305盘区通风设计.docx
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305盘区通风设计
焦煤矿4#层305盘区
通风设计
通风区
2011年8月20日
审批人员签字
总工程师:
生产副总经理:
安全副总经理:
机电副总经理:
开拓副总经理:
通风副总:
机电副总:
采煤副总:
调度室:
安监站:
通风区:
技术科:
机电科:
监理:
编制:
4#层305盘区通风设计
一、概况:
焦煤矿4#层305盘区位于1#井井田西翼,4#层设计共布置综采放顶煤工作面五个,盘区巷道采用两进一回,轨道巷、皮带巷两条进风巷沿煤层底板布置,回风巷沿煤层顶板布置。
根据山西省煤炭工业局综合测试中心,2011年12月对我矿瓦斯涌出量预测预报结果可知,该盘区瓦斯含量较小,属低瓦斯盘区,2010年9月对4#煤层进行化验分析,结果为:
4#煤层为自燃煤层,有爆炸性。
8501首采工作面位于盘区边界,工作面顺槽(走向)长1072米,工作面宽(倾向长)151米,同时布置有掘进工作面3个,其中2503掘进、5503掘进为机掘工作面,5505回风绕道为炮掘工作面。
盘区内设有注氮硐室、变电硐室、绞车房三个独立通风硐室。
二、通风系统:
1、盘区通风系统必须符合如下要求:
⑴生产水平和采区必须实行分区通风;准备采区必须在采区构成通风系统后,方可开掘其它巷道;采煤工作面必须在采区构成完整的通风系统、排水系统后、方可开采;采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。
(2)采、掘工作面应实行独立通风。
(3)有煤(岩)与瓦斯(CO2)突出的采煤工作面不得采用下行风。
(4)采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。
(5)机电硐室必须设在进风流中,硐室深度不超过6米,入口宽度不小于1.5米者,可用扩散通风。
(6)采掘工作面的空气温度不得超过26oC,机电硐室不得超过30oC。
(7)改变采区通风系统时,应报矿总工程师批准。
2、通风线路:
305集中轨道巷
305集中皮带巷提升暗斜井4#305盘区轨道巷、
303-305通道
皮带巷各采掘工作面4#305盘区回风巷
3、通风设施建设情况:
⑴在305通道尾部,4#305盘区轨道与回风联络巷处设置调节两道。
⑵在4#305盘区轨道回风第一联络巷设置永久密闭两道。
⑶在4#305盘区轨道巷尾部,与回风巷联络巷处设置正反向风门两道。
⑷在绞车绕道、变电硐室回风道、注氮硐室回风道各设置调节两道。
⑸在4#305盘区皮带巷尾部设置调节两道。
⑹在8501工艺巷、5501回风道、5503顺槽回风绕道、2503顺槽回风绕道各设置调节两道。
⑺在2501、8501工艺巷回风绕道各设置临时密闭两道。
三、配风计算:
矿井需要风量按各采煤工作面、备用工作、掘进工作面、硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算:
采煤工作面的需要风量
1、305盘区8501综采工作面
(1)、采煤面按气象条件计算风量
Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温。
(m3/min)
式中:
Q采——采煤工作面需要风量(m3/min)
Q基本——不同采煤方式工作面所需要的基本风量(m3/min)
Q基本=60×工作面平均控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速(不小于1.0m/s)
对于综采面,平均控顶距×实际采高=综采支架断面积
平均控顶距=(最大控顶距+最小控顶距)÷2
=(6.372+5.572)÷2
=5.97米
实际采高为3米。
K采面长-回采工作面长度调整系数
回采工作面长度(m)
80-150
150-200
〉200
长度调整系统(K采面长)
1.0
1.0-1.3
1.3-1.5
K采高-回采工作面采高调整系数
采高(m)
〈2.0
2.0-2.5
2.5-5.0及放顶煤面
系数(K采高)
1.0
1.1
1.5
K温-回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度(℃)
采煤工作面风速(m/s)
配风调整系数(K温)
〈20
1.0
1.00
20-23
1.0-1.5
1.00-1.10
23-26
1.5-1.8
1.10-1.25
26-28
1.8-2.5
1.25-1.40
28-30
2.5-3.0
1.40-1.60
K采高——回采面采高调整系数K=1.5
K采面长——回采面长度调整系数K=1.0
K温——回采面温度与对应风速调整系数K=1.0
Q基本综采=60×综采支架断面积×70%×1m/s
=60×平均控顶距×实际采高×70%×1m/s
=60×(5.97×3)×70%×1
=752.2m3/min
Q采=752.2×1×1.5×1=1128.33m3/min
(2)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算:
工作面瓦斯绝对涌出量为0.61m3/min,二氧化碳绝对涌出量为0.76m3/min
Q采=100×q采×KcH4(m3/min)
式中:
Q采——采煤工作面需要风量,m3/min;
q采——回采工作面回风巷风流中瓦斯(或二氧化碳)的平均绝对涌出量,m3/min;
KcH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数,取2.5。
按瓦斯涌出量计算:
则:
Q采=100×0.61×2.5
=152.5m3/min
按二氧化碳涌出量计算:
则:
Q采=67×q采×KCO2
Q采=67×0.76×2.5
=127.3m3/min
(3)、按回采面同时作业人数计算需要风量
每人供风≮4m3/min
Q采>4×N
式中:
N—工作面人数取40人
Q采>4×40=160m3/min
(4)、按工作面温度选择适量的风速进行风量计算
Q采=60×V采×S采
式中:
V采—采煤面风速m/s
S采—采煤面的平均断面积m2
Q采=60×1×(5.97×3)=1074.6m3/min
按以上计算取其最大值:
即:
Q采=1128m3/min
(5)、按风速进行验算:
60×0.25S 式中: S—工作面平均断面积m2 60×0.25×17.91<Q采<60×4×17.91 628.65<1128<4298.4 经验算,回采工作面风量符合要求。 2、备用综采面: 备用回采面应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。 Q备≥1/2Q采(m3/min) 回采备用面: Q备≥1/2×1128 ≥564m3/min 回采备用面按564m3/min进行配风。 掘进工作面的需要风量: 1、4#305盘区2503机掘工作面 2503机掘工作面巷道规格为,宽5.3m,高3m,使用2×18.5KW对旋式局扇。 (1)、按CH4涌出量计算: Q掘=100×qCH4×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 100--单位瓦斯涌出量配风量,以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值。 qCH4--工作面的平均瓦斯绝对涌出量,m3/min;取0.19m3/min k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=100×0.19×2.5=47.5m3/min。 (2)、按CO2涌出量计算: Q掘=70×qCO2×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 70--单位二氧化碳涌出量配风量,以回风流二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值。 qCO2--工作面的平均二氧化碳绝对涌出量,m3/min;取0.24m3/min; k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=70×0.24×2.5=42m3/min。 (3)、按局部通风机实际吸风量计算需要风量: Q掘=Q扇×Ii+60×0.25S(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; Q扇——局部通风机实际吸风量,取300m3/min; Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 则: Q掘=300×1+15×3×4 =480m3/min (4)、按同时工作的最多人数计算: Q掘=4×Nm3/min。 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min。 4--每人每分钟不低于4m3/min的配风量。 N--掘进工作面同时工作的最多人数。 取13 Q掘=4×13=52m3/min。 (5)按风速进行验算: 60×0.25S掘<Q掘<60×4S掘(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; S掘——掘进工作面的断面积,取15.9m2。 则: 60×0.25×15.9<442.8<60×4×15.9 238.5<442.8<3816 经验算,掘进工作面风量符合要求。 通过上述计算,4#305盘区2503机掘工作面实际需风量应按局部通风机实际吸风量计算,其风量不低于480m3/min。 2、4#305盘区5503机掘工作面 该掘进工作面巷宽4m,高3m,使用2×18.5KW对旋局扇。 (1)、按CH4涌出量计算: Q掘=100×qCH4×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 100--单位瓦斯涌出量配风量,以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值。 qCH4--工作面的平均瓦斯绝对涌出量,m3/min;取0.1m3/min k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=100×0.1×2.5=25m3/min。 (2)、按CO2涌出量计算: Q掘=70×qCO2×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 70--单位二氧化碳涌出量配风量,以回风流二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值。 qCO2--工作面的平均二氧化碳绝对涌出量,m3/min;取0.13m3/min; k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=70×0.13×2.5=22.8m3/min。 (3)按局部通风机实际吸风量计算需要风量: Q掘=Q扇×Ii+60×0.25S(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; Q扇——局部通风机实际吸风量,取300m3/min; Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 则: Q掘=300×1+15×3×4 =480m3/min (4)按掘进工作面同时作业人数计算需要风量: Q掘>4N(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; N——掘进工作面最多人数,取20人。 则: Q掘>4×20 Q掘>80m3/min (5)按风速进行验算: 60×0.25S掘<Q掘<60×4S掘(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; S掘——掘进工作面的断面积,取12m2。 则: 60×0.25×12<442.8<60×4×12 180<442.8<2880 经验算,掘进工作面风量符合要求。 通过上述计算,该工作面实际需风量应按局部通风机实际吸风量计算,其风量不低于480m3/min。 3、4#305盘区5505系统炮掘工作面 该掘进工作面巷宽4m,高3m,使用2×18.5KW对旋局扇。 (1)、按CH4涌出量计算: Q掘=100×qCH4×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 100--单位瓦斯涌出量配风量,以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值。 qCH4--工作面的平均瓦斯绝对涌出量,m3/min;取0.1m3/min k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=100×0.1×2.5=25m3/min。 (2)、按CO2涌出量计算: Q掘=70×qCO2×km3/min 式中: Q掘--掘进工作面实际需要风量,m3/min 70--单位二氧化碳涌出量配风量,以回风流二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值。 qCO2--工作面的平均二氧化碳绝对涌出量,m3/min;取0.13m3/min; k--掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取k=2.5。 Q掘=70×0.13×2.5=22.8m3/min。 (3)按局部通风机实际吸风量计算需要风量: Q掘=Q扇×Ii+60×0.25S(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; Q扇——局部通风机实际吸风量,取300m3/min; Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 则: Q掘=300×1+15×3×4 =480m3/min (4)按掘进工作面同时作业人数计算需要风量: Q掘>4N(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; N——掘进工作面最多人数,取20人。 则: Q掘>4×20 Q掘>80m3/min (5)按炸药量计算: Q掘=(10~25)×Am3/min 式中: A-掘进工作面一次爆破的最大炸药量,kg。 炸药系数取值,一般情况下一级硝酸铵炸药取25,二、三级硝酸铵炸药取10。 本矿使用为二级硝酸铵炸药,取10。 Q掘=10×24=240m3/min。 (6)按风速进行验算: 60×0.25S掘<Q掘<60×4S掘(m3/min) 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; S掘——掘进工作面的断面积,取10.8m2。 则: 60×0.25×10.8<480<60×4×10.8 162<480<2592 经验算,掘进工作面风量符合要求。 通过上述计算,该工作面实际需风量应按局部通风机实际吸风量计算,其风量不低于480m3/min。 井下硐室需要风量: 根据经验数据 ⑴、绞车硐室按80m3/min供风 ⑵、采区变电所、移变硐室各按150m3/min供风 ⑶、水仓按60m3/min供风 ⑷、井下制氮设备硐室按300m3/min供风 其它井巷实际需要风量: 1、按瓦斯涌出量计算: Q其=133×qcH4×K其通(m3/min) 式中: Q其——其它井巷实际用风量,m3/min; qcH4——其它井巷最大瓦斯绝对涌出量,取0.16m3/min; K其通——瓦斯涌出不均衡系数,取1.3; 133——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。 则: Q其=133×0.16×1.3 =27.7m3/min 2、按其风速计算: Q其>60×0.15S其 式中: Q其——其它井巷实际用风量,m3/min; S其——其它井巷断面,取10m2。 则: Q其>60×0.15×10 Q其>90m3/min 经计算,其它井巷配风量按90m3/min进行配风。 305盘区需要配风量: Q305=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K(m3/min) =(1128+1440+740+564+90)×1.15 =4556m3/min
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- 305 通风 设计