61114掘进工作面局部通风设计

61114掘进工作面局部通风设计

一、概况

61114掘进工作面布置在6号煤层中，本煤层为低瓦斯煤层，煤尘具有爆炸性。综掘队将要掘进61114掘进工作面，为了保证掘进期间安全生产，编制通风设计如下：

二、巷道布置

1、巷道断面规格：

61114掘进工作面为矩形断面，巷道规格：巷（净）宽5.2m、高3.5m，断面积为18.2m2。根据掘进队提供的设计，61114掘进工作面设计长度为：1044m。

2、施工顺序：

施工方向为：61114胶运联巷至61114胶运顺槽；61114辅运联巷至61114辅运顺槽。

三、系统风量分配及设备选型

1、依据：

（1）瓦斯：掘进工作面风流和回风流中瓦斯浓度＜1.0%（二氧化碳浓度＜1.5%）。

（2）温度：掘进工作面≤26℃。

（3）风速：掘进中的煤巷0.25m/s≤V≤4m/s。

（4）无循环风：供给局部通风机的全风压风量必须大于该风机的吸风量。

（5）计算依据：AQ1056—2008煤矿通风能力核定标准。

2、掘进工作面需风量计算：

每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌

出量、人员、有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

3、61114胶带巷掘进面需风量计算： ①按瓦斯涌出量计算

hf hg hg

Q 100q k =⨯⨯=100×0.23×1.2= 27.6m 3

/min

式中：

qhg ——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，0.23m 3

/min ； khg ——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，1.2； 100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。

② 按二氧化碳涌出量计算

hf hg hg

Q 67q k =⨯⨯=67×0.66×1.2=53.1m 3

/min

式中：

qhg ——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，0.66m 3

/min ；

khg ——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，1.2； 67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1%的换算系数。

③ 按局部通风机实际吸风量计算：

Qhf=Qaf ×I+60×0.25Shd=500×1+60×0.25×19=773m 3

/min 式中：

Qaf ——局部通风机实际吸风量，500m 3

/min I ——掘进工作面同时通风的局部通风机台数；

0.25——有瓦斯涌出的煤巷，半煤岩巷允许的最低风速； Shd ——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m 2

； ④ 按掘进作业人数验算

cf cf

Q 4N ≥=4×13=52 m 3

/min

式中：

Ncf ——掘进工作面同时工作的最多人数，13人； 4——每人需风量，m 3

/min ； （2）按风速进行验算 a 、验算最小风量

af hf

Q 600.25S ≥⨯=60×0.25×18.2=273m 3

/min

b 、验算最大风量

cf cs

Q 60 4.0S ≤⨯=60×4×18.2=4368m 3

/min

式中：Shf ——掘进工作面巷道的净断面积，m 2

；

经验算273m 3

/min ＜773m 3

/min ＜4368m 3

/min ，符合《煤矿安全规程》第138条的要求。

c 、矿用防爆胶轮车需要风量的验算： Qrli ≥5.44Ndli ·Pdli ·kdli （m 3

/min ） =5.44×1×26×1=141.4m 3

/min

式中 Ndli —第i 个地点矿用防爆柴油机车的台数，1台； Pdli —第i 个地点矿用防爆柴油机车的功率，26kW ； kdli —配风系数。第i 个地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时kdli 为1.0；

5.44—每千瓦每分钟应供给的最低风量，m 3

/min 。

掘进工作面最小需风量为:273 m3/min

4、局部通风机工作风压计算

根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机工作风压值：hft =RpQ扇Q掘， Pa (1)

式中：

Rp—压入式风筒的总风阻，N.S2/m8；风筒风阻是由摩擦风阻、局部风阻组成，其大小取决于风筒的直径、接头方式、风筒总长度、风压、单节风筒长度、风筒的材质等，当无实测资料时，应按公式（2）计算或参考表1中的百米风阻值。

hft—压入式局部通风机全风压，Pa；

Rp＝6.5α×L/（d5）+（n×ζj0+∑ζbei＋ζin）×［ρ/（2s2）］ (2)

=2159.3pa

α—风筒摩擦阻力系数（无实测资料时可参用表1），N.S2/m4；

L—风筒长度，m（1200m）；

d—风筒直径，m；

ρ—空气密度，kg/m3；

s—风筒断面积，m2；

n—风筒接头个数；

ζj0—风筒接头局部阻力系数（参用表1）；

ζbei—风筒拐弯局部阻力系数（参用表2）；

ζin—风筒入口局部阻力系数，

当入口处完全修圆时，取ζin ＝0.1； 不加修圆的直角入口时，取ζin ＝0.5～0.6。

表1 胶质风筒α、ζj0 选用范围参考表 风筒直径（mm ）

摩擦阻力系数α

（N.S 2/m 4）

百米风阻值R

（Ns 2•m -8）

接头局部阻力系

数ζj0

备注

300 0.0053 1412

0.15

接头为

插接、反边接头 400 0.0049 314 500 0.0045 94

0.15～0.13

600 0.0041 34 700 0.0038 14.7 0.13～0.09

800 0.0032 6.5 1000

0.0029

2.0

表2 胶质风筒拐弯局部阻力系数参考表

拐弯角度 20° 40° 60° 80° 90° 100° ζbei

0.18

0.4

0.62

1.0

1.25

1.55

部分局部通风机选型表

型号

功率（KW ）

级数 Q 扇（m 3/min ） 风压Pa 备注

FBD4.5/2×5.5 2×5.5 2 200-140 500-2800 此表参

数为二级通风机的参数，

FBD5/2×7.5 2×7.5 2 240-180 700-3200 FBD5.6/2×11 2×11 2 350-240 800-3700 FBD6.0/2×22 2×22 2 500-380 1600-5000 FBD6.3/2×30 2×30 2 640-400 1100-5560 FBD7.5/2×55

2×55

2

900-600

3000-5800

综上所述确定选用FBD6.3/2×30局部通风机，根据以上风机选型，掘进巷道选用直径为800mm 的抗阻燃柔性风筒。