长榆河煤业通风能力核定.docx
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长榆河煤业通风能力核定
第一部分矿井概况
第二部分矿井需要风量计算
第三部分矿井通风能力计算
第四部分矿井通风能力验证
第五部分矿井通风能力核定结果
第六部分问题与建议
附件1、矿井主要通风机性能测定报告
附件2、矿井通风阻力测定报告
附件3、矿井通风网络解算分析结果
附件4、矿井稀释瓦斯能力情况
附件5、矿井通风系统示意图
附件6、参加矿井通风能力核定人员名单表
附件7、生产统计部门出据的采掘面平均日推进度依据和下年度采掘面衔接情况表
附件8、网络解算结果和新增采掘瓦斯预测内容(有新增采掘面矿井)
第一部分矿井概况
一、矿井概况
山西寿阳潞阳长榆河煤业有限公司隶属于山西潞安集团有限公司下属的山西潞阳煤炭投资经营管理有限公司,地处山西寿阳县解愁乡长榆河村,2014年正式投产,现开采煤层为15#煤,设计生产能力为90万吨/年,矿井开拓方式为斜-立井开拓,采用综合机械化采煤法。
目前,长榆河煤业井下分两个采区:
即东采区和西采区,大巷主要有东翼辅助运输大巷(用于辅助运输及主要进风),东翼胶带大巷(用于主运输及主要进风),东翼回风大巷(专用回风巷)、东翼总回风大巷,一个回采工作面,两个掘进工作面,独立通风硐室有:
东采区变电所、单轨吊充电硐室,上年度核定本年度通风能力为116万吨/年,本年度矿井实际产量为90万吨/年。
二、通风系统
本矿井通风方式为中央并列式,主扇采用机械抽出式通风方法,矿井有三个进风井,一个回风井。
主斜井、行人副斜井、材料副斜井为进风井,回风立井回风。
具体通风路线为:
材料副斜井(进风行人井)——井底车场(暗斜井)——集中辅助运输大巷(架空人车巷)——猴车联巷——东翼辅助运输大巷——15103皮顺联络巷——15103皮顺——15103皮顺反掘段——东翼回风大巷——东翼总回风大巷——回风立井;
材料副斜井(进风行人井)——井底车场(暗斜井)——集中辅助运输大巷(架空人车巷)——猴车联巷——东翼辅助运输大巷——15103轨顺联络巷——15103轨顺——15103轨顺反掘段——东翼回风大巷——东翼总回风大巷——回风立井;
材料副斜井(进风行人井)——井底车场(暗斜井)——集中辅助运输大巷(架空人车巷)——猴车联巷——东翼辅助运输大巷——15103皮顺联络巷——15102皮顺——15102工作面——15102轨顺——东翼回风大巷——东翼总回风大巷——回风立井;
主要用用风地点为15102综采工作面、15103轨顺掘进工作面、15103皮顺掘进工作面、东采区变电所、单轨吊充电硐室等。
矿井总进风量为6450m3/min,总回风量为6550m3/min,主扇排风量为6600m3/min,有效风量为5687m3/min,有效风量率88%。
2、我矿设计为两个采区,但目前西采区仅有一条进风大巷,全矿井相当于一个采区,15102综采工作面配风1800m3/min,15103轨顺掘进工作面配风为475m3/min,15103皮顺掘进工作面配风量为450m3/min。
3、2013年7月份,委托山西潞安节能安全技术检测中心对我矿进行了通风阻力测定,通风难易程度为容易。
三、主要通风机情况
1、我矿只有一个回风井,配备两台主要通风机,一用一备,担负全矿井通风。
2、矿井主通风机型号为FBCDZ№26,电机额定功率为2*280kw,叶片角度39°/23°,频率为43HZ,反风时叶片反转。
该主扇设计排风量9960-5700m3/min,负压1030-3390Pa。
主扇实际排风量6600m3/min,负压2200Pa,外部漏风率1.28%,等积孔2.73m2。
3、山西公信安全技术有限公司于2015年11月对风机性能进行了鉴定。
四、瓦斯等级、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性
我矿2014年鉴定为瓦斯矿井,自燃倾向性为不易自燃、煤尘有爆炸性。
根据晋煤瓦发[2015]38号文件,我矿2014年度瓦斯等级为瓦斯矿井,瓦斯绝对涌出量为8.01m3/min,瓦斯相对涌出量为4.38m3/t,二氧化碳绝对涌出量为3.12m3/min,二氧化碳相对涌出量为1.70m3/t。
火焰长度为10mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为5%,煤的吸氧量为0.86cm3/g,自燃倾向性为Ⅲ级。
五、瓦斯抽采情况
本矿不涉及瓦斯抽采。
六、矿井通风系统改造
井下通风系统趋于完善,无较大变化。
第二部分矿井需风量计算
本次核定矿井需风量计算按照《煤矿通风能力核定标准》和《煤矿井工开采技术条件》进行计算。
矿井需要风量计算原则矿井需要风量,按下列要求分别计算,并采用其中最大值。
1)按矿井下同时工作最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。
2)按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。
各需风地点的实际需风量满足瓦斯、CO2和其他有害气体的浓度,风速及温度符合《煤矿安全规程》规定。
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备+∑Q硐+∑Q其它)·K矿
式中:
∑Q采——采掘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备——硐室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其它——其它地点需要通风的风量的总和,m3/min
K矿——矿井通风备用系数(抽出式取1.15—1.20,压入式取1.25—1.30,矿井为抽出式通风,取1.18)。
一、回采工作面需风量按下式计算:
根据2016年生产衔接计划,1—9月份回采15102工作面,11—12月开始回采15103工作面,4月份15103备用工作面形成,此时的生产格局为“一采一备两掘”,即15102回采工作面,15103备用工作面,15105轨顺及15105皮顺掘进工作面,此时需风量最大。
15102回采面需要量计算
1)按气象条件计算:
Qcf=60×70%×Vcf×Scf×Kch×Kcl=60×70%×1×11.8×1.1×1.2=654m3/min
式中Vcf——采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表1中选取,Vcf取1。
Scf——采煤工作面平均有效断面积,按最大和最小有效断面的平均值计算,m2。
Kch——采煤工作面采高调整系数,见表2,Kch取1.1。
Kcl——采煤工作面长度调整系数,见表3,Kcl取1.2。
70%——有效通风断面系数。
60——单位换算产生的系数。
表1采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温℃
采煤工作面风速m/s
≤20
1.0
20~23
1.0~1.5
23~26
1.5~1.8
表2Kch—采煤工作面采高调整系数
采高m
≤2.0
2.0~2.5
≥2.5及放顶煤面
系数Kcl
1.0
1.1
1.2
表3Kcl采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度m
长度风量调整系数Kcl
≤15
0.8
15~80
0.8~0.9
80~120
1
120~150
1.1
150~180
1.2
≥180
1.3~1.4
2)按最大瓦斯涌出量计算:
Qj≥125qK=125×4×2=1000m3/min
式中q——综采工作面瓦斯绝对涌出量,根据经验预测,15102工作面瓦斯涌出平均值为4m3/min;
K——综采工作面瓦斯涌出不均衡系数,取2;
3)按CO2涌出量验算
Qj≥67qjKjt=67×0.4×2=53m3/min
式中qj——综采工作面CO2绝对涌出量,0.4m3/min
Kjt——综采工作面CO2涌出不均衡的风量系数,取1.5~2.0(不均衡系数,取2)
4)按炸药量消耗量计算
Qj≥25A=500m3/min
式中A——一次爆破的最大装药量,20kg。
5)按回采工作面同时工作最多人数计算
Q采=4N=4×70=280m3/min
式中N——回采工作面同时工作最多人数,70人
6)风速验算根据《煤矿安全规程》允许工作面最大最小风速按下式验算:
a)验算最小风量:
Q采≥0.3×60×Scb=232m3/min
b)验算最大风量:
Q采≤4×60×Sca=2568m3/min
c)综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,验算最大风量
Q采≤5×60×Sca=2421m3/min
式中:
5——采煤工作面采取降尘措施后允许的最大风速,m/s
综上所述,需风量取1000m3/min。
二、掘进工作面的需风量计算
1、综掘工作面15105轨顺需风量:
1)按瓦斯涌出量计算:
Qj≥125qjKjt=125×0.9×1.8=202m3/min
式中qj——掘进工作面CH4瓦斯,根据相邻工作面瓦斯数据统计,绝对涌出量q=0.9m3/min
Kjt——掘进工作面CH4涌出不均衡的风量系数,取1.5~2.0(不均衡系数,取1.8)
2)按CO2涌出量验算:
Qj≥67qjKjt=67×0.2×1.8=24.12m3/min
式中qj——掘进工作面CO2绝对涌出量,0.2m3/min
Kjt——掘进工作面CO2涌出不均衡的风量系数,取1.5~2.0(不均衡系数,取1.8)
3)按人数计算:
Qj≥4N=4×40=160m3/min
式中N——掘进工作面同时工作的最多人数。
4)按炸药量消耗量计算:
Qj≥25A=372m3/min
式中A——一次爆破的最大装药量,14.88kg。
5)按局部通风机实际需风量计算:
Qj=Qaj×I+60×0.15Shd=380×1+60×0.15×12=488m3/min
Qaj——局部通风机实际吸风量,15105轨顺掘进期间配备型号为FBDNO6.0,功率为2×22KW风机,额定吸风量为380—550m3/min,根据其他巷道掘进期间局部通风机吸风量得出Qaj取400m3/min。
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数,取I=1。
0.15——无瓦斯涌出的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,取12m2
6)按风速进行验算:
Qaj≥60×0.15×Shd=60×0.15×12=108m3/min
Qaj≤60×4×Shd=60=60×4×12=2880m3/min
掘进工作面所需风量为400m3/min满足要求,因此两个掘进工作面用风量为800m3/min。
三、硐室实际需风量计算
井下硐室需要风量,按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算:
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3
式中∑Q硐——所有独立通风硐室需要风量,m3/min;
Q硐1、Q硐2——不同独立通风硐室需要风量,m3/min。
矿井井下不同硐室配风原则:
1.机电硐室需风量须保证机电硐室温度不超过30℃,其他硐室温度不超过26℃,并根据实际需要进行配风。
井下硐室需风量:
东采区变电所需风量180m3/min;
单轨吊充电硐室需风量180m3/min;
3#皮带机头配电点需风量180m3/min;
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3
=180+180+180
=540m3/min
五、其他井巷需风量计算
1)按最大瓦斯涌出量计算:
Qj=200qK=200×0.15×1.3m3/min=39m3/min
式中q——其他用风巷道平均瓦斯涌出量,取0.15m3/min
K——其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.2~1.3,k取1.3。
200——其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.5%所换算的系数。
2)按风速验算:
Qrc≥60×0.2×Src=60×0.2×11.8=141m3/min
式中Qrc——一般用风巷道实际需风量,m3/min
Src——一般用风巷道净断面积,m2
全矿井井下其他用风地点有15102轨顺联巷、15105轨顺及皮顺联巷、15103轨顺及皮顺联巷,东翼轨道大巷及东翼胶带大巷终端,15107轨顺,用风量共计1128m3/min。
六、矿井实际需风量计算
Q矿=(Q采+Q备+Q掘+Q硐+Q其)×K矿通
=(1000+500+800+540+1128)×1.3
=5158m3/min
第三部分矿井通风能力计算
矿井实际供风量6450m3/min,大于矿井实际需风量5158m3/min。
其中主斜进风量为1332m3/min,材料副斜井进风量为3108m3/min。
进风行人井进风量为2010m3/min。
根据《煤矿生产能力核定标准》计算矿井通风能力公式如下:
式中p——矿井通风能力,万t/a;
p采i——第i个采煤工作面正常生产条件下的当年生产量,万t;
p掘j——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量,万t/a;
m1——采煤工作面的数量,个;
m2——掘进工作面的数量,个;
1.综采工作面通风能力核定
115102工作面通风能力计算:
式中P15101——15106工作面当年生产量,万t;
——回采工作面平均长度,m;
——回采工作面平均采高,m;
——平均容重,t/m3;
——回采工作面正常生产平均日推进度,m/d;
——当年生产天数,实际生产,d;
——正规循环作业系数;
——回采工作面平均回采率,综采面取经验数据95%;
——回采工作面平均个数。
2、掘进工作面通风核定
1)掘进工作面参数选取:
r——煤体容重,1.43t/m3;
Shi——巷道纯煤面积,根据矿井掘进巷道平均断面选13.46m2;
bhi——掘进工作面平均日推进度,取8m;
rhi——掘进工作面原煤视密度,取1.4t/m3
掘进煤量:
Ahi=330×10-4×Shi×rhi×bhi
=330×10-4×13.46×1.4×9
=5.6万t/a
P掘=P掘1+P掘2=5.6+5.6=11.2万t/a
3.矿井通风系统通风能力核定为:
取127万吨
综上,根据由里向外核算法计算矿井通风系统生产能力为127万t/a。
第四部分矿井通风能力验证
一、矿井主要通风机性能验证
矿井主扇排风量为6600m3/min,负压2200Pa,主扇的额定风压为980-3310Pa,风机运行风压小于最大风压的0.9倍,符合安全规定。
由主扇的特性曲线可以看出,中央主扇风机的工况点处在风压特性曲线“驼峰”的右侧,在合理工作范围之内,运行稳定。
二、矿井通风网络能力验证
经解算验证,井下巷道、用风地点的风流方向稳定,风量满足要求,井巷风速满足要求。
矿井总回风量比较大,通风阻力不大。
矿井总进风量6450m3/min,总回风量6550m3/min,通风阻力为2200Pa,等积孔为2.73m2;这说明,矿井通风容易,通风网络“通过风流能力”较强。
通风网络中的通风阻力分配合理且与风量相匹配。
矿井通风网络符合《煤矿安全规程》规定,采掘工作面通风系统完善合理,不存在不符合有关规定的串联通风、扩散通风、采空区通风等地点。
第五部分矿井通风能力核定结果计算
矿井属于瓦斯矿井,矿井通风系统独立、完整、可靠,采掘工作面均实现了独立通风,无不合理的通风系统,也不存在串联通风、扩散通风、采空区通风的用风地点,不存在通风能力扣减的问题。
经过以上计算和能力验证,矿井主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、合理、可靠的范围之内,通风动力与主要通风机性能相匹配,能够满足安全生产实际需要。
因此,经分析计算验证,确定矿井的通风能力为127万t/a。
第六部分结论、问题与建议
经计算,2016年山西寿阳潞阳长榆河煤业核定通风能力为127万t/a。
根据计算,矿井通风系统可满足一个回采工作面、一个备用工作面,两个掘进工作面的生产格局。
我矿目前通风系统较为简单、合理、可靠,需继续加强管理。
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