通风工程课程设计-某铀矿井下通风安全技改设计.doc

南华大学环境保护与安全工程学院课程设计通风工程课程设计题 目： 某铀矿井下通风安全技改设计 学院名称： 环境保护与安全工程学院 指导教师： 职称： 讲 师 班 级： 铀炼071班 学 号： 200747101XX 学生姓名： XXX 2010年6月27日前 言随着经济的快速发展，人类对能源的利用量大大的提高了，在能源危机下的今天，人类的目光已经转向清洁能源的开发利用上了。核能是新时代清洁能源的代表。现在人类还主要处于利用核裂变能发电的阶段，而核裂变铀是其主要途径。纵观整个核工业体系，铀矿开采阶段是整个体系中危险性最大的一个阶段，矿井中的各种有毒有害气体，矿尘，铀矿山特有的对人体有严重危害的氡及氡子体等都是我们保护工人的生命健康所要求去消除的。 随着近看来国家对职业病领域的严厉要求和人们对职业病的关注，矿山的安全防护工作显得越来越重要了。要降低矿井下手空气粉尘含量和有毒气体的浓度，使其达到国家标准，必须对矿井进行通风，将地面上的新鲜空气不断的送入到矿井中，并将井下受污染的空气排出地面，从而保证工作人员的健康和安全，为工人创造舒适安全的劳动条件。本设计是对其铀矿井下通风安全技改设计，由于本人学识疏浅，本设计定会有许多需要改正的地方，希望老师予以指出。一、 总 论1.1项目性质项目性质为某矿井井下通风安全技术改造，是为了利用矿井已形成的井巷工程和通风工程，利用矿井氡渗流控制新技术将矿井氡及氡子体浓度控制到可以接受水平，矿内空气成份如O2、CO2、CO、NH3、NOx等达到国家规定的允许浓度，确保矿工接受的年最大辐射剂量小于15mSv,以确保矿工身体健康和职业安全。1.2设计编制依据、原则和采用标准（1）设计编制依据：a.中核金原铀业公司安防工作会议精神 2002.04b.矿山安全条例 国务院1982年发布c铀矿冶安全规程 中国核工业集团公司 2003.05（2）设计编制的主要原则：a贯彻执行国家及部委的有关方针、政策、标准、规范。b采用氡渗流控制的新技术，确保井下空气新鲜和矿工的年接受剂量小于20mSv，保护矿工身体健康和生命安全，使通风安全工作上升到一个新水平。c充分利用已有工程和设施，以确保工程投资省、效益好、见效快。d人员编制精干，按岗位工作量和一专多能配备通风安全人员。（3）设计采用标准：a.铀矿冶辐射防护规定 EJ993-96b.铀矿通风防护最优化方法 EJ/T994-95c.铀矿井排氡及通风技术规范 EJ/T359-2006e电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB18871-2002f铀矿冶辐射防护设计规定 EJ348-88g.金属非金属矿山安全规程 GB16423-20061.3设计改造目标本设计力求建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的通风系统，使主要通风技改指标达到如下目标：a.矿井总入风流中含尘量<0.2mg/m3，氡浓度<150Bq/m3，采掘工作面入风流粉尘浓度<0.5mg/m3，氡浓度<1.1kBq/m3。b.主要回风井巷不得作为人行通道，从回风道排出到地表的位置，要有利于污风的大气扩散和稀释，以免对附近居民造成危害，总回风排出的氡致使公众接受的最大个人有效剂量应<1mSv/a。c. 矿井有效风量利用率70%。d.主扇风机运行效率70%。e.井下各类工作面浓度规定限制为：粉尘浓度2mg/m3，氡浓度2.7kBq/m3,氡子体浓度5.4uJ/m3，氧的体积浓度20，CO2的体积浓度0.5，CO的体积浓度0.005%，氡、氡子体、粉尘的合格率不低于80%，一氧化碳合格率100%。f.矿井职业照射年有效剂量<15mSv/a，终身有效剂量<1000mSv/a。g.要根据氡析出特点和氡来源特点，尽可能减少通风空间的析出氡量，要充分利用通风压力分布来控制氡的析出，确保入风风质良好。二、 某矿井概况2.1 某矿井地理位置及环境情况某铀矿地处广东省南雄县西北部，地跨澜河、百顺两镇。老矿部设在澜河镇东1km处，地理坐标为东经114°0905北纬25°1437距韶关市134km，距南雄县城35km。矿区位于百顺镇的下东坑村内，距矿部27km，有专线公路与矿部相连，交通尚属方便。矿区地处粤北山区南雄境内，大庚岭山脉南麓，属中低山区，区内地形北宽南狭，南北两面群山连绵，中部盆地丘陵起伏。地貌为侵蚀构造地貌。矿区内总的地貌是西北高，东南低，矿区中部的澜河至牛矽的山谷盆地为北东走向周围群山林立，地形陡峭，沟谷纵横，山形多为浑圆状，地表植被发育完好。南雄地形按地势可分为三层。高层形似驼峰，海拔多在1000m以上，约占山地总面积的6%；中层山峰连绵，海拔约在600m左右，约占山地总面积的24%；底层（山座）海拔200600m，约占山地总面积的30%；基座庞大约占山地总面积的40%。南北山地均以40°以上倾角向盆地倾斜。东西向则倾斜平缓，倾角一般10°20°。矿区位于亚欧大陆东南缘，处在北回归线北侧，属亚热带季风湿润气候，具有四季分明，冬短夏长及秋冬过渡等特点。冬半年受大陆冷性高压控制，气温较低，寒冷少雨多霜冻，具有大陆性气候特征。下半年受到副热带海洋天然系统影响，具有气温较高，热量充足，雨量颇丰的偏海洋性气候特点。根据南雄气象站提供的气象资料，该地区年均气温19.8，极端最高气温38，极端最低气温-6。常年主导风向为东北风，年均风速1.8m/s，最大风速14.7m/s，静风频率18.8%。年均降雨量1732mm，年均蒸发量为1678.7mm，年均日照时数1825.7h。历年最大的降雨量为180mm。大气稳定度频率以D类为主，占64.49%。矿区的受纳水体为叶屋河，其流量为0.044315m³/s。301的受体为澜河，其流量为0.1377.78m³/s。矿区地处中低山区，附近人口稀少，以尾矿库为中心5Km范围内总人口不到一万人，人口密度约89人/K。矿区内工业不发达，不存在自然保护区和旅游景点。农业以粮食生产为主，主要种植水稻，经济作物主要为黄烟和花生。地方工业重工业主要有电力、机械、氮肥和建材为主，轻工业以卷烟、竹木业和土纸为主。森林覆盖率达56.29%，以松、杉、银杏树为主；畜牧业以猪、牛为主，家禽以鸡、鸭、鹅为主；渔业生产以水库、池塘放养为主。高山深林区有穿山甲、华南虎等国家级保护动物。2.2 某矿井矿床地质与开采简况2.2.1矿床地质矿区露天底部开采的是361矿床，西南端开采的是235矿床。这两个矿床均位于诸广山岩体东南端烟筒岭硅化断裂带的下盘，矿区内的主要岩石为花岗岩，其次为页岩。361矿床主要含矿岩石为硅化粗中粒斑状黑云母花岗岩，中细粒弱斑状花岗岩。235矿床主要含矿岩石为粗中粒斑状黑云母花岗岩，中细粒少斑状花岗岩。矿体受岩性和构造控制，以构造控制为主。2.2.2开采范围与开采技术条件露天底部的开采范围为917号勘探线，西南端的开采范围为2735号勘探线。17号线至27号线之间有400多米的无矿地带。9号线至35号线东西长1200多米。开采深度露天底部为683615m标高，西南端为743615m标高，划为一个井田开采。开采的矿床属中低温热液单铀矿床，主要赋存于断裂带下盘花岗岩及硅化花岗岩中，矿岩f=810,围岩f=68,矿石体重2.652.85t/ m3 ,松散系数1.5，自然安息角41°。2.2.3 开采简况露天底部正在615654m之间进行回采，共布置了一个采场和一个掘进工作面，西南端在703783m中段之间采矿，共布置了两个采场。此外在615m中段设排水泵房1个。采矿方法采用浅孔溜矿法，采场长度一般为40m左右，采场宽度210m。三、某矿井通风现状分析与通风任务及方案选择3.1通风系统现状分析矿井自1998年开始以来，由于投资不足，一直未建成完整的机械通风系统，仅利用山区平硐开拓的优势，形成受气候条件影响大的自然通风系统，工作面通风则采用局扇将风送入工作面。由于自然通风不能控制大量采空区氡析出，致使整个系统都受到了氡的污染。通风安全存在的主要问题有：1、通风风量减少，远不能满足通风降氡和排炮烟的要求 简易的自然通风系统通风风量减少，且不稳定，随天气变化而变化，当春夏和秋冬地面温度与井下温度基本一致时，井下自然通风的风量将很少，这时远不能满足矿井降氡和排炮烟的要求，CO和氡浓度迅速增高时矿井安全生产的重大隐患。2、自然通风系统风流、风量难以控制自然通风系统随天气变化，其风压大小，风流方向也随之发生变化。特别时夏天，采空区氡的下行通风，将对整个自然通风系统形成大区域的污染，导致整个系统及井口的工业场地氡及氡子体浓度偏高，矿工接受的有效剂量将偏大，将增大矿工职业病的发病率。3、没有形成有组织的回风系统由于采用自然通风，进回风系统随季节而变化，夏天主要人行、运输系统变成了回风系统。采场大都采用局扇通风，污风有时又回到进风道，在自然风压作用下风流无序流动，形成循环风流、污风串联，致使风质差，无法形成有组织的进回风系统。3.2 通风任务3.1.1某铀矿井通风的主要任务铀矿井通风的主要任务是不断地向井下各工作面供给足够量的新鲜空气，稀释、抑制和排除氡以及粉尘等有害物质，调节井下气候条件，为井下工作人员创造一个良好的工作环境，保证井下各种有毒有害物质浓度均不超过控制值。为保障铀矿井下工作人员的安全和健康，对个人受到的放射性照射应加以控制，应坚持搞好机械通风、采空区和废巷道密闭、湿式作业、个人防护、剂量监测以及管理检查等综合防氡降尘措施，确保井下工作人员接受的年平均剂量不超过GB18871规定的限值。3.2.2 某铀矿井通风的基本任务铀矿井通风的基本任务在于和开拓、采矿方法相配合，建立一个安全可靠、经济合理的控氡矿井通风系统；计算各时期各工作面所需的风量及矿井总风量；计算通风系统的总风压；然后以此为依据，选择通风设备。3.2.3 某矿井通风安全改造设计目标1、矿井总入风流中含尘量<0.2mg/m3，氡浓度<150Bq/m3，氡子体浓度<0.3J/m3；采掘工作面入风流粉尘浓度<0.5mg/m3，氡浓度<1.0kBq/m3，氡子体浓度<2.0J/m3；2、主要回风井巷不得作为人行通道，从回风道排出到地表的位置，要有利于污风的大气扩散和稀释，以免对附近居民造成危害，总回风排出的氡浓度使公众接受的最大个人有效剂量应<1mSv/a，并给其他氡析出场所留有足够份额；3、矿井有效风量利用率70%；4、主扇风机的运行效率70%；5、井下各类工作面有毒有害气体浓度要符合上章所述要求，且氡、氡子体、粉尘浓度合格率不低于85%，一氧化碳的合格率100%；6、矿井职业照射年有效剂量<15mSv/a，终身有效剂量<1000Sv/a；7、要根据氡析出特点和氡来源特点，尽可能减少通风空间的析出氡量，要充分利用通风压力来控制氡的析出，确保入风风质良好。3.3 矿井氡来源井下大气中氡的来源主要有四个方面：1、矿体和围岩表面析出的氡；2、井下堆存的矿石和岩石析出的氡；3、地下水析出的氡；4、入风被污染时，由入风流带到井下来的氡。所谓矿井氡析出量就是井下通风空间上述四项析出量的总和。3.4 矿井氡渗流控制由氡渗流理论可知，通过控制矿井介质中通风压力状态和压力分布,可以达到控制氡渗流方向和大小的目的。控制原则是岩体中氡渗流方向背离入风井、送风巷道或工作区，指向地表、采空区或回风道。也就是必须使矿井作业面的通风压力高于周围介质的中空气的压力，尤其要高于采空区的空气压力。可通过以下方式来控制氡渗流：1、全矿控制全矿控制是指涉及范围广,对矿井氡污染起重要影响的氡渗流控制方法。该方法利用矿井主扇风机产生的风压对整个矿井实行调压控氡通风,根据氡渗流方向按控氡原则对氡渗流区进行调整。当矿井主要污染来自内部渗流(矿井通风系统内相邻部分之间多孔介质中的氡渗流)时,应通过全矿风压分布来调整氡渗流方向；当矿井主要污染来自外部渗流(矿井通风系统内与地表大气之间多孔介质中的氡渗流)时,应主要通过风压状态来改变氡渗流方向,从而对氡析出加以控制。2、局部控制局部控制方法主要是指类似于具有开放性裂隙的岩壁、充填体、留矿堆、塌陷采空区等氡渗流析出的控制方法。常用的有3种局部控制方法:一是通风负压沟控制,如抽出式通风的矿井,在氡污染渗流区的顶部建立低压带的负压沟,使渗流区的氡全部流向负压沟而不污染工作区；二是高压带控制,该方法是在氡污染的渗流区采用局扇、辅扇或其它通风建(构)筑物建立高压带,使之改变氡渗流区的方向达到控制氡析出的目的；三是强制抽排控制,该方法是对集中的氡污染渗流区采用局扇或辅扇强制抽排污染渗流区的氡,使氡污染渗流区的氡背离需风的工作面。3、密闭与隔离密闭与隔离的作用主要是减少氡的析出,防止进风污染。防氡密闭与隔离不仅要满足一般通风防漏的要求,而且要求有更好的气密性。防氡密闭原则上以建立在进风侧为好。总之，我们考虑整个矿井机械通风系统时，要充分利用上述氡渗流控制方法。这样不仅可以节省通风费用，而且可以减少对矿井工作人员的辐射影响。3.5 通风系统设计方案选择3.5.1 通风系统设计方案选择原则通风系统设计要对现有不合理的通风系统加以改造，其遵循的原则：1要充分利用现有井巷和已有通风设施；2要根据氡析出及其控制原理进行设计，重点是要对已形成的采空区的氡析出加以控制，确保入风风质；3通风系统设计的重点是通风全网络，要考虑整个通风网络的合理性与主风机的匹配等；4通风系统设计既要考虑当前生产，也要考虑长远发展。3.5.2 统一通风与分区通风选择拟订矿井通风系统时，首先要考虑采用统一通风还是分区通风。统一通风和分区通风系统各有其适用条件和优缺点，现列如下：1、统一通风，全矿一个系统，入排风比较集中，使用的通风设备也比较少，便于集中管理。对于开采范围不太大的矿井，特别是深矿井，采用全矿统一比较合理；2、分区通风，分区通风是根据矿山的特点，将一个矿井划分为若干个独立的通风区域，实行分区通风，收到了较好的通风效果和节能效果。分区通风具有如下优点： （1）风路短、矿井阻力小； （2）矿井漏风少； （3）费用低以及通风网路简单； （4）风流易于控制，有利于减少风流串联和合理进行风量分配等特点。 当然不是任何一个通风系统都可以采用分区通风系统，应根据各矿山的实际情况来确定制定系统的方案。 分区通风各通风系统是处于同一开拓系统中，井巷间存在一定联系。分区通风也不同于多台风机在一个通风系统中作并联通风。分区通风的各系统不仅具有各自的通风动力，而且还各有一套完整的进、回风井巷，它们在通风系统上是相互独立的。分区通风系统一般用于以下条件：（1）矿山开采多年，老窿或通地表的出口多，采空区范围大，崩落面积广，密闭不易，漏风严重，工作面有效风量率低，污风难以排出。（2）矿床走向较短、矿床两翼未探清又急于投产或两翼不便设置风井及主扇和平硐开拓的山区中小型矿井。（3）矿床走向较长、分布范围较广、矿床勘探程度不够又需加快矿山建设的大中型矿井。（4）矿床赋存于高山地区，上部矿体接近地表或出露地表，浸蚀基准面以上采用平硐溜井或平硐辅助竖井开拓，地表进出口多；或者矿体虽然厚大，但在浸蚀基准面上地形复杂，矿体被沟谷所割裂，难以形成集中整体式通风系统。（5）矿床规模和生产规模都很大，因大断面的进风巷和回风巷受工程地质条件的限制，难以满足风量和风速的要求。（6）矿体分散，或呈群、组出现，且彼此有相当的距离，难以形成集中整体式通风系统。（7）开采围岩或矿石有自然发火危险的规模较大的矿井。本矿井中，根据矿体埋藏特点和304工区露天底部与西南端已形成东西两个区域，且东西两个区域相距较远，中间无矿地带约400m多米，通过615m大巷相互贯通。为了充分利用东西两个区域已形成的井巷工程布置和通风井巷工程，同时确保615m大巷不受污染，确定采用东西两个相对独立的分区通风系统，采用分区通风具有风路短、阻力小、网路简单、风流易于控制等优点。3.5.3 进风入口及回风出口的选择 1进风井与回风井的布置形式 （1） 中央并列式进风井与排风井均并列在井田走向的中央，风流在井下的流动路线是折返式的。如图3.1所示。图3.1 中央并列式 （2） 对角式进风井在矿体一异，排风井在矿体另一异，或者进风井在矿体中央，排风在两异，风流在井下的流动路线是直向式的。如图3.2所示，图中（a）单翼对角式； （b）两翼对角式。图3.2 对角式通风单翼对角式通风系统单翼对角式通风系统是从矿床（或矿田）的一翼进风，另一翼出风。一般用于矿体走向不太长或规模较少、矿体分布集中，同时作业中段数少的矿山，它具有独立性强、易于分风、易于控制等优点。在同一条件下与其它系统相比，该系统的主要优点是系统简单、开拓工程量较少、基建投资较省，主要缺点是风流线路长、风阻大、网路中风流稳定性差、对作业区或工作面按需分风较难、不适宜于两翼或多翼开采。因此，这种系统一般只适用于中小型矿山。而对大型以上的矿山来说，除了矿体分布集中、走向短或矿体走向虽长但需分区开采和分区开拓时才使用外，一般都不采用。（3） 混合式进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合而成。1、中央对角式通风系统 该通风系统是充分利用中央开拓的井巷工程进风，两翼增设风井出风；少数矿山采用端部开拓时，则利用两端井巷进风，中央增设风井出风。它适合于规模大、走向长的矿床，当将矿床分成两翼或多翼开采时，能比较容易地对各翼进行按需分配，满足生产对通风的要求。在同一条件下，与单翼对角式通风系统相比，该系统网络结构相对简化，风流路程相对缩短，使主扇风机的容量和通风费用相降低，管理工作也较简便。 如图3.3所示，中央对角混合式通风系统。图3.3 中央对角混合式通风中央对角式通风系统具有风流线路短、通风阻力小、漏风少、风流易于调节、灵活性大等优点，但存在开拓工程量大和返风较复杂等缺点。为保持风流稳定，必须注意并联两支路的风阻不宜相差太大，风压也需保持相对平衡，否则影响两端进风量。为保持系统中各并联分区的稳定性，并联共同段的阻力以不超过并联系统中最小主扇总风压的30%为宜。通风系统按全矿独立的通风系统的个数划分为集中通风系统与分区通风系统。集中通风系统即全矿一个通风系统，它适合矿体埋藏较深、走向不太长、分布较集中且连通地面的老硐、采空区、崩落区等漏风通道较少的矿山，或矿体走向较长、分布较为分散但矿体各采区或矿段便于分别开掘回风井、安装扇风机而构成全矿并联回风系统的矿山。分区通风系统即一个矿山含有多个区域，每个区域分别有独立的进出风通道，它适合集中通风系统不能适应的复杂矿山或矿区。它能因地制宜地将所服务的对象划分成若干小型、独立、多种形式的分区通风系统，对所在区内的采掘作业面进行有效的通风。通风系统主要分为中央对角式、单翼对角式、分区通风式3 种类型，而中央对角式、单翼对角式通风系统均属于集中通风系统，分区通风系统应是多个中央对角式或单翼对角式的组合。各种通风系统的适用条件和优缺点分析如下： 2三种布置方式的优缺点 中央式通风系统的主要优点是：基建投资少，基建时间较短，地面建筑集中，电力输送较经济，便于管理。缺点是：矿井漏风大，总风压大而不稳定，风机效率较低，耗电量较大。 此系统适用于矿体埋藏较深，井田走向长度不大的矿井，在我国的煤矿使用较多。 对角式通风系统（或侧异式通风系统）主要优点是：矿井漏风小，总风压较小，通风效率较高，耗电量小。缺点是：基建费用较大，地面建筑分散，电力输送路线长。此方式适用于矿体埋藏不深，井田走向长度较大的矿床。在铀矿山和冶金矿山广泛采用这种通风布置方式。混合式通风系统适用于矿体规模很大，多矿体，多井筒的矿井中，此时可用多台扇风机联合工作。根据已有的井巷开拓现状，东部通风系统入口选择为斜井口和654m引水平硐口。西部通风系统入口早期选择在783m平硐口和703m平硐口。为了充分利用已有井巷工程，东部回风道选在654m穿脉与露天底部贯通的天井，其出风口为天井口；西部回风道选在743m离平硐口不远的大巷中，其出风口为743m的平硐口。为减少无组织入风，其他通地表的井口、平硐应设置相应的通风构筑物。3.5.4 扇风机工作方式安装地点选择选择扇风机工作方式时，地表有无塌陷区或其他难以隔离的通道是一个十分重要的因素。矿井通风方式是指主扇对井下风流的工作方式，分为抽出式、压入式、混合式3 种。各种通风方式的适用条件和优缺点分析如下：1、 抽出式通风抽出式通风是将主扇风机安装于回风井巷的出口地段或地表出口处，通过风机运转使井下形成负压，新鲜风流则可充分利用提升运输人行井巷进入井下，污风则经过回风井巷由主扇风机抽出地表。除特殊条件（如箕斗井和箕斗罐笼混合井不作进风井）外，一般不需设置专用进风井巷，既可减少开拓工程量，节省基建投资，还可避免安装主要进风井巷的密闭设施，方便管理。因此，它在大中小型矿山的各种通风系统中均获得了广泛的应用。这种通风方式的主要缺点是：一般将本通风方式与后退回采顺序相配合，因而采空区与回风巷毗连，如对采空区密闭不及时或密闭不严，则易造成风流短路，使作业区的新风量减少；对于高硫矿山，污风易腐蚀风机；对于高寒地区的矿山，为避免进风井口冻结，需增设暖风防冻措施。2、 压入式通风压入式通风是将主扇风机安装于进风井巷的入口处，新鲜风流通过主扇压入坑内，污风则经过上部各中段的出口或通地表的采空区排出地表，井下空气始终处于正压状态。本通风方式的进风井巷也可以利用提升运输人行井巷，以减少基建开拓工程量和投资，但必须对这些井巷进行必要的密闭，以避免或减少新鲜风流漏损。然而，这些井巷往往是运输和行人的主要通道，很难做到有效密闭，因此，新风的漏损是必然的，甚至有时是严重的。因此，压入式通风往往不得不采用专用入风井巷，使同一条件下压入式通风比抽出式通风可能要增加部分工程量。此外，由于压入式风路的回风段处于低压区，对工作面的污风排出不利。所以，一般认为压入式通风不如抽出式优越，这是目前矿山采用压入式通风较少的主要原因。但是，下列条件的矿山，采用压入式通风仍是可行的：（1）矿床位于高山地区，矿区气压低，地形切割、陡峻，难以选择适合于抽出式通风的回风井巷；（2）高寒地区的矿山，利用主扇将预热新风压入提升运输井巷，以解决井硐口冻结引起的安全问题；（3）矿床上部露采已经结束，下部转入坑采，又是采用空场法或崩落法回采的矿区；（4）矿床埋藏浅，覆盖岩层薄，或上部老硐多，空区冒通地表范围广，密闭困难；（5）矿岩中含有放射性元素，为防止废旧坑道和采空区内的放射性物质大量逸出。3、混合式通风混合式通风是上述两种通风方式的组合。多数矿山进风与回风都采用专用井巷，分别在进回风巷各装一台主扇风机，一抽一压串联运转。它的主要优点：（1）主扇风机串联运转，风压接力或部分叠加，可以缓解或解决矿床埋藏深、走向长、通风阻力大、开拓工程又受到了生产规模或其它条件的限制不宜增多井巷的数量和扩大井巷断面而造成的通风困难；（2）专用进风井巷的使用，避免了提升运输井的密闭不良干扰而导致的新鲜风流漏损，提高了有效风量率；（3）部分难以密闭的采空区处于正负压接力点或附近时，能避免或减少采空区的漏风，有利于满足作业区的按需分风要求；（4）对高寒地区的矿山，亦具有利于压入式风机解决井硐口的冻结问题。它的主要缺点：不能充分利用提升运输井巷进风，两套主扇同时运转，造成基建工程量和设备数量较多，投资也相应增大。因此，采用这种通风方式的矿山不多。一些严寒地区的矿山，增设1 台压入式风机在冰冻期预热新鲜风流，以防止井口冻结，其它季节仍采用出式通风。为结合现有生产，技改方案采用抽出式通风系统。东西部风机均选择高效节能轴流风机，为了便于管理，风机均安装在井下。东部风机安在625m与露天底部天井贯通的穿脉中，西部风机安在743m大巷平硐口附近的大巷中，周围无人居住，也不会对工业场地造成污染。3.5.5 阶段通风网选择结合矿体赋存和大巷布置，东部分区系统只有一个中段采矿，故采用上行通风网。西部分区系统多中段作业，为避免风流受污染，采用上下行间隔中段通风网。3.5.6 局部通风掘进通风面专配局扇加强通风，回风送至上中段回风平巷或天井，以保证掘进工作面有效风量。通风安全技改方案容易时期和困难时期的通风安全技术改造改方案见附图I、II 四、通风系统风量和阻力计算4.1矿井通风风量阻力的计算4.1.1 风量计算应考虑的原则矿井通风的风量是根据通风的目的和卫生要求，按排除井下有害物，使之符合法定标准的要求进行计算，对铀矿山进行不间断的机械通风，禁止自然通风，风量计算应按采掘工作最大展开时期的排氡和排氡子体分别计算风量，取其最大值。合理地分配风压和风量，把井下空气中氡及字体浓度降到目标值以下。有矿井设计同时还要满足以下要求：1、采掘工作面和运输巷道中的氡及其子体浓度均不应超过“放射防护标准规定”中所规定的最大允许浓度，即氡浓度不超过2.7kBq/m3，氡子体潜能值不超过5.4J/m3；2、矿井所需风量按采掘工作最大展开期的进需风段的氡析出量计算风量；3、按稳定通风状态下的卫生防护要求标准计算风量；4、总回风流中氡及其子体浓度控制值：氡浓度取7.4 kBq/m3，氡子体浓度取10.4J/m3。5、任何矿井都同时存在多种有害因素，风量设计必须同时满足这些有害因素的要求。6、井下风速规定见下表：表4.1 各通风巷道风速限值井巷名称最高风速（m/s）专用风井、风硐15专用物料提升井12风桥10提升人员和物料的井筒、主要进风道、修理中的井筒8运输巷道、采区进风道6采矿场、采准巷道44.1.2 矿井通风设计需风量的确定根据该铀矿井年产铀量考虑，按同时生产的采场3个，掘进工作面1个和1个硐室。采场需风量按公式（4.1）至（4.2）进行计算。矿井总风量按下式计算：Qt=K (Qs+Qd+Qr) （4.1）式中：Qt：矿井总风量，m3/s； Qs：采场所需风量，m3/s；Qd：掘进工作面所需风量，m3/s；Qr：各类硐室所需风量，m3/s；K：矿井风量备用系数，取K=1.3。4.1.2.1采场需风量计算a采场需风量按采场氡析出量进行计算，风量计算式为：Qs=D/Kt(CL-CO) （4.2）式中：Qs：采场需风量，m3/s；D：采场析出氡量，Bq/s；Kt：采场紊流扩散系数，Kt =0.81，取Kt =0.8； CL:：采场排风氡浓度，取CL=2.7kBq/m3；CO：采场入风风质指标，CO<1.1kBq/m3,取CO=1.1kBq/m3。采场析出氡量D按（6.3） 式计算D=SO+D2 （4.3） 式中：单位当量氡析出率，实测=0.143kBq/(Sm2%)；So：当量射气面积，单位为m21%； D2：采场崩落矿堆的氡析出量kBq/s；D2按下式计算： D2=0.258pe （4.4） 式中：采场崩落矿石重量，t；：矿石铀品位，%；取=0.3%；：矿石射气系数，实测为0.10；p：矿石铀镭平衡系数，p=1；e：氡在矿石堆析出的等效衰减系数，e=0.421.0，取e =0.8其中：因采场各矿壁铀品位不同，则当量射气面积需分别计算：采场四周壁射气平均面积为是S1=100 m2，其填料与周壁围岩品味平均按0.01%计算则 So= 4S1p =4×100×0.01 ×1=4m2%采场顶壁射气面积为S2=100 m2，当量射气面积So=S2p=100×0.3×1=30 m2%；则 D1= SO=0.143×（30+4）=4.862kBq/s。采场崩落矿石重量=V=187.6×2.64=495.264t；则 D2=0.264pe=3.138 kBq/s D=D1+D2=8kBq/s按（6.2）式计算 Qs=D/Kt(CL-CO)=8/0.8(2.7-1.1)=6.25 m3/s按（6.3）和（6.4）式计算出采场的析出氡量为8kBq/s，按（6.2）式计算出采场需风量6.25 m3/s。取每个采场需风量6.3 m3/sb排氡子体计算： Qs= XEEDV/（CPL-CPO）1/2 （4.5）式中：Qs：采场需风量，m3/s； D：采场（含该采场专用采准巷道）氡析出氡量，Bq/s； V：采场（含该采场专用采准巷道）通风体积，单位为km3； E：氡子体潜能换算系数，E=5.56J/kBq； E：氡子体在矿石堆析出的等效衰减系数，E=0.316×10-3/s； CPL：采场排风氡子体潜能浓度，取CPL=5.4J/m3； CPO：采场入风氡子体潜能浓度，取CPO=2.0J/m3； X：公式简化修正系数，考虑入风氡污染时取X=0.954（或1.0），无量纲。按采场（含该采场专用采准巷道）平均通风体积1000m3计算，按式（4.5）计算得采场需风量2.03m3/s。则通过不同方式得出的采场需风量取其大者，所以该采场需风量6.25 m3/s，取每个采场需风量6.3 m3/s。4.1.2.2 掘进工作面需风量计算按排除矿尘计算风量： Qd=SV ，m3/s （4.6）式中：S：巷道断面积，矿井掘进S一般在58 m2； V：最低排尘风速，V0.25m/s。按（4.6）式计算掘进工作面需风量在1.32.0 m3/s之间，取每个掘进工作面需风量2 m3/s。4.1.2.3硐室需风量计算硐室需风量一般按每个硐室需风量2 m3/s考虑。该矿井需风量计算结果即风量分配见表4.2所示。表4.1.2 矿井需风量表用风地点 数量（个）单个用风点需风（m3/s） 总需风量（m3/s）采场36.318.9掘进122硐室122总计522.9考虑矿井风量备用系数1.3，矿井所需总风量为Q=22.9×1.3=30m3/s。风量分配根据通风空间比例和工作面布局进行划分，东部为15 m3/s，西部为15 m3/s，各入风口的风量分配详见附图I、II。4.2 矿井通风阻力计算4.2.1矿井通风时期的阻力计算原则1、矿井通风阻力包括风流从入风口到排风口沿任何一条风路流动中所产生的摩擦阻力和局部阻力（含正面阻力）之总和。2、通风阻力应该按主扇整个服务期限内最容易和最困难时期两种情况分别计算，并考虑反向自然风压的影响。3、对于通风系统比较复杂的大型矿井，如果在直观上难以判断哪条风路通风阻力最大，应选择几条风路通过计算比较选定。4、高山矿井通风阻力计算和通风机选型时，应考虑海拔高度对通风阻力和主扇风压的影响。5、矿井开拓巷道尤其是通风专用巷道，设计时应从经济性、合理性和施工技术等方面综合考虑确定，断面要经济合理，通风阻力不宜过大。4.2.2 风速校核为了保证所设计的井巷、硐室的风量、风速符合铀矿井排氡及通风技术规范（EJ/T359-2006）要求，不致发生风速超限，必须进行风速校核。由各采区通风阻力计算表中数值可知，各个巷道风速均满足要求，说明风量分配合理。根据风量分配结果结合通风网络系统图各选择一条风量最大的路线，可计算出其阻力，从而确定其最大阻力路线。4.2.3 各巷道通风阻力计算在主扇风机整个服务期限内，矿井通风阻力是随着矿井生产的发展变化而变化。为了使主扇风机在整个服务期限内均能在它的高效稳定范围内运转，在选择主扇风机时必须考虑到通风阻力的最大值和最小值，前者对应于主扇风机期限内通风最困难时期，后者对应于通风最容易时期。风机选择时只对通风困难时期通风阻力计算做出预测。全矿通风阻力，按照通风最容易时期和通风困难时期采掘作业布置情况，所标出的风流线路最长、风量较大的那条线路作为阻力最大的风路逐段计算； 容易时期和通风困难时期的通风系统示意图见附图，两个时期的通风阻力计算见表4-4。1、摩擦风阻按下式计算 （4.7）式中：R：井巷摩擦阻力，N·s2·m8； a：井巷摩擦阻力系数，N·s2/m4； L：井巷长度，m；U：井巷周边长度，m；S：井巷断面积，m2； 2、摩擦阻力计算 （4.8）式中：h：井巷摩擦阻力，Pa；a：井巷摩擦阻力系数，N·s2/m4；L：井巷长度，m；U：井巷周边长度，m；S：井巷断面积，m2；Q：井巷中流过的风量，m3/s。（1）304工区西南端通风容易时期通风各巷道阻力为：通风阻力计算中，摩擦阻力按（4.8）式计算，风阻按（4.7）计算，总局部阻力和正面阻力按摩擦阻力20%进行计算。计算结果如下表所示：表4.2.1 304工区西南端通风容易时期各巷道通风阻力计算结果编号巷道名称长度L(m)面积S(m²)周长U(m)(N·s²/m4)R(N·s²·m8)风量Q(m3/s)摩擦阻力h(Pa)1-2783m阶段运输巷545.529.60.140.0437.52.4272-3783m阶段岩脉605.529.60.140.0487.52.6973-4783m阶段穿脉204.79.60.140.0267.51.4564-5天井，工作面4049.60.140.0847.5