通风设计及供风标准
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富源县富村镇兴济煤矿
通
风
设
计
及
供
风
标
准
编制:
总工程师:
二0一二年三月
一编制依据
兴济煤矿已作过瓦斯含量瓦斯压力测试,根据2005年矿井瓦斯等级鉴定结果最大相对瓦斯涌出量为24.10m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为4.80m³/min;2006年年度瓦斯等级鉴定结果为最大瓦斯相对涌出量为31.98 m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为4.80m³/min;2007年年度瓦斯等级鉴定结果为最大相对瓦斯涌出量为47.65 m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为9.83m³/min;2008年年度瓦斯等级鉴定结果为最大相对瓦斯涌出量为47.65 m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为9.83m ³/min;2009年年度瓦斯等级鉴定结果为最大相对瓦斯涌出量为43.10 m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为8.16m³/min;2010年年度瓦斯等级鉴定结果为最大相对瓦斯涌出量为47.23 m³/t,最大绝对瓦斯涌出量为8.17m³/min;2011年年度瓦斯等级鉴定结果为最大相对瓦斯涌出量为48.52 m ³/t,最大绝对瓦斯涌出量为9.19m³/min;兴济煤矿属于高瓦斯矿井,设计布置一个采煤工作面和三个掘进工作面进行生产,为便于矿井供风量计算,取2011年年度瓦斯等级鉴定结果为矿井通风设计和供风标准的依据。
其中采煤工作面通风计算,采煤工作面其实涌出量按矿井瓦斯涌出量的85%取值计算,掘进工作面通风计算,掘进工作面按矿井瓦斯涌出量的15%取值计算。
经煤矿委托江西煤矿矿用安全产品检验中心鉴定,煤尘具有爆炸性,具有容易自燃性。
矿区地温属于正常区。
二通风系统和通风方式
根据本矿井煤层的赋存情况、地形及采区布置等因素,设计采用中央并列式通风系统。
主井、副井为进风井,风井(原主斜井)为出风井。
矿井通风方式采用机械抽出式。
掘进头采用局部通风机压入式供风。
三矿井供风量计算
按《煤矿安全规程》规定的方法计算如下:
(一)按井下同时工作的最多人数计算
Q矿=4NK
=4×79×1.8
=568.8(m3/min)
式中:
N——井下同时工作的最多人数
4——以人数为计算单位的供风标准
K——矿井通风系数,按2008年7月全国煤矿瓦斯治理工作会议有关意见调整,高瓦斯矿井通风系数取1.8。
(二)按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风来那个的总和计算
Q矿=(∑O采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q它)×K
式中:
∑O采——采掘实际需要风量得总和,m3/min
∑O掘——掘进实际需要风量得总和,m3/min
∑O硐——硐室实际需要风量得总和,m3/min
∑O它——矿井除了采煤、掘进和硐室地点以外得其它井巷需要风量得总和,m3/min
1、1、采煤实际需风量计算
按矿井同时生产得采煤工作面需风量得总和计算
∑Q采= Q采
式中:
Q采——采煤工作面实际需要进风量。
m3/min
采煤工作面实际需要进风量按瓦斯涌出来、工作面温度、炸药用量、同时工作的最多人数计算,取其中最大值,并用风速验算。
即:
1)1)按瓦斯涌出量计算
Q采=100×qCH4×K C
=100×3.13×1.3
=406.9 (m3/min)
式中;
K C——采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数,炮采系数为
1.1~
2.4,取1.3;
qCH4——采煤工作面绝对瓦斯涌出量,其值计算如下: qCH4=(q×T)÷(24×60)×85%
=(48.52×272.7)÷(24×60)×85%
≈7.81(m3/min)
采煤工作面按60%的抽放率进行瓦斯采前预抽,预抽采煤工作面得绝对瓦斯涌出量为7.81×60%≈4.68 m3/min,采煤工作面通过矿井通风排放得绝对瓦斯涌出量即为:qCH4=7.81-4.68=3.13 (m3/min)
式中:
q——矿井瓦斯相对涌出量为47.65m³/t。
T——采煤工作面平均日产量,为272.7t。
2)按工作面温度计算
Q采=60×Q采×S采×K i
=60×1.0×7.0×1.0
=420(m3/min)
式中:
S采——回采工作面得平均有效断面,按最大和最小控顶断面的平均值计算,为7.0㎡;
V采——回采工作面的风速,取1m/s;
K i——工作面长度系数,取1.0。
3)按炸药量使用量计算
Q采1= Q采2=25 A c =25×8=200(m3/min)
式中:
A c——采煤工作面一次使用得最大炸药量,取8kg;
4)按人数计算
Q采=4×N
=4×35
=140(m3/min)
式中:
N——采煤工作面同时工作的最多人数,取35人。
5)按风速进行验算
按最低风速验算,每段采煤工作面的最低风量:
Q采≥15×S采=15×7.7=115.5(m3/min)
按最高风速验算,每段采煤工作面的最高风量:
Q采≤240×S采=240×7.7=1848(m3/min)
通过以上计算,采煤工作面实际需风量取最大值为:
Q采=420m3/min
矿井同时回采的采煤工作面为一个,故矿井采煤工作面实际需风量为:
∑Q采= Q采
=420(m3/min)
2、掘进头所需风量
1)按瓦斯涌出量计算
Q掘=100×q掘=K d
=100×0.69×1.9
=131.1(m3/min)
式中:
Q掘——掘进工作面实际需要的风量,m3/min;
q掘——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量,根据掘进工作面按矿井瓦斯涌出量涌出量的15%取值计算,矿区同时掘进的工作面为两个,计算掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量为:q掘=(q×t)÷(24×60)×15%÷2
=(48.52×272.7)÷(24×60)×15%÷2
≈0.69(m3/min)
K d——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数,炮掘为1.8~2.0,取1.9。
2)按炸药使用量计算
Q掘=25 A j=25×7=175(m3/min)
式中:
A j——掘进工作面一次使用的最大炸药量,取7kg;
3)按局部通风机吸风量计算
Q掘=Q f×I×K f
=200×1×1.2
=240(m3/min)
Q掘——掘进工作面实际需要进风量,m3/min;
Q f——掘进工作面局部通风机额定风量,11KW局部通风机吸风取200 m3/min;
I——掘进工作面同时运转的局部通风机总台数,台;
K d——为防止局部通风机吸循环风的风来那个的备用系数,一般为1.2~1.3,取1.2。
4)按人数计算
Q掘=4n j
=4×15
=60(m3/min)
式中:
n j——掘进工作面同时工作的最多人数,取15人。
通过以上计算,单个掘进工作面实际需风量按最大值选取,240m3/min。
5)按风速进行验算
按最低风速进行验算,每个掘进工作面的最小允许风量:
Q掘≥15×S j=15×4.5=67.5(m3/min)
按最高风速验算,每个掘进工作面的最高允许风量:
Q掘≤240×S j=240×4.5=1080(m3/min)
经验算掘进工作面配风量取240 m3/min是最合适的。
矿井共安排2个掘进工作面投产,按独立通风考虑,矿井掘进工作面实际需风量为:
∑Q掘=2×Q掘
=2×240
=480(m3/min)
3、硐室实际需风量
本矿井独立通风硐室为一个采区绞车硐室,按100m³/min配风。
则:
∑Q掘=1×100=100(m3/min)
4、其它巷道的需风量
矿井其它巷道的需风量按掘进、采煤、硐室需风量的总和的3%~5%进行计算,取4%。
即:
∑Q它=(∑O采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q它)×4%
=(420+480+100)×4%
=40(m3/min)
通过以上计算法分别计算的各用风地点所需风量,则矿井的总需风量为:
Q矿=(∑O采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q它)×K
=(420+480+100+40)×1.8
=1872(m3/min)
从同时下井人数及各用风地点的实际需风量两个方面计算取最大值作为矿井总需风量,即:
Q矿=1872(m3/min)≈42.5(m³/s)
四、风量分配
采煤工作面 16.8(m³/s)
掘进工作面2个 2×8.0=16(m³/s)
独立通风硐室1个 1×3.0=3.0(m³/s)
其它巷道 6.7(m³/s)
五、通风阻力计算
设计矿井投产时,分通风容易时期(首采工作面10901工作面)和通风困难期(未采工作面11003工作面)进行计算。
(一)井巷摩擦阻力h
h=aLUQ2÷S2
式中:h——摩擦阻力,pa;
a——摩擦阻力系数,N S2/m4;
L——井巷长度,m;
U——井巷净断面周长,㎡;
Q——通过井巷的风量,m³/s;
S——井巷的净断面积,㎡。
矿井通风风压计算详见表4-2-1、4-2-2。
计算结果,通过容易时期阻力为929.26pa,通风困难时期阻力为1043.11pa。
8、加强对通风设施的日常管理,保证通风设施满足设计和使用的需要。
富村镇兴济煤矿
二0一二年三月。