，而污風經風筒由局部通風機抽出。其優缺點由：安全衛生條件好，但是，抽出式通風，爆炸性氣體由可能經過風筒和局部通風機排除，一旦局部通風機電路漏電或防暴失效，有引起瓦斯和煤塵爆炸的危險。（3）局部通風機混合式通風方：由2臺局部通風機組成，一臺向工作面壓入式通風，另外一臺作抽出式通風，兼有壓入式和抽出式的特點，適用于巷道斷面大，送風距離長、瓦斯涌出量小的巖巷、半煤巖巷。上述方法各有利弊，如壓入式通風，由于局部通風機和啟動裝置都位于新鮮風流中，在瓦斯礦井運轉安全，風筒出口風速和有效射程較大，排煙能強，工作面通風時間段以及可采用柔性風筒故為井下廣泛采用，由于瓦斯涌出量小，井下掘進工作面采用帶消音器的局部扇風機通風，故該礦適應壓入式通風，局扇必須設在新鮮風流中，并配備三專兩閉鎖裝置。井下無獨立通風硐室。煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的風量，應按下列因素分別計算，取其最大值。1） 按瓦斯涌出量計算掘進工作面實際需要風量Qhf=100QghiKghi 式中 Qhf－第i個掘進工作面實際需要風量，m179。/minQghi－第i個掘進工作面的瓦斯平均絕對涌出量，179。/minKghi－第i個掘進工作面的瓦斯涌出不均勻風量備用系數，～，Qhf=100=288 m179。/min2）按工作人員數量計算按人數計算掘進工作面實際需要風量的計算公式為： Qhi= 4Nh 式中 4－以人數為單位的供風標準，即每人每分鐘應供給的最低風量， m179。/minNh－第i個掘進工作面同時工作的最多人數，為34人 Qhi =434=136 m179。/min4）按風速進行驗算按最低風速驗算，各個巖巷掘進工作面最小風量為Qhi ≥ 60Shi 各個煤巷或半煤巖巷掘進工作面的最小風量為：Qhi ≥ 60Shi 按最高風速驗算，各個掘進工作面的最大風量為：Qhi ≤ 604Shi 式中 Shi－第i個掘進工作面巷道的凈斷面積，m178。掘進中的巷道有運輸大巷和回風大巷、運輸平巷，回風平巷為巖巷，區段回風、運輸平巷為煤巷。運輸大巷掘進工作面最小風量為：Qhi≧60=179。/min區段巷掘進工作面最小風量為：Qhi≧60=179。/min 運輸大巷掘進工作面最大風量為：Qhi≦604=3408m179。/min區段平巷掘進工作面最大風量為：Qhi≦604=4200m179。/min由上面計算結果即可確定掘進風量為 Qhf=288m179。/min.由于本礦有兩個掘進工作面，即可確定掘進風量為2882 =576m179。/min。1）巷道斷面各個掘進頭的斷面由于巷道的用途、位置不完全相同，則其斷面也不完全相同，對于運輸順槽其巷道斷面一般較大。對于回風順槽斷面較小，，其他各掘進頭斷面有其凈斷面確定。由于本設計為方便運輸與通風，㎡，㎡。2）支護形式在上下順槽內，巷道支護形式多采用工字鋼或錨網支護，對于上下山及大巷、回風采用錨噴支護。3）掘進速度由于在具有備用面的采區布置一個掘進頭，在沒有備用面的采區布置三個掘進頭，因此兩個掘進頭的掘進速度一定要大于工作面的回采速度。掘進速度設計為4m/d，月進度為120m。1）風筒的選擇掘進巷道所使用的風筒類型和規格，按制造材料不同，分為膠布風筒、塑料布風筒、人造革風筒、帆布風筒、金屬硬質風筒等，統稱普通風筒。除金屬硬質風筒外，其他都是柔性風筒。考慮到本設計掘進頭較長，為經濟起見，決定選用膠布阻燃風筒。掘進通風風筒特征表風筒類型風筒直徑（mm）接頭方法百米風阻（）備注膠布風筒600mm雙反邊30m一節選用風筒要與局部通風機選型一并考慮，其原則是；(1)風筒直徑能保證最大通風長度時，局部通風機供風量能滿足工作面通風的要求，(2)在巷道斷面容許的條件下，盡可能選擇直徑較大的風筒，以降低風阻，減少漏風，節約通風電耗；一般來說，立井鑿井時，選用6001000mm的鐵風筒或玻璃鋼風筒；通風長度在200m以內，宜選用直徑為400mm的風筒，通風長度200500m，宜選用直徑500mm的風筒；通風長度500l000m，宜選用直徑800l000mm的風筒。 2）風筒漏風正常情況下，金屬和透氣性極小的塑料風筒的漏氣主要是發生在接頭處，膠皮風筒不僅接頭而且全長的壁面和針眼都有漏風，所以風筒漏風量屬連續的均勻的漏風。漏風使風筒和局部通風機連接端的風量Qf與風筒靠近工作面的風量Qh不等。因此應按始末端風量的幾何平均值作為通過風筒的風量Q即： m3/s 式中：Qf——風筒和局部通風機連接端的風量 m3/s Qh——風筒靠近工作面的風量 m3/s Q——風筒的風量 m3/s顯然Qf與Qh之差是風筒的漏風量Ql，它與風筒種類，接頭數目，方法和質量以及風筒直徑 ，風壓有關，但更主要的是與風筒的維護和管理密切相關。(1)風筒漏風備用系數，柔性風筒的pq值可用下式計算： 式中： n——接頭數7。 Lei—一個接頭的漏風率；。 則 Pq=1247。（17）==576=179。/s風筒漏風量占局部通風機工作風量的百分數： =（）247。100% =%（2）風筒有效風量掘進工作面風量占局部通風機工作風量的百分數： =（%）100% =%通過風筒的有效風量Q即：=179。/min=179。/s 局部通風機的選擇1）、確定局部通風機的工作參數：（1）、局部通風機工作風量Qf根據掘進工作面所需風量Qh和風筒的漏風情況，用下式計算局部通風機的工作風量。 == m179。/s（2）、局部通風機的工作風壓hf壓入式通風時，設風筒出口動壓損失為hv，則局部通風機的全壓Ht為：式中：Rf——壓入式風筒的總風阻。 Rf=（210247。100）= Ht =+178。/ = （3）局部通風機選擇根據需要的Qf、Hs值在各類局部通風機特性曲線上，確定局部通風機的合理工作范圍，選擇長期運行效率高的局部通風機。查FD2系列局部通風機技術指標可選擇的局部風機為局部通風機的技術特征表 型號 項目風壓風量最高效率電機功率外形63001000Pa420600m3/min83%2*30kw600mm1）保證掘進工作面有足夠的新鮮風流（1）局扇通風時，無論式工作還是交接班的時候都不準停風或減少風量。（2）提高工作面的有效風量。減少導風設施的漏風，降低導風設施的風阻，應采用接頭嚴密漏風小的反邊接頭法，選用大直徑的風筒，提高通風設備的安裝質量。（3）在有經濟條件的礦井應該有至少一臺以上備用的局扇，以防止局扇因故停止供風，降低工作面的掘進速度。2）通風設備管理（1）局部通風機及其開關距回風口的位置不小于10m，局部通風機設施齊全，并安裝消音器。局扇必須吊掛或置于專門的局部通風機架上，局部通風機進風口附近10m內的進風巷內嚴禁堆放雜物。（2）局部通風機供電必須實行“專用變壓器、專用開關、專用電纜”，并與其供風道的電器設備實行“風電閉鎖”。掘進隊每天對“風電閉鎖”進行檢查，確保其靈敏、準確，斷電功能可靠。（3）局部通風機要安設專職司機嚴格執行現場交接班，且要掛牌留名，任何人不得隨意停開局部通風機。（4）局部通風機因故停止轉動，在恢復通風前，必須首先檢查瓦斯，只有停風區中瓦斯濃度不超過1％％時，%時，方可人工啟動局部通風機恢復供風。（5）風筒接頭要嚴密、無破口、無反接頭；接頭必須反壓邊，風筒吊掛要平、直、穩，逢環必掛，拐彎處必須設彎頭，嚴禁拐死彎。（6）風筒出風口距工作面不大于5m，且必須有兩節備用風筒。6礦井通風系統設計1）必須符合《煤礦安全規程》和《煤炭工業礦井設計規范》的有關規定：（1）每個礦井必須有完整的獨立通風系統。（2）應根據礦井的災害類型及等級選擇適宜的通風系統。（3）箕斗提升井或膠帶運輸井不應兼作進風井，如果兼作進風井使用時，必須遵守《煤礦安全規程》的有關規定：當箕斗或膠帶運輸井兼作進風井時，箕斗井風速不得大于6m/s、膠帶井風速不得大于4m/s，應有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛生標準，膠帶井還應設有消防設施。當采用箕斗井回風時，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設施，其漏風率不得大于15%，應有可靠的降塵設施，膠帶井不得兼作回風井。2）通風系統的選擇應有利于加快礦井建設速度，有利于礦井高產高效、安全生產，整個系統技術經濟合理。3）還應綜合考慮以下因素：（1）風井位置要在洪水位標高以上(大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮50年一遇)，進風井口須避免污染空氣進入，距有害氣體源的地點不得小于500m。（2）井口工程地質及井筒施工地質條件簡單。（3）占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。（4）通風系統簡單，風流穩定，易于管理。（5）發生事故時，風流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個采區至少要有兩個通往地面的安全出口，以便于人員撤出。（6）使專用通風巷道的數目最少，風路最短，貫通距離短，井巷工程量省。（7）盡可能使每個采區的產量均衡，阻力接近，避免過多的風量調節，盡量少設置通風構筑物，以免引起大量漏風。（8）多風機抽出式通風時，為了保證風機聯合運轉的穩定性，應盡量降低總進風道公共風路段的風阻(一般要求公共區段的負壓不超過任何一個通風機負壓的30%)。（9）新設計礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風機串、并聯運轉。（10）井下爆破材料庫必須有單獨的進風流，回風必須直接引入礦井主要回風道。井下充電硐室必須獨立通風，回風可引入采區回風道；（11）應滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災對礦井通風系統的特殊要求。（12）后期通風合理。 主要通風機的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種，三種通風方法的優缺點比較見下表。 三種通風方式的比較通風方式適用條件及優缺點抽出式是當前通風方式中的主要形式,適應性較廣泛,尤其對高瓦斯礦井,更有利于對瓦斯的管理,也適用于礦井走向長,開采面積大的礦井優點:①井下風流處于負壓狀態，一旦主扇因故停止運轉時，井下風流的壓力提高，有可能使采空區瓦斯涌出量減少，比較安全；②漏風量小，通風管理較簡單；③與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風系統和風量變化的困難。缺點:當地面有小窖塌陷區分布較廣，并和采區相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少壓入式低瓦斯礦井的第一水平,礦井地面地形復雜高差起伏，無法在高山上設置通風機。總回風巷無法連通或維護困難的條件下優缺點：①壓入式的優缺點與抽出式相反，能用一部分回風把把小窖塌陷區的有害氣體帶到地面；②進風線路漏風大，管理困難；③風阻大、風量調節困難；④由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難；⑤通風機使井下風流處于正壓狀態，當通風機停止運轉時，風流壓力降低，有可能使采空區瓦斯涌出量增加抽壓混合式可產生較大的通風壓力，能適應大阻力礦井需要，但通風管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井通過對三種通風方法優缺點的比較，根據已確定的開拓方式，并結合本礦井的地質條件：傾角較小，煤層瓦斯含量低，煤層埋藏深度小，初期在進、回風井在同一工業場地內，礦井通風方法為機械抽出式，隨著生產的發展，在帶區中央開鑿一回風立井，礦井通風仍為機械抽出式。按進、回風井的相對位置分為中央式(包括中央并列與中央分列)、對角式、混合式(包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等)，以及分區式(分區進風和回風的獨立通風系統)。1）選擇通分系統主要考慮因素：（1）自然因素：煤層賦存狀態、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產能力等。（2）經濟因素：井巷工程量大、通風運營費、設備運轉、維修和管理條件等。另外根據開采技術條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放等要求。（3）各種通風系統的適用條件及優缺點分析見下表各種通風系統的適用條件及優缺點分析分類通風系統適用條件及優缺點中央式中央并列式出風井與進風 井大致并列于 井田中央適用于煤層傾角較大，走向不長(一般小于 4km 左右)，投產初期暫未設置邊界安全出口。且自然發火不嚴重的礦井1．初期投資少，采區生產集中，并便于管理；2．節省風井工業場地，占地少，比在井田內打邊界風井壓煤少；，風路較長，阻力較大中央分列式進風井與出風 井大致位于井田走向的中央，沿井田傾斜方向有一定的距離適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井；，內部漏風少，有利于對瓦斯、自然發火的管理；；、壓煤較多對角式進風井大致位 于井田走向的中央出風井位 于沿傾 斜 淺 部走向的兩翼一般適用于煤走向長(超過 4km)、井田面積大，產量較大的礦井。其優缺點與中央并列式