180萬噸年礦井通風(fēng)及礦井排水設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

目錄前言 41礦井概況 51.1礦區(qū)概述 51.2井田及其附近的地質(zhì)特征 51.3煤炭性質(zhì)及礦層特征 52礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 62.1井田境界 62.2井田的儲量 62.3礦井服務(wù)年限 72.4礦井的一般工作制度 83礦井開拓方式及開拓系統(tǒng) 83.1井筒的設(shè)計及用途 83.2開采水平的設(shè)計 93.2.1水平高度的確定 93.2.2井底車場的設(shè)計及作用 93.2.3采區(qū)劃分及開采順序 103.3采煤工藝 113.3.1回采工藝 113.3.2進刀方式 113.3.3工作面支護 113.3.4端頭支護 113.3.5超前支護 113.3.6工作面勞動組織表 113.3.7技術(shù)經(jīng)濟指標表 124采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 124.1巷道布置 124.2開采順序 144.2.1沿井田走向的開采順序 144.2.2沿井田傾向的開采順序 144.3采區(qū)布置及主要參數(shù) 144.3.1首采采煤工作面長度的確定及推進方向長度 144.3.2工作面推進度與生產(chǎn)能力 144.3.3盤區(qū)及工作面回采率 154.3.4盤區(qū)巷道及硐室布置 154.4礦井提升與運輸系統(tǒng) 154.4.1礦井提升系統(tǒng) 154.4.2礦井運輸系統(tǒng) 184.5礦井供電、排水與壓氣系統(tǒng) 184.5.1礦井供電系統(tǒng) 184.5.2礦井排水系統(tǒng) 194.5.3礦井壓氣系統(tǒng) 195礦井通風(fēng)設(shè)計 215.1確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 215.2風(fēng)量計算 215.2.1采煤實際需風(fēng)量 215.2.2掘進需風(fēng)量 235.2.3硐室需風(fēng)量 245.2.4分配礦井總風(fēng)量 245.3計算井巷通風(fēng)阻力 245.3.1確定礦井通風(fēng)的達產(chǎn)時期 245.3.2確定通風(fēng)容易時期和困難時期 255.3.3礦井通風(fēng)阻力計算及風(fēng)量調(diào)節(jié) 255.3.4局部阻力的計算 325.3.5自然風(fēng)壓 325.4礦井通風(fēng)總阻力和等積孔計算 325.4.1通風(fēng)總阻力 325.4.2等積孔 325.5主要通風(fēng)機選型 335.5.1選擇原則及步驟 335.5.2主要通風(fēng)機的選擇 335.5.3主要通風(fēng)機工況點 335.5.4選擇電動機 345.6概算礦井通風(fēng)費用 355.6.1計算主扇運轉(zhuǎn)耗電量 355.6.2噸煤通風(fēng)電費計算 356通風(fēng)構(gòu)筑物 366.1通風(fēng)構(gòu)筑物 366.2主要通風(fēng)機附屬設(shè)備 367礦井排水系統(tǒng)設(shè)計 377.1礦井概況 377.2礦井井下排水系統(tǒng) 377.3井底水倉的設(shè)計 387.3.1一般規(guī)定和要求 387.3.2水倉容量 397.3.3水倉的規(guī)格尺寸 407.3.4水倉的位置及清理 407.3.5排水方式及方法 407.4設(shè)備的選擇 407.5水泵房的布置 487.5.1水泵房的布置要求 487.5.2水泵房內(nèi)設(shè)備布置要求 498結(jié)論 51致謝 52參考文獻 53附錄A 54附錄B 60

前言礦井通風(fēng)就是依靠通風(fēng)動力，將定量的新鮮風(fēng)流，通過設(shè)定的通道不斷的通入井下，以滿足回采工作面、掘進工作面、井下各種硐室的通風(fēng)需要；同時將井下的污濁空氣不斷排出地面。礦井通風(fēng)的基本任務(wù)就是供給礦井新鮮風(fēng)量，以沖淡井下有害氣體和粉塵，保證井下風(fēng)流的質(zhì)量和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，造就良好的井下工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故的發(fā)生，保證礦井的正常生產(chǎn)。礦井通風(fēng)是煤礦生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)，并且在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占據(jù)十分重要的地位。礦井排水就是通過各種水泵，水溝將礦井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的積水排水礦井的過程，和通風(fēng)一樣，礦井排水在煤礦生產(chǎn)中也是不可或缺的，礦井的水害造成的危害并不比其他危害造成的損失小，甚至比其他危害還要嚴重，因此礦井排水設(shè)計也是煤礦設(shè)計中不可缺少的部分。

1礦井概況1.1礦區(qū)概述曉南礦屬于鐵法煤業(yè)集團有限責(zé)任公司下屬的9對生產(chǎn)礦井之一，現(xiàn)在為中國煤炭工業(yè)一級企業(yè)，全國特級高產(chǎn)高效礦井，其地理位置位于遼寧省調(diào)兵山市曉南鎮(zhèn)，地處鐵法煤田的東南邊緣。曉南礦南北走向長為5公里，東西寬為4.2公里，面積為21平方公里。礦井東距鐵嶺市35公里，南距沈陽市100公里，礦井內(nèi)公路與沈環(huán)公路相通，并由鐵路進行煤炭的運輸，交通十分便利。1.2井田及其附近的地質(zhì)特征曉南礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，主要以斷裂帶為主，褶曲次之，并有少量火成巖形成，共發(fā)育大斷裂帶4條。該井田共發(fā)育4個煤層，均在上朱羅紀的上部含煤層中，從上往下依次是1#，2#，3#，4#煤層，煤層的厚度分別為3.5m，2.5m，4m，3.5m，均是可采煤層，煤層中的夾石以泥巖和砂巖為主，炭質(zhì)泥巖次之，煤層結(jié)構(gòu)的總的變化規(guī)律是東北部和東南部的地質(zhì)條件較復(fù)雜，斷層主要集中在這兩個區(qū)域，東北部和東南部都是以一條橫貫煤田的斷層為井田邊界。地表水系不發(fā)育，其中發(fā)育有兩條季節(jié)性河流，由于井口標高高于最大洪水高度，含煤地層距地表水系較遠并且?guī)r層滲透性較差，地表水對井田開拓并沒有太大的影響。井田內(nèi)含水層主要有第四季流沙層，白堊紀沙礫巖層，朱羅紀砂巖層和礫巖含水層，各個含水層之間的水力聯(lián)系多以垂直滲透為主，礦井的正常涌水量在40－60m3/h之間，最大涌水量為90m3/h。主要的水害情況為采空區(qū)積水，一般形成采空區(qū)后的積水量多在500－3000m3之間，生產(chǎn)中要進行探放水工作，礦井的水文地質(zhì)類型為簡單型。1996年4月測的兩條河流的流量分別為319.69m3/h和268m3/h。1.3煤炭性質(zhì)及礦層特征該設(shè)計礦井的整個煤層以長焰煤為主，深部水平有少量氣煤發(fā)育。相對瓦斯涌出量為11.95m3/t，屬于高瓦斯礦井，Ⅱ類自然發(fā)火煤層，自然發(fā)火期為1～3個月，煤塵具有爆炸傾向性，煤塵爆炸指數(shù)為27.97%～56.02%。煤層的平均傾角為5～8°之間，平均傾角為5.7°，在該井田的邊界部分由于受到斷層影響煤層傾角有一些變化。2礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限2.1井田境界該井田的最小傾向長度位于井田的中軸線上，長度為2958m，最長走向長度4318m，井田的總面積為13612291.9423m2，邊界總長度為15390.5464m，該井田的煤層底板標高從-350到+50m左右，在井田的四周預(yù)留了30m的邊界保護煤柱，其中井田東北部和東南部是利用大的斷層作為邊界保護煤住。2.2井田的儲量井田的儲量分為工業(yè)儲量，可采儲量，設(shè)計可采儲量工業(yè)儲量就是井田內(nèi)部賦存的煤炭的總量，該設(shè)計礦井的全部工業(yè)儲量為2.413億噸?？刹蓛α浚焦I(yè)儲量－井田邊界煤柱－斷層煤柱－防水煤柱由于設(shè)計井田范圍內(nèi)只有兩條季節(jié)性河流，沒有永久性的湖泊，所以沒有預(yù)留防水煤柱，在井田的東北部和東南部一共有4條大的斷層，設(shè)計時利用斷層作為邊界保護煤柱，同時地面除了工業(yè)廣場建筑之外沒有任何居民建筑，故地面建筑壓煤也不存在，只有邊界預(yù)留的30米保護煤柱的壓煤總量＝8184972萬噸所以可采儲量＝2.413-0.08184972＝2.33115028億噸設(shè)計可采儲量＝（可采儲量－工業(yè)廣場保護煤柱－井下主要巷道和上下山保護煤住）×回采率厚煤層回采率＝0.75；薄煤層回采率＝0.85；中厚煤層回采率＝0.8。工業(yè)廣場位置布置及保護煤柱計算：本次設(shè)計的礦井的工業(yè)廣場位于整個井田的中央部分，根據(jù)表1-1來確定工業(yè)廣場建筑壓煤面積表1-1工業(yè)廣場建筑壓煤面積Table1-1Thesquareofindustryconstructionpressesthecoalarea井型大型中型小型萬m2/10萬噸0.8～1.11.3～1.82.0～2.6本次設(shè)計的礦井的生產(chǎn)能力為180萬噸/年，所以工業(yè)廣場建筑的占地面積為15萬m2，工業(yè)廣場的長為500m，寬為300m，工業(yè)廣場四周根據(jù)《規(guī)定》要求留15m的保護帶。本礦井表土層移位角取45°，煤田位移角取70°。幾何作圖法確定工業(yè)廣場壓煤示意圖1-1圖1-1工業(yè)廣場壓煤示意圖Fig.1-1Pressurecoaloftheindustrysquare表1-2為工業(yè)廣場壓煤量表1-2工業(yè)廣場壓煤量Table1-2Amountofindustrysquarepressesthecoal煤層1#2#3#4#總計工業(yè)廣場的壓煤量/t1929330.914265082539573.14231626.138211674.33井下主要巷道和非永久性上下山保護煤柱損失煤柱損失＝1763×100+1720×100+1015×20+1077×20+1335×20+1251×20）×13.5/0.99＝6025363.63噸設(shè)計可采儲量＝（233115028－8211674.33－6025363.63）×0.8＝175102392.032噸2.3礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限可按下式計算：（1-1）＝175102392.032/（1800000×1.5）＝64.8，年式中：——礦井設(shè)計服務(wù)年限，年；——礦井可采儲量，Mt；——礦井設(shè)計年產(chǎn)量，Mt/a；——儲量備用系數(shù)，K=1.3～1.5。2.4礦井的一般工作制度該設(shè)計礦井的年工作天數(shù)為300天，工作制度為“四、六制”，每天3個班采煤，一個班進行檢修。每天凈提煤時間為14個小時。3礦井開拓方式及開拓系統(tǒng)3.1井筒的設(shè)計及用途本礦井的煤層底板的等高線位于-350m水平，最上煤層的煤層等高線位于+45m水平，地面的水平高度為+150m，如果采用斜井開拓的話井筒的開拓費用將會很高，而且由于斜井的斜長比較長，所以鋪設(shè)管線以及電纜之類的成本將會大大提高。所以本礦井采用立井開拓，共設(shè)置有3座立井，分別為主井、副井和風(fēng)井。主井擔(dān)負礦井全部的提煤任務(wù)，副井擔(dān)負礦井的人員運輸，物料運輸以及排矸。由于煤層的相對瓦斯涌出量為11.95m3/t﹥10m3/t，屬于高瓦斯礦井，所以為了便于通風(fēng)，專門設(shè)置風(fēng)井回風(fēng)。該井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層分布均勻、規(guī)則。確定井筒位置時，必須考慮礦井合理的開拓布置，為了便于井下運輸，通風(fēng)及巷道維護，一般應(yīng)將井筒布置在井田的中央。副井與主井的安全距離應(yīng)大于30米。本礦井采用中央并列抽出式通風(fēng)，由于風(fēng)井距離副井大約190m，所以風(fēng)井對主井以及副井的通風(fēng)沒有影響。下面專門對各個井筒進行簡單介紹該設(shè)計礦井的主井、副井和風(fēng)井的井筒直徑分別為6.5m、6.5m和8m，3個井筒距離地面的距離分別為－240m、－220m和－213m，井筒具體設(shè)計用途見表3-1。表3-1井筒設(shè)計及用途Table3-1Designandtheuseofthepitshaft井筒名稱主井副井風(fēng)井用途提煤升降人員、下料、提矸回風(fēng)提升設(shè)備一對20噸多繩箕斗一對1.5噸底卸式礦車雙層單車罐籠斷面形狀圓形圓形圓形井筒支護方式混凝土井壁厚400毫米，充填混凝土50毫米混凝土井壁厚450毫米，充填混凝土50毫米混凝土井壁厚300毫米，充填混凝土50毫米井筒深度/m240220213井筒直徑/m56.95.2斷面積/m219.6237.3721.223.2開采水平的設(shè)計3.2.1水平高度的確定礦井階段水平垂高的劃分依據(jù)見表3-2表3-2礦井階段水平垂高Table3-2Thelevelheightofthecoalmine井型開采緩傾斜煤層的礦井開采傾斜煤層的礦井開采急傾斜煤層的礦井大、中型礦井100m～250m100m～250m100m～150m小型礦井60m～100m80m～120m80m～120m本礦井屬于大型的緩傾斜煤層的礦井。采取單水平開拓，傾斜長壁開采，水平標高為370m，在海拔標高-220m設(shè)置副井，并以此將整個煤層劃分成兩階段，上階段長1352m，下階段長1615m。3.2.2井底車場的設(shè)計及作用井底車場一共擁有3條大巷，分別是回風(fēng)大巷，軌道運輸大巷和皮帶運輸大巷?；仫L(fēng)大巷專門用于回風(fēng)；軌道運輸大巷負責(zé)運料，排矸和行人；皮帶運輸大巷負責(zé)用來運輸煤炭。井底車場形式：立式車場。由于本礦井采用皮帶運輸煤炭，所以可以大大降低運輸成本和運輸時間，便于實現(xiàn)高產(chǎn)。井底車場布置見圖3-13-1井底車場平面圖Fig.3-1Horizontalplanofthemineshaftstation3.2.3采區(qū)劃分及開采順序a采區(qū)形式及尺寸的確定該井田分為兩個階段，劃分為3個盤區(qū)，分別為N1，S1，S2盤區(qū)。每個采區(qū)劃分為若干條帶，具體數(shù)據(jù)見表3-3表3-3條帶劃分Table2-3Thedivisionofbanding采區(qū)S1盤區(qū)S2盤區(qū)N1采區(qū)儲量(t)466816594926560839243125條帶(條)788傾斜長度/m150516191289走向長度/m176417201725b開采順序開采順序是最先開采S1盤區(qū)，其次開采S2盤區(qū)，接下來是N1盤區(qū)。c.開采水平以及采區(qū)的巷道布置由于最先開采的是S1盤區(qū)，所以就以S1盤區(qū)為例進行設(shè)計。根據(jù)礦井的開拓布置、水平劃分和井下主輔運輸方式，本著初期工程量省、系統(tǒng)簡單、生產(chǎn)過程中運輸費用少、能耗低的原則，本礦井布置三條大巷，，分別是回風(fēng)大巷，軌道運輸大巷和皮帶運輸大巷。3.3采煤工藝3.3.1回采工藝盤區(qū)內(nèi)沿走向方向劃分成七個區(qū)段，一個回采工作面就能夠滿足生產(chǎn)能力要求，采用傾斜長壁綜合機械化采煤法，并且采用全部跨落管理頂板，后退式回采.工作面的工作面布置長度為240m。3.3.2進刀方式采用MG300-W雙滾筒采煤機雙向割煤，端部斜切割三角煤進刀，往返一次割兩刀。每日割煤6刀，日進度4.8米，采用“4.6”工作制度。3.3.3工作面支護采用ZZ4000/17/35支撐掩護式液壓支架，可以有利控制頂板來壓，并且防止采空區(qū)矸石進入工作面，為回采工作提供了安全可靠的工作空間。采煤機割煤后，距離后滾筒5～7組順序隨機移架，及時支護，追機作業(yè)，當(dāng)采煤機割過煤之后先移支架在移動輸送機支架前柱和采煤機電纜槽托架之間富裕一個采煤機截深量，有利于通風(fēng)、行人、運料等。3.3.4端頭支護工作面端頭采用ZT7500/18/36型自移式端頭液壓支架，隨工作面推進前移進行支護，縮短了端頭支護時間，加快了工作面推進速度，護頂安全可靠。由于工作面調(diào)成偽斜后，端頭支架與工作面不平行，前梁間存在著三角間隙使得頂板懸露，必須用木板背實。3.3.5超前支護先在工作面前20m的上下順槽內(nèi)回收金屬支架，同時在順槽兩側(cè)設(shè)雙趟十字頂梁，并配以金屬鉸接頂梁與兩側(cè)的十字頂梁相連，使其前后左右互相鉸接形成網(wǎng)狀，而在十字頂梁外巷幫側(cè)，各架設(shè)金屬鉸接頂梁，并在兩趟十字頂梁和短梁下支設(shè)四排單體液壓支柱，能夠控制易破碎、壓力大的端頭頂板，其整體性好，支架穩(wěn)定，節(jié)省坑木。3.3.6工作面勞動組織表正常生產(chǎn)時班長進行現(xiàn)場的管理，采煤機司機負責(zé)駕駛采煤機進行采煤生產(chǎn)，輸送機司機負責(zé)將煤炭運輸出工作面，泵站司機負責(zé)液壓支架注液，轉(zhuǎn)載機和運輸機司機將煤炭運輸?shù)綄Ｓ闷н\輸巷，剩余其他工種負責(zé)維護。工作面勞動組織見表3-4表3-4工作面勞動組織表Table3-4Locatedlabororganizations工種一班二班三班四班合計班長11114采煤機司機222-6輸送機司機111-3泵站司機222-6轉(zhuǎn)載機司機111-3運輸機司機222-6端頭維護工333-9電鉗工11136通風(fēng)工11114支架工444-12合計1818185593.3.7技術(shù)經(jīng)濟指標表技術(shù)經(jīng)濟指標表見表3-5表3-5技術(shù)經(jīng)濟指標表Table3-5Technicaleconomicindicators序號項目單位數(shù)量1工作面長度m2402采高m3.53傾角。5.74采煤機-雙滾筒5截深m0.86日進度m4.87日產(chǎn)量t50004采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)4.1巷道布置a巷道布置圖4-1皮帶運輸大巷Fig.4-1Theroadwayofbelts圖2-3回風(fēng)大巷Fig.4-4Theroadwayforthebackwind圖4-2皮帶運輸順槽Fig.4-2Theshaftsofbelts圖2-5回風(fēng)順槽Fig.4-5Theshaftsforthebackwind圖4-3專用皮帶運輸巷Fig.2-5DedicatedtransportLaneofbelts圖4-6專用回風(fēng)巷Fig.4-6Dedicatedlanesforwindb.巷道斷面數(shù)據(jù)見表4-1表4-1巷道斷面數(shù)據(jù)表Table4-1Datasheetofthepit巷道類別支護類型斷面設(shè)計掘進尺寸凈周長/m凈/m2設(shè)計掘進/m2頂板寬B3底板寬B4高H1運輸大巷錨噴16.44.016.5回風(fēng)大巷錨噴16.44.016.5皮帶順槽錨噴14.8314.0軌道順槽錨噴14.8314.0采區(qū)皮帶運輸巷錨噴14.83.515.3采區(qū)軌道運輸巷錨噴14.83.515.34.2開采順序4.2.1沿井田走向的開采順序工作面前進式回采需沿空護巷，巷道維護工作量大，費用高，且漏風(fēng)量大，故工作面采用走向長壁后退式回采。4.2.2沿井田傾向的開采順序由于本礦井涌水量較大，盤區(qū)內(nèi)工作面接替采用自下而上順序回采。4.3采區(qū)布置及主要參數(shù)4.3.1首采采煤工作面長度的確定及推進方向長度工作面長度與地質(zhì)因素、技術(shù)因素、經(jīng)濟因素密切相關(guān)，直接影響生產(chǎn)效益，適當(dāng)加大工作面長度，不僅可以減少工作面的準備工程量，提高回采率，而且也相對減少了端頭進刀等輔助作業(yè)時間，保證工作面高產(chǎn)高效。而提高工作面推進方向長度，可以減少搬家倒面次數(shù)，為工作面連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。目前我國新建大型礦井綜采工作面長度多在150～300m之間，年推進度一般在2000～3000m。根據(jù)礦井開拓方案、設(shè)計規(guī)模、開采技術(shù)條件、礦區(qū)生產(chǎn)管理水平以及技術(shù)發(fā)展等因素，結(jié)合工作面通風(fēng)能力計算，確定工作面長度240m，推進方向長度2200m。4.3.2工作面推進度與生產(chǎn)能力工作面生產(chǎn)能力按下式計算：A=L·V·h·K·r·10-3式中：A——工作面年生產(chǎn)能力，kt/a；L——工作面長度，m；V——工作面年推進度，m/a；h——采煤機割煤高度，m；K——割煤回收率，取95%；r——煤的容重，1.52t/m3。A=240×1500×3.5×0.95×1.52×10-6=1.81Mt/a。經(jīng)計算，工作面生產(chǎn)能力為1.81Mt/a，考慮5%的掘進煤，則生產(chǎn)能力可達到1.9Mt/a，工作面生產(chǎn)能力能夠滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力要求。4.3.3盤區(qū)及工作面回采率根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，厚煤層采區(qū)回采率為75%，工作面回采率為93%。本礦井二1煤采煤方法采用分層綜采，工作面割煤回采率為95%。盤區(qū)內(nèi)通過加強邊角煤回收、巷道煤柱回收等措施，可以保證盤區(qū)的回采率的要求。為滿足通風(fēng)、運輸?shù)男枰?，盤區(qū)布置三條大巷。即輸送機大巷、輔助運輸大巷、回風(fēng)大巷各一條，分別擔(dān)任礦井的煤炭運輸、輔助運輸及回風(fēng)任務(wù)。4.3.4盤區(qū)巷道及硐室布置根據(jù)煤層及頂?shù)装鍘r性的分析，結(jié)合礦區(qū)生產(chǎn)實踐成果及淺部程村礦井巷道施工情況，為減少巖巷工程量，并確保巷道支護的可靠性，設(shè)計回風(fēng)大巷、輸送機大巷和輔助運輸大巷均沿煤層布置.井下盤區(qū)布置有盤區(qū)變電所等硐室。井底車場主要硐室有主井裝載系統(tǒng)硐室（井底煤倉及給煤機硐室、裝載膠帶巷、箕斗裝載硐室及膠帶輸送機機頭硐室等）、副井井筒與井底車場連接處、換裝硐室、存放硐室、檢修硐室、加油硐室和換向硐室、管子道、井下消防材料庫、爆炸材料庫、等候室、主井井底清理撒煤硐室和副井井底水窩泵房等。4.4礦井提升與運輸系統(tǒng)4.4.1礦井提升系統(tǒng)（1）主井提升設(shè)備及校驗=1\*GB3①提升容器選擇本礦主井選用一對JD-20/4型20t、4繩箕斗，擔(dān)負全礦井的煤炭提升任務(wù),其主要參數(shù)為：載重G＝20t，質(zhì)量Gz＝26.370t（含懸掛裝置），箕斗本體高度14.934m,箕斗全高18.672m。根據(jù)防滑計算，箕斗不需加配重。=2\*GB3②提升鋼絲繩選擇及校核a.繩端荷重：Q＝46370kgb.鋼絲繩懸垂長度：HC＝750.3mc.鋼絲繩允許最小安全系數(shù)：ma＝7.2－0.0005×750.3＝6.82485d.提升主繩選擇：提升主繩選用44ZAB6V×37S＋FC1770ZZ(SS)型鋼絲繩4根，左、右捻向各2根，主要技術(shù)參數(shù)：繩徑：dk＝44mm,絲徑δ＝3mm，鋼絲繩單位長度質(zhì)量為Pk＝8.08kg/m，鋼絲繩最小破斷拉力為Q＝1270kN。e.平衡尾繩選擇：平衡尾繩選用扁P8×4×19－187×29－1370型扁鋼絲繩2根，主要技術(shù)參數(shù)：寬×厚＝187×29（mm2）,鋼絲繩單位長度質(zhì)量為Pw＝15.6kg/m。f.鋼絲繩安全系數(shù)校核：鋼絲繩安全系數(shù)m＝7.3688＞6.82485所選鋼絲繩滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。=3\*GB3③提升機選型及校核a.按鋼絲繩直徑計算D≥90×44＝3960（mm）b.按鋼絲繩絲徑計算D≥1200×3＝3600（mm）c.提升機選擇提升機選用JKMD-4×4（Z）型落地式多繩摩擦輪提升機1臺，其主要技術(shù)參數(shù)如下：摩擦輪直徑D＝4000mm天輪直徑Dt＝4000mm最大靜張力Fjmax＝770kN最大靜張力差Fcmax＝270kN提升機旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量Gj＝24400kg天輪變位質(zhì)量Gt＝2×7800kg減速比I＝1襯墊摩擦系數(shù)μ＝0.25襯墊允許比壓P＝2.0MPad.提升機校驗實際最大靜張力：Fj＝692.6（kN）＜770kN實際最大靜張力差：Fc＝203.8（kN）＜270kN實際襯墊比壓：P＝1.68(MPa)＜2.0MPa所選提升機滿足要求。（2）副井提升設(shè)備及校驗=1\*GB3①提升容器選擇提升容器選用1.5t礦車單層雙車非標四繩罐籠，一寬罐，一窄罐。寬罐質(zhì)量為19300kg,載人50人；窄罐增加配重后質(zhì)量為19300kg，載人22人。罐籠全高為9633mm,本體高為4000mm。正常運輸時，小于3t的矸石材料，采用3t無軌膠輪車直接進罐運輸；大于3t的材料采用平板車運輸；下放最大件時，采用特殊平板車。在升降最大件時需加臨時配重22000kg。裝罐籠時，應(yīng)先裝臨時配重14000kg，然后裝最大件，最后將臨時配重裝到22000kg。出罐籠時，應(yīng)先將臨時配重減到14000kg，然后下最大件，最后下剩下的臨時配重。=2\*GB3②鋼絲繩選擇及校核a.繩端荷重：提人：Qdr＝20950kg提物(最大件)：Qdw＝47800kgb.鋼絲繩懸垂長度：Hc＝749.5(m)c.鋼絲繩允許最小安全系數(shù)：提人：m1＝9.2-0.0005×749.5＝8.82525提物：m2＝8.2-0.0005×749.5＝7.82525d.提升主繩選擇：提升鋼絲繩主繩選用48ZBB6V×37S+FC1770ZZ(SS)1510961型鋼絲繩，四根。主要技術(shù)參數(shù)：繩徑：dk＝48mm,鋼絲繩單位長度質(zhì)量為Pk＝9.61kg/m，鋼絲繩最小破斷拉力為Q＝1510kN。e.平衡尾繩選擇平衡尾繩選用扁P8×4×19--206×33137028801950型鋼絲繩，兩根。主要技術(shù)參數(shù)：寬×厚＝206×33(mm2),鋼絲繩單位長度質(zhì)量為Pw＝19.5kg/m。f.鋼絲繩安全系數(shù)校核：鋼絲繩安全系數(shù)：提人m人＝12.273＞8.82325提物（最大件）m物＝7.994＞7.82325所選鋼絲繩滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。4.4.2礦井運輸系統(tǒng)（1）主運輸本礦井主運輸采用膠帶輸送機運輸。礦井投產(chǎn)工作面煤炭經(jīng)運輸順槽→盤區(qū)運輸大巷→上倉膠帶斜巷→井底煤倉→箕斗裝載硐室→主井至地面。（2）輔助運輸?shù)V井輔助運輸主要擔(dān)負人員、矸石、材料和設(shè)備的運輸任務(wù)。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和煤層賦存條件，通過比較確定，井下輔助運輸采用防爆無軌膠輪車運輸。4.5礦井供電、排水與壓氣系統(tǒng)4.5.1礦井供電系統(tǒng)曉南礦設(shè)110kV變電站，曉南礦變電站，2回110kV電源均取自趙固一礦區(qū)域變電站110kV不同母線段，導(dǎo)線LGJ-240，距離每回6.9km，目前2回110kV電源線路已建成。鑒于曉南礦井下水較大，礦建后期增設(shè)一回110kV變電站——曉南礦110kV電源線路，導(dǎo)線LGJ-240，距離24.66km，以增強礦井供電的可靠性，目前該線路正在施工中。在礦井工業(yè)場地內(nèi)設(shè)1座110/10kV變電站，該變電所內(nèi)設(shè)主變壓器2臺，主變型號為主變型號為SFSZ10-31500/11031500kVA110±8×1.25%/10/6kVYn，d11接線。正常情況下，2臺主變同時分列運行，負荷率為0.42。當(dāng)1臺主變檢修或故障停止工作時，另1臺主變負荷率為0.84，能保證礦井全部負荷用電。110kV變電站分別以10kV向井下（8回）、主井提升（2回）、副井提升（2回）、通風(fēng)機（2回）、選煤廠（2回）、動力變壓器（2回）、井口10kV變電所（2回）、抗災(zāi)潛水泵變電所（2回）、水處理站變電所（2回）、鐵路信號變電亭（1回）、場前區(qū)箱式變電站（3回）、西區(qū)雨水排放泵房（1回）和試驗變壓器（1回）供電。變電站內(nèi)設(shè)2臺動力變壓器為SCB10-1000/10、10/0.4kV、1000kVADyn11接線，正常情況下，2臺同時工作，負荷率為0.46，分別以380V電壓雙回路電纜向生活污水處理站、礦井辦公樓、制冷站、監(jiān)控通信、火災(zāi)報警等低壓負荷供電，分別以380V電壓單回路電纜向鐵路通訊信號（另有1回高壓專用回路）和室內(nèi)外照明等低壓負荷供電。其中礦井空壓機站與選煤廠空壓機站聯(lián)合布置，采用2回10kV電源供電，由選煤廠變電所引來，在空壓機站設(shè)置配電點。井抽采瓦斯站房，按一級負荷雙回路供電，2回電源均直接引自礦井110kV變電站所10kV不同母線。工業(yè)場地高于15m的建筑物、構(gòu)筑物采用避雷針或避雷帶進行防雷保護，其接地裝置利用建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)或鋼管接地極，其接地電阻不大于規(guī)范規(guī)定的要求。4.5.2礦井排水系統(tǒng)礦井正常涌水量為1970.13m3/h(-950m水平)，最大涌水量為2561.17m3/h(-950m水平)。礦井排水全部進入絮凝反應(yīng)斜管沉淀池，沉淀后的溢流水水質(zhì)可同時達到選煤廠生產(chǎn)清水用水水質(zhì)標準（SS<400mg/L）及煤炭工業(yè)污染物排放標準（SS<50mg/L）（GB20426-2006），沉淀池的溢流水量一部分供給選煤廠、電廠等生產(chǎn)用水，一部分作進一步處理達到生活飲用水標準，供礦井工業(yè)場地生活、生產(chǎn)用水及井下消防灑水用水。絮凝反應(yīng)斜管沉淀池的排泥排至污泥池，由污泥泵加壓通過管道送到選煤廠濃縮機處理。多余的沉淀池溢流水外排作為農(nóng)灌之用，礦井排水復(fù)用率＞70%。4.5.3礦井壓氣系統(tǒng)（1）空壓機選型及空壓機站根據(jù)計算的耗氣量，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，設(shè)計選用4臺MM250A/C/SG型地面螺桿空氣壓縮機，每臺空壓機排氣量42.5m3/min，排氣壓力0.75MPa，配10kV，250kW電動機。空壓機采用風(fēng)冷方式。后期（20年后）由于輸送管路太遠，約在9km左右，在后期風(fēng)井處設(shè)置重新考慮空壓機房。（2）壓氣管路本礦井地面以及敷設(shè)在主立井井筒的主干管為DN200低壓流體輸送鋼管，支管為DN80低壓流體輸送鋼管，去往各個掘進頭用風(fēng)點。管路連接采用普通的快速管接頭，每300m左右加一個大伸縮量快速管接頭。

5礦井通風(fēng)設(shè)計5.1確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)方式的：中央并列式該礦井采用副井用來進風(fēng)，風(fēng)井用來回風(fēng)，副井位于-220m水平，進入礦井的新鮮風(fēng)流主要通過軌道運輸大巷送到回采工作面，皮帶運輸大巷僅保持最低風(fēng)速，進入采區(qū)的新風(fēng)通過專用皮帶運輸巷進入皮帶順槽，再經(jīng)過工作面，乏風(fēng)則通過運輸順槽進入專用回風(fēng)巷，專用回風(fēng)巷中的乏風(fēng)進入到回風(fēng)大巷再由風(fēng)井排出礦井。掘進工作面所需風(fēng)量通過設(shè)置在專用皮帶運輸巷的風(fēng)筒來實現(xiàn)，掘進產(chǎn)生的乏風(fēng)也則通過行人斜巷流入到專用回風(fēng)巷中。5.2風(fēng)量計算5.2.1采煤實際需風(fēng)量1）按瓦斯涌出量計算瓦斯的絕對涌出量=（240×3.5×0.97×0.8×1.3×6）×11.95×（1-56％）÷24÷60＝18.56，m3/min式中：——回采工作面的長度240m；——煤層的厚度3.5m；——遺煤率0.97；——采煤機截深0.8m；——煤炭容重1.3；6——每天割煤刀數(shù)；11.95——噸煤瓦斯涌出量mt3/56%——瓦斯抽方率；24——每天小時數(shù)；60——每小時分鐘數(shù)。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，按照回采工作面的回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過1％的要求計算。即（4-1）式中：——回采工作面實際需要風(fēng)量，m3/min；——該回采工作面回風(fēng)巷中瓦斯的平均絕對涌出量，m3/min；——該回采工作面的瓦斯涌出不均衡系數(shù)，是指在正常生產(chǎn)條件下，該回采工作面回風(fēng)巷中的瓦斯（或者二氧化碳）最大絕對涌出量與平均涌出量之比，該值應(yīng)從實測和統(tǒng)計中得出，一般可取1.2～2.1。本次設(shè)計K取1.5。所以，＝100×18.56×1.5＝2784，m3/min。2）按回采工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計算長臂回采工作面所需風(fēng)量通過下面公式計算，m3/min（4-2）式中：——回采工作面的風(fēng)速，取1.2m/s；——回采工作面的平均斷面積。由于采用支撐式支架，所以；所以，＝60×1.2×3.75×（3.5-0.3）＝891，m3/min。3）按工作面工作人數(shù)計算＝4×36＝144，m3/min（4-3）式中：——工作面最多人數(shù)；每人供風(fēng)≮4m3/min。4）風(fēng)速驗算根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，回采工作面的最低風(fēng)速為0.25m/s，最高風(fēng)速為4m/s的要求進行驗算。即每個回采工作面風(fēng)量Q為：m3/min；（4-4）m3/min；（4-5）式中：——回采工作面的面積。5.2.2掘進需風(fēng)量1）按瓦斯涌出量計算絕對瓦斯涌出量＝1.72m3/min。式中：——回采面的斷面積12m2；——每天的掘進長度13.3m；——煤的容重1.3t/m3；——噸煤瓦斯涌出量11.95m3/t；24——每天小時數(shù)；60——每小時分鐘數(shù)。因為，所以，m3/min（4-6）式中：——單個掘進工作面需要風(fēng)量，m3/min；——掘進工作面回風(fēng)流中瓦斯的絕對涌出量，m3/t；——瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)，一般取1.5~2.0.取2.0。2）按工作面通風(fēng)工作人數(shù)計算，m3/min（4-7）式中：——掘進工作面最多人數(shù)，每人供風(fēng)≮4m3/min。3）按炸藥量計算（由于未使用炸藥，此項為空）4）按風(fēng)速進行驗算煤巷掘進工作面的風(fēng)量：＝344>0.25×60×12，m3/min（4-8）式中：12——掘進巷道斷面積m2。5.2.3硐室需風(fēng)量1）采區(qū)變電所風(fēng)量80m3/min；2）絞車房風(fēng)量80m3/min；3）火藥庫風(fēng)量100m3/min。5.2.4分配礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量＝（2784+344×2+80×2+100）×1.2＝4478.4m3/min。式中：1.2為風(fēng)量系數(shù)。分配風(fēng)量：工作面風(fēng)量＝2784m3/min；掘進工作面：＝×100，％（4-9）＝＝=471，m3/min式中：——百米漏風(fēng)率％；——風(fēng)筒的使用長度，m； ——局扇工作風(fēng)量，m3/min； ——掘進面風(fēng)量，m3/min。掘進面總風(fēng)量=471×2＝942，m3/min。硐室需要風(fēng)量260，m3/min；其他維護巷道需風(fēng)量357.9，m3/min；風(fēng)門漏風(fēng)量439.3，m3/min。5.3計算井巷通風(fēng)阻力5.3.1確定礦井通風(fēng)的達產(chǎn)時期本次設(shè)計首先開采的是S1盤區(qū)，S1采區(qū)最上層煤劃分為7個條帶，每個條帶的服務(wù)期限為2年，按照從左向右的順序編號依次為1～7號條帶，1號條帶既是達產(chǎn)時期5.3.2確定通風(fēng)容易時期和困難時期本次設(shè)計的是S1盤區(qū)，S1盤區(qū)劃分為7個條帶，每個條帶的服務(wù)期限為2年，按照從左向右的順序編號依次為1～7號條帶。5.3.3礦井通風(fēng)阻力計算及風(fēng)量調(diào)節(jié)a通風(fēng)阻力計算1）通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)示意圖、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)示意圖容易時期通風(fēng)系統(tǒng)圖見圖5-1容易時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖見圖5-22）通風(fēng)容易時期最大通風(fēng)阻力路線e2→e3→e4→e5→e6→e7→e8→e40→e9→e10→e11→e12→e13→e14→e15→e16→e17→e18→e19→e203）通風(fēng)困難時期通風(fēng)系統(tǒng)示意圖、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)示意圖困難時期通風(fēng)系統(tǒng)圖見圖5-3困難時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖見圖5-44）通風(fēng)困難時期最大通風(fēng)阻力路線e2→e3→e4→e5→e6→e7→e8→e29→e9→e10→e11→e12→e13→e14→e24→e26→e27→e15→e16→e17→e18→e19→e20圖5-1容易時期通風(fēng)系統(tǒng)圖Fig.5-1Ventilationplanoftheeasiesttime圖5-2通風(fēng)容易時期的網(wǎng)絡(luò)圖Fig.5-2Networkplanoftheeasiesttime圖5-3困難時期通風(fēng)系統(tǒng)圖Fig.5-3Ventilationplanofthemostdifficulttime圖5-4通風(fēng)困難時期的網(wǎng)絡(luò)圖Fig.5-4Networkplanofthemostdifficulttime5）列表計算通風(fēng)容易時期摩擦阻力表5-1容易時期的摩擦阻力Table5-1Frictionresistanceoftheeasiesttime巷道序號巷道名稱支架性質(zhì)V（m/s）α（Ns2/m4）U(m)L(m)S(m2）S3R（Ns2/m8）Q(m3/s)h摩(pa)1副立井砼碹2.70.04521.769837.452313.60.0131171782副立井砼碹2.50.04521.71037.452313.60.00019821.33井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴30.0115.715016.84741.60.00580324井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴4.80.0115.719616.84741.60.00658142.75井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴4.60.0115.778916.84741.60.02678118.66運輸巷聯(lián)絡(luò)巷錨網(wǎng)1.80.0116.4501640960.002281.67首采工作面膠帶運輸順槽錨網(wǎng)3.50.01814.8150912.92146.70.18745.7390.48首采工作面切槽錨網(wǎng)3.30.03515.61801427440.03645.775.29首采工作面回風(fēng)順槽錨網(wǎng)3.50.01514.8155612.92146.70.16145.733610回風(fēng)大巷錨網(wǎng)噴4.70.01176516.84741.60.0028012.811總回風(fēng)巷錨網(wǎng)噴4.70.0116.172017.85639.80.02184.815112總回風(fēng)巷錨網(wǎng)噴7.80.0116.110017.85639.80.003130.851.313回風(fēng)立井砼碹70.0216.370821.29528.10.024162.2631.4合計2207

6）列表計算通風(fēng)困難時期摩擦阻力表5-2困難時期的摩擦阻力Table5-2Frictionresistanceofthemostdifficulttime巷道序號巷道名稱支架性質(zhì)V（m/s）α（Ns2/m4）U(m)L(m)S(m2）S3R（Ns2/m8）Q(m3/s)h摩(pa)1副立井砼碹2.70.04521.769837.452313.60.0131171782副立井砼碹2.50.04521.71037.452313.60.00019821.33井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴30.0115.715016.84741.60.00580324井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴4.80.0115.719616.84741.60.00658142.75井底車場輔助運輸巷錨網(wǎng)噴4.60.0115.758916.84741.60.019578118.66輔助運輸大巷錨網(wǎng)噴4.90.0116.49301640960.037782257輔助運輸大巷錨網(wǎng)噴3.40.0116.412401640960.0578304.88輔助運輸大巷錨網(wǎng)噴2.80.0116.42001640960.0086028.89輔助運輸大巷錨網(wǎng)噴2.10.0116.4401640960.0016534.510輔助運輸大巷錨網(wǎng)噴20.0116.42001640960.0086230.811運輸巷聯(lián)絡(luò)巷錨網(wǎng)噴1.50.0116.4501640960.002281.612工作面膠帶運輸順槽錨網(wǎng)3.50.01814.8213912.921460.2745.756413工作面切槽錨網(wǎng)3.30.03515.61801427440.03645.77514工作面回風(fēng)順槽錨網(wǎng)3.50.01514.8211712.921460.2245.746015回風(fēng)巷通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷錨網(wǎng)3.30.01141181217280.013915.216回風(fēng)大巷錨網(wǎng)噴3.10.011720516.84741.60.00856.725.717回風(fēng)大巷錨網(wǎng)噴40.011720516.84741.60.0086938.118回風(fēng)大巷錨網(wǎng)噴4.70.0117178016.84741.60.06381418.719總回風(fēng)巷錨網(wǎng)噴4.70.0116.172017.85639.80.02184.81515.3.4局部阻力的計算由于礦井進回風(fēng)井在同一工業(yè)場地，自然風(fēng)壓與通風(fēng)負壓相比較小。礦井的局部阻力初期按摩擦阻力的10%，后期按摩擦阻力的15%計算。容易時期：h局=220.7Pa；困難時期：h局=547.2Pa。5.3.5自然風(fēng)壓H自=式中：H自—自然風(fēng)壓，Pa；hi—進風(fēng)側(cè)分段垂高，m；ρi—進風(fēng)側(cè)分段平均密度，kg/m3；hj—回風(fēng)側(cè)分段垂高，m；ρj—回風(fēng)側(cè)分段平均密度，kg/m3；g—重力加速度，m/s2；經(jīng)計算自然風(fēng)壓：冬季H自冬=267.7Pa；夏季H自夏=-55.4Pa。自然風(fēng)壓冬季對礦井通風(fēng)有利，夏季對礦井通風(fēng)不利。5.4礦井通風(fēng)總阻力和等積孔計算5.4.1通風(fēng)總阻力1）容易時期，Pa（4-11）2）困難時期，Pa（4-12）5.4.2等積孔1）容易時期＝3.9，m2（4-13）2）困難時期=2.9，m2（4-14）由等積孔面積可以確定通風(fēng)容易時期礦井的通風(fēng)為良好，通風(fēng)困難時期礦井的通風(fēng)為中等。5.5主要通風(fēng)機選型HYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441940"5.5.1選擇原則及步驟（1）設(shè)計依據(jù)本礦井采用機械通風(fēng)，設(shè)有專用回風(fēng)井，其出口處設(shè)置通風(fēng)機。本礦標高均為+80m，回風(fēng)立井井口標高也為+80m。（2）通風(fēng)機風(fēng)量和負壓的計算根據(jù)礦井所需的風(fēng)量和負壓，考慮通風(fēng)設(shè)施漏風(fēng)和各種阻力損失及自然風(fēng)壓后，通風(fēng)機的計算風(fēng)量和負壓分別為：抽出式風(fēng)井且無提升任務(wù),取1.05.Qf＝1.05×162.2=170.3（m3/s）Ｈsdmin＝2207+220.7-267.7=2160（Pa）Ｈtdmin＝3684+552.6+55.4=4292（Pa）通風(fēng)容易時期和困難時期風(fēng)量均為170.3m3/s，通風(fēng)容易期負壓為2160Pa，困難期為4292Pa。HYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441941"5.5.2主要通風(fēng)機的選擇根據(jù)通風(fēng)設(shè)備選型方案和通風(fēng)機的計算風(fēng)量和負壓，本礦井通風(fēng)設(shè)備選用FBCDZ-8-№28B-2×450KW型對旋式礦用軸流通風(fēng)機2臺，其中1臺工作，1臺備用。每臺通風(fēng)機配用YBF560S2-8型電動機1臺。通風(fēng)機根據(jù)實際要求風(fēng)量、負壓的變化，通過調(diào)整葉片角度，使風(fēng)機始終運行在高效區(qū)，通風(fēng)機配備消音裝置。\l"_Toc232441942"5.5.3主要通風(fēng)機工況點 通風(fēng)機達到最大設(shè)計負壓和風(fēng)量時,風(fēng)機具有足夠的富裕能力。風(fēng)機運行工況點的參數(shù)表見表5-3。表5-3風(fēng)機運行工況點的參數(shù)表項目風(fēng)量（m3/s）負壓（Pa）效率η計算軸功率（kW）通風(fēng)容易期M1170.3216081％480通風(fēng)困難期M2170.3429281％730主通風(fēng)機特性曲線見圖5-5。圖5-5主通風(fēng)機特性曲線

HYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441943"5.5.4選擇電動機 本礦井采用機械式通風(fēng)，主通風(fēng)機布置在地面工業(yè)場地內(nèi)，回風(fēng)井出口處。在回風(fēng)井口設(shè)置密閉門，使外部漏風(fēng)率小于5%。本礦井通風(fēng)設(shè)備選用FBCDZ-8-№28B-2×450KW型對旋式礦用軸流通風(fēng)機2臺，其中1臺工作，1臺備用。每臺通風(fēng)機配用YBF560S2-8型電動機1臺。通風(fēng)機房的電源引自地面變電所，以雙回路電纜供電，其中1回工作，1回備用，能保證通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)，且備用通風(fēng)機能在10min內(nèi)開動。HYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441944"5.6概算礦井通風(fēng)費用 HYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441945"5.6.1計算主扇運轉(zhuǎn)耗電量通風(fēng)容易時期和困難時期共選一臺電動機時：式中：ηe——主要通風(fēng)機電動機效率，取0.90；ηc——傳動效率，直接傳動時取1.0；ην——變壓器的效率取0.80；ηH——電線的輸出功率取0.95。通風(fēng)機最大功率為730kW得If=9349122.8kW.h5.6.2噸煤通風(fēng)電費計算噸煤的通風(fēng)電費為主要通風(fēng)機年耗電費及井下輔助通風(fēng)機、局部通風(fēng)機電費之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計算：式中：E——噸煤的通風(fēng)電費，元/t；D——電價，0.5元；T——礦井年產(chǎn)量，1.80Mt；If——礦井主要通風(fēng)機年耗電量；Ia——礦井局部通風(fēng)機與輔助通風(fēng)機年耗電量100000。得：E=2.6元/tHYPERLINKzhangpeng/Desktop/礦井通風(fēng)設(shè)計指導(dǎo)書的修改/初稿/畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書最終修改4.2.docl"_Toc232441947"6通風(fēng)構(gòu)筑物6.1通風(fēng)構(gòu)筑物為保證井下風(fēng)流按設(shè)計路線流動，在井巷中布置了完善的通風(fēng)設(shè)施。一般正常關(guān)閉的風(fēng)門均為兩道雙向風(fēng)門，常開的一般為反風(fēng)風(fēng)門，獨立通風(fēng)的硐室設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)門。井下通風(fēng)設(shè)施在-850m以深都要達到防突的要求。反向風(fēng)門安設(shè)在掘進工作面的進風(fēng)側(cè)每一組反向風(fēng)門須設(shè)兩道，風(fēng)門間距不小于4m。對通過門垛的風(fēng)筒，設(shè)有隔斷裝置，在逆流時防止瓦斯逆流鐵板可隔斷風(fēng)筒，防止逆流的瓦斯進入進風(fēng)側(cè)。反向風(fēng)門的安裝及制作要求如下：風(fēng)門墻垛要求：①墻垛厚度不得小于1m。②嵌入巷道周邊實體煤(巖)的深度：煤巷不得小于0.5m，巖巷不得小于0.2m。對于松散煤巖體的巷道，必須加入鋼筋對周邊進行錨固。③要預(yù)留管、纜、線、風(fēng)筒孔。不準在墻垛做好后，在墻垛上打孔破壞墻垛。暫時不用的孔洞，可在防逆流方向一端用木塞堵塞。對通過門垛的風(fēng)筒，設(shè)有隔斷裝置。④磚縫、料石縫砌筑時要灌滿沙漿，不準有空縫、重縫。⑤養(yǎng)護期不少于7天。門框、門扇材料要求：①采用堅實的木質(zhì)結(jié)構(gòu)。②門框厚度不小于150mm。③門板厚度不小于50mm。④筋帶材料為扁鋼(寬×厚為80mm×10mm)，角鋼為8／5號(采用邊厚7mm)或槽鋼為8號。門框、門扇建造要求：①門框在建造墻垛時預(yù)埋，要與墻體結(jié)合牢固。②門扇木板采用縱向槽接，且不透光。③每扇門扇至少設(shè)2組筋帶，每組筋帶為扁鋼和角鋼或槽鋼組成。④連接門扇和門框的鉸鏈必須牢固，宜采用Φ20mm的圓鋼。⑤風(fēng)門必須用木方或混凝土現(xiàn)澆設(shè)置底坎。⑥每組防突風(fēng)門必須設(shè)置兩道及其以上，兩道風(fēng)門之間的距離不得小于4m。生產(chǎn)中，對控制風(fēng)流的通風(fēng)設(shè)施必須安裝牢固且正常工作狀態(tài)，設(shè)計的風(fēng)門等通風(fēng)設(shè)施均設(shè)置在水平的巷道中，對廢棄不用的巷道及已開采完畢的回采巷道和采空區(qū)均應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)定及時進行密閉。并建立檢查制度，及時檢查密閉質(zhì)量，及時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，并根據(jù)檢查結(jié)果及時處理險情。6.2主要通風(fēng)機附屬設(shè)備（1）風(fēng)硐風(fēng)硐是礦井主要通風(fēng)機和風(fēng)井之間的聯(lián)絡(luò)巷道，因風(fēng)硐內(nèi)風(fēng)量較大，風(fēng)硐內(nèi)外的壓差也較大所以對風(fēng)硐的設(shè)計和施工質(zhì)量要求較高起技術(shù)要求，如：=1\*GB3①風(fēng)硐斷面應(yīng)保證其內(nèi)風(fēng)速不大于15m2∕s；=2\*GB3②風(fēng)硐不宜過長，斷面形狀以圓形為最佳，內(nèi)壁應(yīng)光滑、拐彎要平緩，保持風(fēng)硐內(nèi)無堆積粉塵。風(fēng)硐的通風(fēng)阻力不超過100－200Pa；=3\*GB3③風(fēng)硐與風(fēng)井的連接處要平緩避免突然擴大和縮??；=4\*GB3④風(fēng)硐及風(fēng)硐內(nèi)的閘門等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴密，以防止大量漏風(fēng)。（2）防爆門防爆門是防止瓦斯、煤塵爆炸時毀壞通風(fēng)機的安全設(shè)施，《規(guī)程》規(guī)定：裝有主要通風(fēng)機或分區(qū)通風(fēng)機的出風(fēng)井口必須安裝防爆門。防爆門的技術(shù)要求：=1\*GB3①防爆門的面積不小于井口的面積；=2\*GB3②防爆門必須正對出風(fēng)井的風(fēng)流方向，保證在井下發(fā)生爆炸時，高壓氣浪將其沖開；=3\*GB3③防爆門的結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固嚴密，水封槽中應(yīng)經(jīng)常保持足夠的水位，以防漏風(fēng)；=4\*GB3④防爆門上要掛平衡重錘配重。（3）擴散器通風(fēng)機出風(fēng)口外接的一定長度、斷面逐漸擴大的建筑物即為擴散器。其功能是將通風(fēng)機出口的速壓更多地轉(zhuǎn)化為靜壓，以減少通風(fēng)機出口的速壓損失，提高通風(fēng)機裝置的靜壓。7礦井排水系統(tǒng)設(shè)計7.1礦井概況曉南礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，主要以斷裂帶為主，褶曲次之，并有少量火成巖形成，共發(fā)育大斷層32條，褶曲5條，地表水系不發(fā)育，其中發(fā)育有兩條季節(jié)性河流，由于井口標高高于最大洪水高度，含煤地層距地表水系較遠并且?guī)r層滲透性較差，地表水對井田開拓并沒有太大的影響。井田內(nèi)含水層主要有第四季流沙層，白堊紀沙礫巖層，朱羅紀砂巖層和礫巖含水層，各個含水層之間的水力聯(lián)系多以垂直滲透為主，礦井的正常涌水量在40－60立方米每小時之間，最大涌水量為90立方米每小時。主要的水害情況為采空區(qū)積水，一般形成采空區(qū)后的積水量多在500－3000立方米之間，生產(chǎn)中要進行探放水工作，礦井的水文地質(zhì)類型為簡單型。7.2礦井井下排水系統(tǒng)井下的水源主要是采煤過程中產(chǎn)生的，為了排水所以采煤工作面帶有3‰的傾角，這樣采煤過程中產(chǎn)生的水通過在重力作用下流入皮帶順槽的排水溝中，由于工作面的水中含有大量的煤塵，所以可以在巷道中設(shè)置一個窩子先對工作面產(chǎn)生的煤水進行沉淀，沉淀之后的水通過皮帶順槽中的排水溝流入到專用皮帶巷中，經(jīng)過運輸石門和運輸大巷，最終匯入井底水倉，然后由水泵房將水抽到地面排出。掘進工作面的產(chǎn)生的水源也是通過掘進巷道中設(shè)置的排水溝分別流入到專用皮帶巷和專用回風(fēng)巷，流入專用皮帶巷的水可以經(jīng)由運輸石門到運輸大巷最終流入井底水倉，也可以經(jīng)過皮帶石門到皮帶大巷通過皮帶大巷和運輸大巷間的聯(lián)絡(luò)巷到運輸大巷，再流入井底水倉。流入專用回風(fēng)巷的水將會流入回風(fēng)大巷，再通過回風(fēng)大巷和運輸大巷間的聯(lián)絡(luò)巷到達井底水倉。最后由水泵房將水排出地面。具體排水布置見圖7-1圖7-1排水系統(tǒng)圖Fig7-1.Drainagesystem7.3井底水倉的設(shè)計7.3.1一般規(guī)定和要求井底水倉的布置要求水倉是井下排水系統(tǒng)的貯水巷道，還起著澄清污水的沉淀作用。（1）井下主要水倉應(yīng)根據(jù)車場形式，泵房位置和圍巖條件布置，布置方式一般與井底車場設(shè)計同時確定。水倉入口一般應(yīng)設(shè)在車場或者大巷的最低點。（2）水倉容量應(yīng)根據(jù)礦井正常涌水量計算確定。新建，改建礦井或者生產(chǎn)礦井的新水平，正常涌水量在1000m3正常涌水量大于1000V=2(Q+3000)（6-1）式中：V——主要水倉的有效容量，m3；Q——礦井正常涌水量，m3/h。但主要水倉有效容量不得小于4小時的礦井正常涌水量。礦井最大涌水量同正常涌水量相差特別大的礦井，水倉容量應(yīng)編制專門設(shè)計。采用水砂填充，黃泥灌漿的礦井，水倉容量按礦井正常涌水量確定后，還要加4小時的晝夜平均充填水量或者灌漿水量。（3）主要水倉必須有主倉和副倉，以便一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用。設(shè)計中主倉和副倉可分別按一個或者一組水倉進行布置。視不同布置條件，水倉也可以布置成多個或者多組。水倉巷道之間應(yīng)互不滲水，間距一般10～25米。（4）水倉斷面大小，應(yīng)根據(jù)容量，圍巖，布置條件和清倉設(shè)備的需要確定，并應(yīng)使水倉頂板標高不高于水倉入口水溝底板和低于泵房地面1米以上。水倉高度一般不應(yīng)小于2米，容量大的水倉，應(yīng)適當(dāng)加大斷面，以縮短水倉長度。水倉支護方式采用混凝土支架時，其凈斷面應(yīng)乘以1.2的有效利用系數(shù)。（5）為有利于泥砂沉淀，清理和清理時的礦車運輸，水倉坡度應(yīng)采用0.001～0.002向吸水井方向的上坡。水倉最低點（清倉斜巷下部）應(yīng)設(shè)一集水水窩，以便清倉時排除積水。水倉的平曲線半徑一般取12～15米，或根據(jù)清倉設(shè)備要求確定。清倉斜巷坡度一般不大于20°豎曲線半徑9～12米。（6）水倉一般應(yīng)采用機械清理，進口處應(yīng)設(shè)篦子。涌水中帶有大量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)設(shè)置沉淀水池，沉淀池應(yīng)設(shè)兩個（組），以便交替使用。7.3.2水倉容量根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，正常涌水量再1000m3/h及其以下時，主要水倉的有效水倉的容積應(yīng)該能夠容納8個小時的正常涌水量。所有水倉的容量V＝8Qr＝8×50＝400，m3（6-2）7.3.3水倉的規(guī)格尺寸設(shè)計礦井的井底水倉由主一個水倉和一個副水倉組成，當(dāng)一個水倉進行清掃時，另一個水倉正常使用，兩個水倉間的間距為20m，為了使涌水中的泥砂得到充分的沉淀，水在水倉中的流量不應(yīng)大于0.005m/s，在水倉中流動的時間不少于6個小時，故每個水倉的長度為：100，m（6-3）水倉的斷面積為：1.6，m2（6-4）可取標準斷面8.2m2，以防止有突出涌水事件發(fā)生，水倉的頂板標高應(yīng)低于水倉入口處，水倉的底板的標高朝泵房有2‰的坡度，以利于泥砂清理。7.3.4水倉的位置及清理設(shè)計礦井的水倉位于井底車場靠近水泵房的位置，水倉入口的