4.6.3选择原则及步骤 ................................................... 34 4.6.4扇风机的选择 ..................................................... 35 4.6.5主扇工况点 ....................................................... 36 4.6.6选择电动机 ....................................................... 39 4.7概算矿井通风费用 .................................................... 39 4.7.1计算主扇运转耗电量 ............................................... 39 4.7.2吨煤通风电费计算 ................................................. 40 4.8通风构筑物 .......................................................... 41 4.8.1风门设置要求 ..................................................... 41 4.8.2风门 ............................................................. 41 4.8.3风窗 ............................................................. 41 4.9矿井反风设计 ........................................................ 42 4.9.1反风的目的与意义 ................................................. 42 4.9.2反风方法选择 ..................................................... 42 5矿井安全技术措施与环境保护 ............................................................................................. 43 5.1瓦斯管理 ............................................................ 43 5.2综合防尘及隔爆措施 .................................................. 43 5.3火灾的预防 .......................................................... 44 5.4煤尘爆炸的预防 ...................................................... 44 5.4.1减少浮尘量 ....................................................... 44 5.4.2防止引爆煤尘 ..................................................... 44 5.4.3限制煤尘爆炸范围扩大 ............................................. 44 5.5矿井防治水 .......................................................... 45 5.6顶板灾害防治 ........................................................ 45 5.7环境现状 ............................................................ 46 5.8主要污染物及其防治 .................................................. 46 5.9矿区的绿化 .......................................................... 47 5.9.1矿井分区布置绿化原则 ............................................................................................ 47 5.9.2矿井分区绿化的布置措施 ........................................................................................ 47 6结论 ......................................................................................................................................... 48 致谢 ............................................................................................................................................ 49 参考文献 .................................................................................................................................... 50
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1绪论
1.1选题的背景及意义
我国煤炭储量世界第一,高储量伴随着较高开采量,近几年来,我国的煤炭的生产量都达到20亿吨左右,生产量、消费量和供应量大体相当,说明了我国的煤炭的自主自给率十分高。而其他资源,如石油、天然汽等很多都需要对外进口,对外依赖程度很高。自20世纪90年代中后期以来,我国的工业化、城镇化明显加快,改造自然的规模不断扩大,特别是对煤炭索取的资源也越来越多, ,其消费明显呈现出上升势头。据统计,2005年我国能源消费量折合为5500万吨标准煤,其中每万元GDP能耗为0.81吨标准煤,大概是世界平均水平的2倍。所以从经济意义上讲,煤炭和其他资源一样,对中国经济增长发挥着巨大的作用。因此做好煤炭行业安全工作十分重要。近年来，随着现代矿井开采深度不断增大，矿井设计生产能力的增大，煤层的开采条件日趋复杂化，相应的矿井沼气涌出量也增大，岩层温度也不断升高，矿井自然发火越来越严重，我国煤矿开采技术高速发展，原煤产量不断提升但矿井事故却未相应减少，尤其煤矿瓦斯重大事故屡有发生。
在矿井的建设和开采过程中会产生大量有害气体和粉尘，同时工人工作是也需要氧气进行呼吸，如果井下通风不足就可能导致瓦斯的积聚、工作面温度升高、缺氧等一系列问题，瓦斯的积聚可能导致爆炸或者火灾，工作面温度的升高和缺氧严重影响工人的正常工作，这些问题解决不好将严重威胁到工人的人身财产安全，风量过剩也会导致不良影响。如漏风过大，动力消耗过度，风流发生过度的冷却，巷道内矿尘飞扬导致煤尘爆炸或自燃都将给生产安全带来隐患。同时一些不合理的设置会增加矿井的通风费用。王村矿五采区主要煤层为5号煤层，通过合理的设计，降低矿井瓦斯粉尘浓度，为工作面提供新鲜风流，保证风流的稳定性，竭尽全力确保煤层开采顺利进行，保证人员财产的安全。
1.2国内外发展及现状
煤炭是世界工业发展的主要能源之一，在很早以前就有煤矿开采历史，大约在1640年，人们开始把进回风分开，利用自然通风为矿井进行通风，为了增加通风压力，1650年在回风路线上设置火筐，1787年开始又在回风路上增加火炉，加热回风风流，促进通风。1745年俄国科学家发表了空气在矿井中流动的理论，1764年法国科学家发表了矿井自然通风的理论，这是矿井通风历史上奠基的两篇论文。
随着科技的发展矿井通风进入了机械通风阶段，1849制造出了转速约为95转每分钟，分量约为500立方米每分钟的蒸汽铁质离心式扇风机；1898年实现了电力型轴流式扇风机的使用，矿井通风进入了一个新的时代，到现在矿井通风机的功率在不断的加大，目前国内的通风机主要分为两种：轴流式通风机和离心式通风机。离心式通风机与
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轴流式通风机的比较：
(1)结构：轴流式通风机结构紧凑，体积小，重量轻，可直接高转速电动机拖动，传动方式简单，但结构复杂维修较困难；离心式通风机结构简单，维修方便，但结构体积大，安装占地大，转速低，传动方式复杂毛病较多，现有机翼形叶片可提高转速。
(2)性能：轴流式风压低，流量大，反风方法多；离心式则相反。在联机运行时，轴流式的联合工作较差，而离心式较好。轴流不容易过载，而离心式容易过载。
(3)适用范围：离心式通风机适用流量小，风压大，转速低的情况；轴流式通风机则相反。轴流式适宜阻力变化大而风量变化不大的矿井；离心式则相反。一般大、中型矿井的通风都采用轴流式，小型多采用离心式，特大型矿井也有采用叶片后弯式叶轮离心风机，因为它效率较高。
采区通风系统是矿井通风系统的中心，采区通风包括采区进风。采区回风、及工作面推进、回风道的布置方式，采区通风路线的连接形式，采区内的通风设备和设施等基本内容。我国的工作面的通风系统的基本类型有以下几种：
(1)U型与Z型通风系统
U型通风是一进一回，在我国使用比较普遍，有点是结构简单，巷道维修施工量小，工作面漏风量小，风流稳定容易管理。缺点是上隅角瓦斯容易超限，工作面进回风巷要提前掘进，维护工作量大。
Z型通风是一进一回，采用Z型后退式通风系统采空区瓦斯不会涌入工作面，而是涌入回风顺槽，采用Z型前进式通风系统的工作面入风侧沿采空区能抽放瓦斯，采空区瓦斯涌入工作面，特别是上隅角，回风侧不能抽放瓦斯。
(2)Y型、W型、双Z型通风系统
这3种通风系统都是两回一进或者两进一回的通风系统。
Y型通风系统实际应用中多是在回风侧加入附加的新鲜风流，与工作面回风汇合从采空区侧流出，这样会使回风道风量加大，但上隅角的瓦斯不易超限还可以在上部进风道抽采瓦斯。
W型后退式通风系统进回风平巷都布置在煤体中，当由中间及下部平巷进风，上部平巷回风时上下段工作面都是上行通风，，但上段工作面风速高不利于防尘，上隅角瓦斯易超限，所以瓦斯涌出量大的矿井采用上下平巷进风中间平巷回风，W型前进式通风系统的航道维护在采空区内，漏风大，采空区瓦斯涌出量大。同时劳工组织和管理复杂。
双Z型通风系统中间巷与进回风平巷分别在工作面两侧，前进式通风系统的上下入风平巷维护在采空区内，漏风携带的瓦斯会使工作面的瓦斯超限。后退式时上下入风平
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巷在煤体中，漏风携带的瓦斯不进入工作面。双Z型通风系统有一段是下型通风，并且需要设置边界上山，维护在采空区的巷道的支护上还要防止漏风。
(3)H型通风系统
H型通风系统是两进两回的通风系统或者三进一回的通风系统，特点是工作面风量大采空区瓦斯不会涌向工作面，气象条件好，增加了工作面的安全出口，工作面机电设备在新鲜风流巷道中，同风阻力小，易于控制上隅角瓦斯，但沿空护巷困难，由于有附加巷道，可能影响风的稳定性，管理复杂。
1.3主要的研究内容
(1)熟悉王村矿的矿井通风系统，对整个矿井通风系统进行分析，从整体布局出发设计五采区通风系统。
(2)五采区的通风系统的选择，从地质因素和采矿计划两方面考虑，设计满足条件的通风系统。
(3)采区风量的计算与分配，根据工作面和掘进的需要设计风量。 (4)计算矿井总阻力，选择通风机。
(5)通风构筑物的设置，在必要的位置设置通风构筑物，确保风流和风量的稳定性。
1.4技术路线图
技术路线如图1.1。
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