掘进工作面局扇的选择与计算

掘进工作面局扇的选择与计算

2.2.3肖家洼煤矿主斜井施工通风设计

概况：肖家洼煤矿主斜井倾角6°，斜长：3404m ，断面为直墙半圆拱，净宽：5.0m ，净断面积：17.3 m 2，基岩段岩石硬度f ＞6时，采用中深孔光面爆破，一次爆破最多炸药消耗量为65 kg ，采用ZL-50型装载机装岩，采用胶轮自卸车排矸。

2.2.

3.1 通风方案一

2.2.

3.1.1 通风方式与风筒选择：

为适应主斜井井筒施工需要，该井筒采用压入式通风，即在井口附近20米处安设二台局部对旋轴流通风机，布置两路Φ1000㎜胶质风筒，向井下工作地点输入新鲜空气，直至主斜井施工完毕。 2.2.3.1.2 井筒工作面所需风量计算

(1)按井筒工作面同时工作的最多人数计算 Q r ＝4×N ＝4×30＝120m 3/min

式中 Q r ――井筒工作面所需风量

N ――井筒工作面最多人数，取30人 (2)按井筒工作面爆破排除炮烟计算

3

2

2

2465.0p

q C P L AbS t Q （或Q=25×A A---掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量）

式中 Q ――掘进工作面所需风量，m 3/min ；

t ――通风时间，一般取20—30min ，取25min ； A ——一次起爆炸药量，取65kg ；

b ――每kg 炸药产生的CO 当量，岩巷爆破取40L/kg ； S ――井筒净断面，取17.3m 2；

L ――井筒通风长度，既排炮烟长度取500m ； P q ――风筒始、末端风量之比，即漏风系数，取1.7； C P ――氧化碳浓度的允许值，%，C P =0.02。

Q=279 m3/min

备注：立井施工爆破排除炮烟计算：《煤矿建设安全规范》

6.2.1.5 矿井施工所需风量应按下列要求计算：（煤矿安全规程第103修改、建井手册公式）

ａ）立井人工开挖时所需风量可按每人每分钟不少于4m3的标准计算；

ｂ）立井爆破作业所需风量必须保证井筒的平均风速不小于0.15m/s，确保有效排除炮烟。同时立井爆破作业所需风量必须使该地点风流中瓦斯、二氧化碳和其他有害气体的浓度及温度，符合本规范的有关规定；

立井爆破作业所需风量，通常按排炮烟方法计算：

Q＝ 7.8[KA(S·L)2 ] 1/ 3 / T

式中：

Q ——工作面配风量，单位为立方米每分钟（m3/min）；

K ——淋水系数，按表3（0.15—0.8）取值；

A ——一次起爆炸药量，单位为千克（kg）；

S ——巷道净断面，单位为平方米（m2）；

T ——排炮烟时间，单位为分钟（min）（一般取40～60 min）；

L ——掘进井筒(巷道)通风长度，单位为米（m）。

c ）其他施工地点的实际需要风量，必须使该地点风流中的瓦斯、二氧化

碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本

规范的有关规定；

d ）矿井施工总风量应按下列要求分别计算，并取其中的最大值：

１）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不得少于

4m3；

２）按掘进巷道、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。

表3 淋水系数K取值表

(3)有柴油设备运行的矿井，为有效稀释柴油设备排放的尾气，所需风量可按照以下公式进行计算：

∑Q

胶轮车=4×P

i

×K

i

（m3/min）

式中：∑Q

胶轮车

——主斜井胶轮车的需风量，m3/min；

4——每马力（Hp）每分钟供给的最低风量，m3/min；

P

i

——主斜井柴油运输设备同时运行时的总功率，KW；一台ZL-50型装载机功率为92 kw，每台柴油胶轮自卸车功率为96 kw；排矸期间，一台ZL-50型装载机和3台柴油胶轮自卸车同时运行；

K i ——配风系数，（使用1台胶轮车时K

i

为1.0；使用2台胶轮

车时K

i 为0.75；使用3台及以上胶轮车时K

i

为0.5）

∑Q

胶轮车=4×P

i

×K

i

=4×（92+96×3）×0.5=760 m3/min

（4）按瓦斯涌出量计算

Q=100qk

式中 q——掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m3/min；

K——掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，一般可取1.5-2.0

或Q=100Kq/（C

P -C

i

）

式中 C

P

——最高允许瓦斯浓度，%；

C

i

——进风流中的瓦斯浓度，%

(5)按风速计算

井筒最低风速取0.15 m/s ，最高风速取4 m/s （煤巷、半煤岩巷最低风速0.25 m/s）

Q

max

＝4×S×60＝4×17.3×60＝4152 m3/min

Q

min

＝0.15×S×60＝0.15×17.3×60＝156 m3/min

式中 S――井筒净断面，取17.3 m2

根据以上计算，主斜井井筒施工时，工作面最低需风量为760 m3/min。2.2.3.1.3 局扇工作风压计算

(1)风筒风阻计算

因为该主斜井长度为3404米，考虑到风机至井口及拐弯，风筒最长按3420米计算，采用Φ1000㎜胶质风筒，每节风筒长为10米。采用两路风筒，两台同等能力的局扇供风，即采用两路供风系统。

①一路风筒摩擦风阻R

摩

＝6.48×α×L/D5

式中R

摩

－－风筒摩擦风阻，N﹒s2﹒m-8

α――胶质风筒的摩擦阻力系数，N﹒s2﹒m-4，取0.0029 N﹒s2﹒m-4