礦井通風課程設計
設計大綱
礦井通風系統是礦井通風方法、通風方式和通風網路的總稱。也就是說礦井以開掘出進、出井巷和具備一定通風動力裝置，並在進出風井巷之間建有控制風流的設施，使礦井的進風流和回風流，均能按預定路線，通過採區和工作面及需要通風的地點或場所，並有效的排出各種有害氣體。礦井通風系統，是否完善合理，這對整個礦井的通風和安全生產有著至關重要的作用。
本設計中通過擬定礦井開採範圍和開採、開拓系統，確定礦井通風系統。根據礦井生產要求，設計礦井通風系統，繪製通風系統圖和通風網路圖。
然後進行礦井風量計算和風量分配。依據礦井生產部署，確定採掘工作面個數，依據工作面瓦斯湧出量、工作面氣候條件、工作面同時作業的人數、區域性通風機吸風量等因素計算採掘工作面用風量，並進行風速驗算，確定採掘工作面風量，結合礦井通風系統進行礦井總風量計算，並根據礦井通風網路結構進行風量分配。
參考教科書有關資料，確定各井巷的摩擦阻力係數。結合礦井設計資料提供的巷道長度、斷面和風量，計算各井巷的風阻和通風阻力，再求算礦井通風阻力。
根據設計礦井通風容易時期和困難時期的風量、通風阻力和自然風壓等引數，確定主要通風機風量和風壓，選擇主要通風機，根據所選定的主要通風機特性曲線確定主要通風機工況點。
關鍵詞：礦井通風、風量、風量分配、通風阻力
目錄1.礦井及採區概況 - 1 -
1.1礦井概況 - 1 -
1.2鄰近煤礦開發狀況 - 1 -
1.3煤層及煤質 - 3 -
1.3.1煤層 - 3 -
1.3.2煤質 - 3 -
1.4地層及地質構造 - 4 -
1.4.1地層 - 4 -
1.4.2構造 - 4 -
1.5其他開採技術條件 - 6 -
1.5.1瓦斯 - 6 -
1.5.2煤層自燃傾向性 - 8 -
1.5.3煤塵的**危險性 - 8 -
1.6礦井開採 - 9 -
1.7採區布置 - 10 -
2.礦井及採區通風系統 - 11 -
2.1礦井通風系統的選擇 - 11 -
2.2採區通風系統 - 12 -
2.2.1採區進迴風上山的選擇 - 12 -
3.採區及礦井所需風量的確定 - 13 -
3.1採煤工作面需風量的計算 - 13 -
3.2備用工作面所需風量的計算 - 16 -
3.3掘進工作面所需風量的計算 - 16 -
3.4採區硐室需風量計算 - 18 -
3.5其他用風巷道的需要風量 - 18 -
3.6採區總需風量計算 - 19 -
4.計算礦井通風總阻力 - 20 -
4.1礦井通風總阻力的計算原則 - 20 -
4.2計算兩個時期的摩擦阻力 - 20 -
5.選擇礦井通風裝置 - 22 -
5.1礦井通風裝置的要求： - 22 -
5.2計算通風機風量qf - 22 -
5.3計算通風機風壓 - 22 -
5.3.1確定礦井通風容易時期和困難時期的靜風壓 - 23 -
5.4初選通風機 - 24 -
5.5通風機的實際工況點 - 24 -
6.總結 - 26 -
參考資料 - 27 -
保安煤業****井田位於陽泉市西部，地面行政區劃屬山西省陽泉市和壽陽縣所轄。地理座標為東經113°17′13″～113°22′32″，北緯37°51′47″～37°53′24″。
本區交通條件較為便利。石太鐵路從井田南部區外通過，由測石車站向東140km經陽泉至石家莊與京廣、石德線相接，向西85km至太原與南北同蒲線相連，通往全國各地。
在井田以南石太公路（307國道）和石太鐵路平行通過，太舊高速公路從井田南部通過。
本井田東鄰陽泉煤業（集團）有限責任公司新景礦，北、西、南均無相鄰礦井。
陽泉煤業（集團）有限責任公司新景礦是由原陽泉礦務局三礦分離獨立的新建煤礦。原陽泉礦務局三礦建於2023年5月，先後有5對礦井投入生產，即一號井、二號井、裕公井、豎井和新井（現為新景礦）。
目前，新景礦採用斜、立井混合開拓，主井（1個）為斜井，副井（1個）為立井，進/回風井（4對）均為立井。其中主、副井口建在黃沙嘴，地面生產系統位於工業廣場中部，布置有主井主提公升機房、副井副提公升機房及連廊、地面35kv變電所、空壓機站及洗煤廠；進/回風立井共有4對：分別為蘆湖南進/回風立井、蘆湖北進/回風立井、佛窪進/回風立井、張家巖進/回風立井。
井田採用上、下煤組分組開採，通風方式為分割槽式。井田劃分為兩個條帶五個採區，即蘆南一區、蘆南二區、蘆北區、北條帶區、張家岩區。每個分割槽的煤層根據層間距、開採技術條件分成上、下兩個煤組，即3、6、8 上、8、9號煤層為上煤組，12、13、15、15下號煤層為下煤組。
分兩個水平，第一水平為+525m，第二水平為+420m。主要運輸大巷採用膠帶運輸機運輸，輔助運輸採
用8t、10t架線式和蓄電池電機車牽引1t和1.5t礦車串車運輸，採煤方法為走向長壁與傾斜長壁相結合開採，採煤工藝全部採用綜合機械化採煤，全部垮落法管理頂板。
設計生產能力一期為2.2mt/a，二期為8.0mt/a。
2023年新景礦原煤產量2.67mt/a，2023年原煤產量突破5.0mt/a，2023年實際生產原煤達6.
06m/a。經過2023年度生產能力核定，生產能力核定為7.5mt/a，2023年實際產量為4.
8708mt。
目前，礦井正在第一水平（+525m水平）開採，同時開拓第二水平（+420m水平）。按照三個單一煤層綜採隊，乙個厚煤層綜採放頂煤隊，掘進全部為機械化的模式組織生產。井田內現3號煤層蘆南一區已採空，正在蘆南二區、蘆北區生產，共開採了36個工作面；8號煤層在蘆南一區生產，共開採了2個工作面；15號煤層在丈八一區開採，共開採了8個採煤工作面。
回採工作面均採用長壁式綜採（綜放），掘進工作面均採用綜掘，機械化程度已達100%。開拓工作面採用炮掘，半機械化運輸。
井田四鄰關係見圖1－2－1。
圖1—2—1 井田四鄰關係圖
（1）含煤地層
井田內含煤地層有二疊系下統下石盒子組、山西組，石炭系上統太組原、下統本溪組。其中，下石盒子組、本溪組各含薄煤或煤線3層，不可採，無經濟價值。山西組、太原組為井田主要含煤地層。
山西組含煤6層，煤層編號自上而下為1、2、3、4、5、6號。3號煤層不穩定區域性可採，6號煤層較穩定大部可採，其餘不可採。
太原組含煤10層，編號自上而下為 8、8下、9、11、12、13、13下、15、15下、16號。8、9、15煤穩定全區可採，15下不穩定區域性可採。
煤系地層總厚度170.33m，煤層總厚度14.08m，含煤係數8.23%。可採煤層總厚度10.65m，可採含煤係數為6.25%。
（2）可採煤層
本井田可採煤層有六層，其中山西組有兩層，即3、6號煤層；太原組有四層，即8、9、15、15下號煤層。
依照中國煤炭分類國家標準(gb5751-86)，以浮煤乾燥無灰基揮發分、氫含量為主要指標來劃分煤類。本井田各煤層的揮發分為8.04~9.
10%，氫含量為3.72~4.02%，屬無煙煤。
3號煤層為中灰-高灰、特低硫、特高熱值煤；6號煤層為特低灰-高灰、特低硫-低硫、特高熱值煤；8號煤層為特低灰-中灰、特低硫-低硫、高熱值-特高熱值煤；9號煤層為低灰-高灰、特低硫-低硫、高熱值-特高熱值煤；15號煤層為特低灰-中灰、中硫-高硫、特高熱值煤；15下號煤層為低灰-高灰、特低硫-高硫、特高熱值煤。井田內各煤層可作工業動力用煤，也可供民用。
井田位於沁水煤田北部陽泉國家規劃區壽陽區東邊緣。井田內煤系地層埋藏深度均大於500m，地表僅出露有二疊系上石盒子組及石千峰組地層。鑽孔揭露井田地層從老至新有上馬家溝組、峰峰組、石炭系中統本溪組、石炭系上統太原組、二疊系下統山西組、二疊系下統上石盒子組、下石盒子組、二疊系上統石千峰組、第四系中和上更新統、第四系全新統。
本井田位於沁水塊坳的東北邊緣，屬沾尚-武鄉-陽城北北東向褶帶的最北端，受北部盂縣坳緣翹起帶及東部娘子關－塬頭坳緣翹起帶的影響，井田構造以褶曲為主，總體地層向南傾斜。地層走向近東西，傾向南，傾向南西。井田內地層傾角平緩， 為5°～12°，斷層稀少，有陷落柱發育。
（1）褶曲
井田內褶曲呈舒緩波狀起伏，且幅度較小，受區域構造的影響，井田內由西向東，褶曲軸向由nne向逐漸變到ne~nee向，井田內背向斜相間排列，向西南收斂，往東北敞開。
（2）斷層
井田內斷層稀少，地表僅發現f19、f20兩條斷層。6—9孔揭露一正斷層f27。
經野外地質調查，上述兩條斷層，均為曉莊背斜的伴生構造，斷層走向與褶曲軸向一致。
斷層f27僅6－9揭露，為正斷層，走向北東16°，傾向南東，傾角72°，落差大於50m，f27斷層延伸長度約5500m。據壽陽詳查資料：6-9孔在孔深822.
62~838.12m處見到缺失本溪組底部鋁質泥岩及奧灰頂部地層，落差大於10m，向北落差逐漸增大到50m以上，向上錯斷太原組及山西組以上地層。
井田主要斷層一覽表
表1－4－1
（3）陷落柱
經野外地質調查，在井田內地表未發現柱狀陷落。僅在部分鑽孔中有所揭露。
保—1孔，在595.74m以下見到陷落柱。層位在k1以下，其特徵為岩芯破碎、混雜，岩層傾角大小不一，10°～90°，從全孔情況來看，從k8開始岩芯多處破碎，而且往下，破碎段增加。
3—5孔從670m以下至孔底，岩芯破碎，但地層厚度及層位基本正常，無缺失現象，如粗、中粒砂岩等脆性巖，岩芯破碎，且岩層傾角雜亂無章大小不一，10°～60°。
由於井田東部處於地層走向由東西向轉為北西向的轉折部位，故構造較西部複雜，在井田東南部邊界附近，地表有落差＜30m的正斷層及逆斷層，說明地層既受擠壓，又有拉張的作用，鑽孔中漏水現象嚴重（0—1孔），說明裂隙發育。對井田內目前尚未發現的隱伏狀斷層及陷落柱，應在以後的採掘過程中加以注意。
總體上，井田構造簡單。
（1）煤層瓦斯
各煤層自然甲烷（ch4）成分平均在75.28~93.55%之間；甲烷（ch4）含量平均在4.
019~16.331ml/g（可燃質），2號煤最高，3號煤最低，2、8、9號煤平均在10ml/g（可燃質）以上。以各取樣點來看，保-1孔15下號煤甲（ch4）含量最低為1.
803ml/g（可燃質），ⅰ－3孔9號煤甲烷（ch4）含量最高為26.402ml/g（可燃質）。
從主要可採煤層8、15號煤瓦斯含量在平面上的變化情況看3號煤層瓦斯自然成分甲烷69.84%～80.71%，甲烷含量3.
601～4.437ml/g，根據煤層瓦斯含量及垂直分帶（礦井瓦斯防治，2002），主要為氮氣～甲烷帶，區域性為甲烷帶。
該次勘探所採46個瓦斯樣中，共有18個點甲烷（ch4）含量達10ml/g（可燃質）以上。從單孔看，ⅰ-3孔的8、9號煤ch4含量最高，分別為21.135和26.
402ml/g（可燃質）。
（2）礦井瓦斯湧出量**
根據山西省煤炭工業廳晉煤瓦發〔2010〕743號《關於山西煤炭運銷集團保安煤業****礦井瓦斯湧出量**的批覆》，**15號煤層礦井最大相對瓦斯湧出量59.82m3/t，最大絕對瓦斯湧出量為188.81m3/min，屬於高瓦斯礦井。
礦井瓦斯湧量**結果見表1—5—2。
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