风量分配方案

矿井风量分配方案

一、通风概况

山西柳林王家沟煤业有限公司现开采(4+5)#煤层，矿井采掘布置为“一采一掘”；即：一个采煤工作面，即5201综采工作面；一个掘进工作面即： 4201胶顺掘进；四个独立通风硐室即：采区变电所、瓦斯抽放泵站、泵站配电室、采区避难硐室；九联络巷即：瓦斯泵站蓄水池、5204无极绳硐室、5204运输绕道、5204抽放管路安装巷、5201轨顺运输绕道、外U联络巷、南皮下山联络巷、南轨下山底部、南皮下山底部。矿井设计生产能力90万吨/年，我矿现使用三个井筒供风，其中王家沟主、副立井进风、车家沟回风立井，回风立井口安装有FBCDZNO.24-2×250Kw轴流式对旋风机两台（一用一备）。

矿井通风方式为中央分列式，通风方法为抽出式，根据山西联盛能源投资有限公司（联投发）〔2016〕121号文件《关于2016年度矿井瓦斯等级鉴定的批复》，我矿绝对瓦斯涌出量为4.05m3/min，相对瓦斯涌出量为2.03m3/t，绝对二氧化碳涌出量为1.01m3/min，相对二氧化碳涌出量为0.51m3/t，属瓦斯矿井；现开采的(4+5)#煤层为Ⅱ级自然煤层，煤尘有爆炸性，自然发火期为90天。煤层赋存条件良好，地质构造及水文地质为简单。

二、矿井所需风量计算

（一）矿井总风量计算

矿井风量按以下方法计算，取其中最大值。

1、按当班井下最多允许作业人数计算

按山西省［2005］226号文规定，该矿当班允许最多入井人数为69人，考虑30％的交接班交叉人数，井下最多人数按99人计算，按下式计算：Q矿＝4N.K矿

式中：

Q矿——矿井总风量，m3/min；

4——每人每分钟供风量，m3/min；

N——井下同时工作最多人数，99人；

K矿——矿井通风备用系数（我矿为抽出式通风，取1.2）

Q矿＝4×99×1.2＝455.4m3/min。

2、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算

Q矿≥（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q备＋∑Q其它）*K矿

式中：

∑Q矿——全矿井实际需要风量，m3/min；

∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；

∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；

∑Q硐——硐室实际需要风量的总和，m3/min；

∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和，m3/min；

∑Q其它——其它地点需要通风的风量总和，m3/min；

K矿——矿井通风备用系数，我矿为抽出式通风，取1.2。

1）5201综采工作面需要风量计算

1、按回采工作面的气象条件

Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K采面长

式中：Q采——回采工作面实际所需风量

V采——回采工作面风速，m/s（根据标准AQ1056-2008中， 20℃<回采工作面进风流的温度<23℃，根据标准AQ1056-2008中，5201综采取1.2m/s，见表1）

S采——采煤工作面的平均有效断面（5201工作面最大控顶距为4.735，最小控顶距为 4.135，采高 3.37m，平均有效面积为{（4.735+4.135）×3.37}/2=14.94595㎡）

K采高——回采工作面采高调整系数取（根据标准AQ1056-2008；5201采高3.37m，取1.2，见表2）

K采面长——回采工作面长度调整系数（根据标准AQ1056-2008， 5201综采工作面长为175m、长度调整系数取1.2，见表3）

Q5201风量=60×70%×1.2×14.94595×1.2×1.2=1084.717≈1085m3/min

表1 采煤工作面进风流气温与对应风速（AQ1056-2008）

表2 采煤工作面采高调整系数（AQ1056-2008）

表3 采煤工作面长度调整系数（AQ1056-2008）

2、按瓦斯涌出量计算

Q采=125×q 绝×K CH4

式中：q绝——矿井绝对瓦斯涌出量， 5201取2.79m3/min、（根据5202综采瓦斯报表日最大绝对瓦斯涌出量）

K CH4——回采工作面瓦斯涌出不均衡系数，（根据5202瓦斯报表日最大绝对瓦斯涌出量，瓦斯涌出不均衡系数，取最大值1.05）

125——按采煤工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数。

Q5201风量=125×2.79×1.05≈366m3/min

3、按二氧化碳涌出量计算

Q采=67×q 绝×Kco2

式中：q绝——回风风流中二氧化碳绝对涌出量， 5201取0.29m3/min；（根据5202综采瓦斯报表日最大二氧化碳绝对涌出量）

Kco2——回采工作面二氧化碳涌出不均衡系数，（根据5202综采瓦斯报表日最大绝对二氧化碳涌出不均衡系数均取1，）

67——按采煤工作面回风流中二氧化碳浓度不应超1.5%的换算系数。

Q5201风量=67×0.29×1≈20m3/min

4、按回采面同时工作人数计算

Q采=4N

式中：N—回采工作面最多工作人数，5201最大每班人数为80人计算（根据作业规程，每班最多人数为35人，考虑到交接班和检查人员，取80）

4—每人需风量，m3/min。

Q5201风量= 4×80=320m3/min

5、按照风速进行验算

○1验算最小风量

Q风量≥60×0.25S大（S大＝最大控顶距×工作面采高×70%）

Q5201风量＝1085≥60×0.25×4.735×3.37×0.7=167.55m3/min

○2验算最大风量

Q风量≤60×4.0S小（S小＝最小控顶距×工作面采高×70%）

Q5201风量＝1085≤60×4×4.135×3.37×0.7=2341.07m3/min

式中：S大——采煤工作面的最大控顶距有效断面积，㎡

S小——采煤工作面的最小控顶距有效断面积，㎡

0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s

4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s

3.37—采煤工作面采高，m

70%—有效通风断面积系数

上述计算取最大值，即5201综采工作面需风量取1085m3/min。

2）、4201胶顺掘进风量计算：

⑴按瓦斯涌出量计算

Q4201胶顺掘进=125×q绝×K CH4

式中：q绝——矿井绝对瓦斯涌出量（根据瓦斯报表平均绝对瓦斯涌出量为0.24m3/min）