中国矿业大学2011级本科生《矿井通风与安全》课程设计
配风量 掘进 硐室 其它 岩巷掘进头 炸药库 其它巷道所需风量 1 1 3286.50 492.98 2907.9 145.4 3053.29 表4-14矿井困难时期分风一览表
200 150 2585 200 150 129.9 矿井有效风量 内部漏风（漏风系数取15%） 矿井总进风量 外部漏风（总进风的5%） 风机风量 项目 用风地点 工作面 采区 硐室 12煤层 数量/个 单位需风量/ (m3/min·个) 1568 250 120 60 200 150 2937.9 440.685 3378.585 201.05 3580.1 需风量/ (m3/min) 1568 500 120 60 2248 2585 400 150 139.9 综采工作面 煤巷掘进头 采区变电所 采区绞车房 1 2 1 1 2 1 有效风量 配风量 掘进 硐室 其它 岩巷掘进头 炸药库 其它巷道所需风量 矿井有效风量 内部漏风（漏风系数取15%） 矿井总进风量 外部漏风（总进风的5%） 风机风量 4.5 矿井通风阻力
矿井井巷风流一般都处于紊流状态，设计依据摩擦阻力定律分段计算井巷风阻。由于各生产时期通风线路与通风距离的不同，其通风阻力也不同，设计分矿井达产后通风容易时期与通风困难时期，分别计算全矿井通风阻力及通风等积孔。 (1)矿井通风总阻力的计算原则：
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1)矿井通风的总阻力，不应超过2940Pa。
2)矿井井巷的局部阻力，新建矿井(包括扩建矿井独立通风的扩建区)宜按井巷摩擦阻力的10％计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
3)当风量按照各用风地点的需要或自然分配后，选择达到设计产量时通风最容易时和最困难时通风阻力最大的风路，然后分别计算这两条风路中各段井巷通风阻力，分别累加后即得到矿井通风最容易和最困难两个时期的最大通风阻力。 (2)通风容易和通风困难两个时期位置的确定
由矿井通风方式及巷道布置形式可以看出，当开采南采区第一个采面时，通风线路短，通风阻力小，确定此时为通风容易时期。一台风机的服务 年限一般为20～25a。当开采一水平南十采区最后一个采面时，正好处在25年左右，通风线路长，通风阻力大，确定此时为通风困难时期。通风容易时期和困难时期的掘进工作面的采煤工作面的个数都相同，容易时期和困难时期总进风量和总回风量相同。在采面回采过程中都存在着瓦斯抽放，因此，容易和困难时期总回风，要比实际的小。
通风容易时期最大阻力路线(见图4-9，4-10所示)：
通风容易时期：副井1→2→18→3→4→5→6→7→8→9→11→12→13→地面；
东风井1311121710951561614341-- 主井2--副井3-- 井底车场5-- 采区下部车场7-- 采区变电所9-- 采区中部车场11-- 采区煤仓13--综采工作面15--回风井4-- 水平运输大巷18196-- 采区轨道上山8--区段运输石门图例新鲜风流乏风流风门调节风门调节风窗局部通风机210-- 采区皮带上山12-- 区段运输平巷图4-9 通风容易时期立体示意图14-- 区段回风平巷16-- 绞车房
图4-9 容易时期通风系统立体图
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16面工作综采1071715614453图4-10容易时期通风系统网络图
通风困难时期最大阻力路线 (见图4-11，4-12所示)：
通风困难时期：副井1→2→22→3→4→5→7→8→9→10→11→12→13→14→15→16→17→地面；
30西风井东风井17293015423232226249141071982827913122118112011861251373451816171418252615161-- 主井2--副井3-- 井底车场5-- 采区上部车场7-- 采区变电所9-- 采区中部车场11-- 采区煤仓13--综采工作面15--皮带暗斜井17--回风井104-- 水平运输大巷6-- 采区轨道下山8--区段运输石门10-- 采区皮带下山12-- 区段运输平巷14-- 区段回风平巷16-- 轨道暗斜井18-- 绞车房图例新鲜风流乏风流风门图4-10 通风困难时期立体示意图调节风门调节风窗局部通风机 图4-11 困难时期通风系统立体图
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图4-12 困难
网络图
(3)沿着上述两个时期通风阻力最大的风路，分别用下式计算出各个区段的摩擦阻力hf：
时期通风系统
345113hf??LUQ2/S3 (4-11)
式中：L――巷道长度，m；
U――巷道周长，m；
24 ?――摩擦阻力系数，N?S/m；
3 Q――通过该巷道的风量，m/s
综采工作面 S――巷道断面积，m；
根据前面设计巷道的长度、周长、净断面、巷道的支护方式查出?值，带入上式即可算出最大阻力路线内各井巷的通风摩擦阻力，计算结果见表4-15，表4-16所示。
沿着风路，将各区段的摩擦阻力相加，井巷的局部阻力按摩擦阻力的10%考虑，即可算出通风容易时期和通风困难时期的通风总阻力[6]。分别为：
通风容易时期：hrmin=1.1×459.59=505.55pa (4-12) 通风困难时期：hrmax=1.15×654.66=752.86pa (4-13)
式中：hm—矿井井巷通风总阻力，pa。 表4-15通风容易时期矿井通风阻力 序井巷名称 支护形式 α×104 L U S Rf Q hfr V 2 26
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NS2/m4号 NS2/mm m 23.m2 44.2 16.6 16.6 16.6 16.6 16.6 13.7 13.2 12.3 16.6 16.6 19.6 0.0109 0.0126 0.0015 0.1092 0.0706 0.0753 0.0030 0.0227 0.0024 0.0358 0.0088 0.0030 8 m3/s 50.88 50.88 50.88 49.54 49.54 49.54 47.37 40.27 47.37 40.27 56.31 50.88 pa m/s 1.11 2 3 副井 井底车场 运输大巷 混凝土 砌碹 锚喷 350 85 85 315 320 1300 6 14.8 14.8 14.7.81 22.79 92.56 5 3.07 3.07 2.94 5 采区下部车场 采区进风上山 锚喷 锚喷 92 90 80 780 8 14.8 14.5.84 55.74 8 2.98 2.96 采区中部车场 锚喷 92 100 1018 15.4 14.5 14.6 14.7.31 169.01 114.51 245.09 8 3.45 3.05 3.84 2.47 8 9 区段进风平巷 综采工作面 区段回风平巷 锚网 液压支架 锚网 124 400 140 8 280 1001 10 11 12 回风石门 总回风巷 风井 总阻力 /pa 锚喷 锚喷 混凝土 92 60 350 50 650 145 8 14.8 15.7 2.41 40.01 28.21 3 3.39 2.59 791.294 表4-16矿井通风困难时期摩擦阻力 α×104 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 井巷名称 副井 井底车场 运输大巷 采区上部车场 采区进风下山 采区中部车场 区段进风平巷 综采工作面 区段回风平巷 采区中部车场 采区回风下山 支护形式 混凝土 砌碹 锚喷 锚喷 锚喷 锚喷 锚网 液压支架 锚网 锚喷 锚喷 NS2/m4 350 85 85 92 90 92 124 400 140 92 90 m 315 320 m m2 L U S Rf NS2/m8 m3/s pa 9.56 m/s 1.28 Q hfr V 23.6 44.2 0.003 56.31 14.8 16.6 0.009 56.31 27.90 4.04 1173 14.8 16.6 0.032 56.31 102.29 4.04 80 663 100 14.8 16.6 0.002 56.31 7.55 3.43 14.8 16.6 0.019 50.80 49.82 3.06 14.8 16.6 0.003 50.80 7.68 3.06 1473 15.4 13.7 0.109 50.80 281.25 3.70 280 14.5 13.2 0.071 43.18 131.65 3.27 1468 14.6 12.3 0.160 50.80 413.37 4.12 120 14.8 16.6 0.004 50.80 9.22 3.06 1570 14.8 16.6 0.046 50.80 117.98 3.06 27