某煤矿通风设计文档格式.docx
- 文档编号:16633546
- 上传时间:2022-11-24
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:147.34KB
某煤矿通风设计文档格式.docx
《某煤矿通风设计文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某煤矿通风设计文档格式.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
K矿通,式中:
∑Q采—采煤工作面实际需要风量的总和;
∑Q备—备用工作面实际需要风量的总和,取0.5ΣQ采;
∑Q掘—掘进工作面实际需要风量的总和;
∑Q硐—硐室实际需要风量的总和;
∑Q其它—其它井巷需要进行通风的风量总和;
K矿通—矿井通风系数,取1.20。
1.采煤工作面实际需要风量的计算
①按气象条件计算:
Q采=Q基本×
K采高×
K采面长×
K温,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×
工作面控顶距×
工作面实际采高×
70%×
适宜风速(不小于1.0m/s,取Vc=1.1m/s);
K采高─采煤工作面采高调整系数,取1.2;
K采面长─采煤工作面长度调整系数,取1.1;
K温─采煤工作面与温度对应风速调整系数,取1.1;
其中:
(5.4+0.15)×
2.4×
1.1=615.38m3/min;
则:
Q采=615.38×
1.2×
1.1×
1.1=893.54m3/min=14.89m3/s。
表4-1-1采煤工作面空气温度与对应风速调整系数表
采煤工作面空气温度(°
C)
采煤工作面风速,V采,m/s
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
表4-1-2采煤工作面长度调整系数表
采煤工作面长度(m)
15
15~80
80~150
150~200
>
200
K采面长
0.8
0.9
1.0~1.3
1.3~1.5
表4-1-3采煤工作面采高调整系数表
2.0
2.0~2.5
2.5及放顶煤面
K采高
1.1
1.2
②按瓦斯涌出量计算
Q采=100×
q采CH4×
KcH4=100×
8.85×
1.4=1239m3/min=20.65m3/s,式中:
q采CH4─采煤工作面绝对瓦斯涌出量,8.85m3/min;
KcH4─采煤工作面瓦斯涌出量不均匀的风量备用系数,1.4;
100─采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
③按二氧化碳涌出量计算
Q采=67×
q采CO2×
KCO2,式中:
Q采—采煤工作面需要风量,m3/min;
q采CO2—采煤工作面二氧化碳绝对涌出量,10.16m3/min;
KCO2—采煤工作面因二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,Kc=1.5;
67─采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。
10.16×
1.5=1021.1m3/min=17.02m3/s
④按炸药量计算:
工作面采用综采放顶煤采煤法,不用炸药。
⑤按人数计算
Q采9=4×
N,式中:
N—采煤工作面同时工作的最多人数,工作面正常工作人员18人,另考虑带班人员2人,计算交接班时最大人数为40人;
40=160m3/min=2.67m3/s
经计算,回采工作面风量取最大值,按瓦斯涌出量计算的风量最大,则采煤工作面实际需要风量为:
Q采=20.65m3/s。
⑥按风速进行验算
根据《煤矿安全规程》规定,采煤工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s。
a)验算最小风量
Q采≥60×
0.25Smax=60×
0.25×
9.07=124.8m3/min
Smax=lmax×
h采×
70%=5.4×
70%=9.07m2
b)验算最大风量
Q采≤60×
4.0Smin=60×
4.0×
8.06=1934.4m3/min
Smin=lmin×
70%=4.8×
70%=8.06m2
式中:
S采—采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;
lmax—采煤工作面最大控顶距,5.4m;
lmin—采煤工作面最小控顶距,4.8m;
h采—采煤工作面实际采高,2.2m;
Smax—采煤工作面最小控顶有效断面积,9.07m2;
Smin—采煤工作面最小控顶有效断面积,8.06m2;
0.25—采煤工作面允许的最小风速,m/s;
70%—有效通风断面系数;
4.0—采煤工作面允许的最大风速,m/s;
采煤工作面风量满足《煤矿安全规程》规定的风速要求。
矿井布置1个综采分层放顶煤长壁工作面,则:
∑Q采=20.65m3/s。
⑦工作面上下顺槽断面核定:
工作面需风量20.65m3/s,根据《煤矿安全规程》规定风速最低不小于0.25m/s,最高不超过4m/s,因此运输、轨道顺槽的净断面S应为:
Q/V1≤S≤Q/V2
16/4≤S≤16/0.25
4.0≤S≤64
工作面运输顺槽、轨道顺槽净断面12.8m2符合要求。
2.掘进工作面风量计算:
①按瓦斯绝对涌出量计算:
Q掘=100×
q掘CH4×
kCH4,式中:
q掘CH4─掘进工作面绝对瓦斯涌出量,2.53m3/min;
KCH4─掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数,取Kj=1.5;
100─掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2.53×
1.5=379.5m3/min=6.33m3/s。
②按二氧化碳涌出量计算
Q采—掘进工作面需要风量,m3/min;
q采CO2—掘进工作面二氧化碳绝对涌出量,2.90m3/min;
KCO2—掘进工作面因二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,Kc=1.6。
67─掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。
2.90×
1.6=310.88m3/min=5.18m3/s。
③按炸药量计算
机掘不放炮。
④按人数计算
Q掘=4×
N─掘进工作面内同时工作的最多人数(按交接班),18人。
18=72m3/min=1.2m3/s。
⑤按局部通风机实际吸风量计算
掘进工作面配风量按下式计算
Q掘=Q局×
I+60×
S煤,式中:
Q掘—掘进工作面局部通风机的实际吸风量,m3/s;
掘进工作面选用FBD-№6.3型局部通风机额定风量274~390m3/min,取390m3/min;
I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数,1台。
S煤—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,12.8m2;
0.25—局部通风机旁最低风速要求,m3/s;
Q掘=390×
1+60×
12.8=582m3/min=9.7m3/s
经计算,按局部通风机实际吸风量计算的风量最大,故掘进工作面风量取最大值:
Q掘=9.7m3/s。
⑥按风速验算
根据《煤矿安全规程》规定,煤巷及半煤岩巷掘进工作面风量应满足:
Sj≤Q掘≤4×
Sj,式中:
S掘—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,Sj=12.8m2。
12.8≤Q掘≤4×
12.8
3.2≤9.7≤51.2
掘进工作面风量满足《煤矿安全规程》规定的风速要求。
达产时共布置2个掘进工作面,则:
∑Q掘=9.7×
2=19.4m3/s=1164m3/min。
3.独立通风硐室需要风量计算:
采区变电所:
2.0m3/s,采区绞车房:
2.0m3/s,其它硐室采用串连通风。
ΣQ硐=4.0m3/s。
4.其他巷道需要风量计算:
①考虑停掘不停风的需风量应不小于掘进工作面配风量:
ΣQ备掘=9.7×
2=19.4m3/s;
②备用工作面按生产工作面一半风量计算:
ΣQ备=20.65×
50%=10.32m3/s;
③根据采区巷道布置形式,其他用风巷道的需要风量,应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用其最大值。
A.按瓦斯涌出量计算:
Qrl=133qrg×
krg,式中:
qrg—其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;
krg—其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.2;
133—其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换的常数。
B.按风速验算:
Qrc≥60×
0.15Sre,式中:
Qrc—一般用风巷道实际需要风量;
m3/min
Sre—一般用风巷道净断面积,m2
矿井其他巷道用风量:
ΣQ其它=5.0m3/s。
ΣQ其他=ΣQ备掘+ΣQ备+ΣQ其它=19.4+10.32+5.0=34.72m3/s。
5.矿井风量计算:
Q矿=(20.65+19.4+4+34.72)×
1.2=91.88m3/s=5513m3/min
上述两种方法计算结果取大值,确定矿井总风量为92m3/s。
主斜井进风量35m3/s,副斜井进风量57m3/s,设计回风斜井回风量92m3/s。
6.矿井风量分配:
投产的一采区201采煤工作面供风24m3/s,2个顺槽掘进工作面各供风12m3/s,采区变电所配风2m3/s,采区绞车房配风2m3/s,备用工作面配风12m3/s,其它风量28m3/s。
表4-1-4矿井风量分配表
序号
用风地点
数量(个)
单位配风量(m3/s)
总配风量(m3/s)
1
一采区201采煤工作面
24
2
备用回采工作面
12
3
一采区203回风顺槽掘进头
4
一采区202运输顺槽掘进头
5
采区变电所
6
采区绞车房
7
其它
28
合计
矿井总配风量92m3/s,其中主斜井进风量35m3/s,副斜井进风量57m3/s。
㈡矿井风压计算:
依据井下开拓巷道布置,按最长主要通风线路,即副斜井进风、回风斜井回风,按照通风井筒的服务范围,达到设计产量时矿井通风负压以最长风路中逐段的摩擦阻力加上矿井井巷局部阻力计算。
计算公式;
H=apLQ2/S3,式中:
h-摩擦阻力,Pa;
a-摩擦阻力系数,N·
s2/m8;
L-井巷长度,m;
p-周界,井巷净断面周长,m;
Q-通过井巷的风量,m3/s;
S-井巷净断面积,m2;
本矿服务年限24.9年,通风容易时期为2号煤层一采区(2号),困难时期为2号煤层三采区(2号)。
计算时附加15%的局部阻力,考虑到本矿主、副斜井与回风斜井最大高差仅为32.9m,不考虑自然压差。
计算通风容易时期为一采区201工作面,其负压为746.46Pa,通风困难时期为三采区201工作面,其负压为1399.47Pa。
附:
负压计算表(表4-1-5、4-1-6)
㈢等积孔:
矿井生产初期通风容易时期等积孔:
A易=1.19Q/
=4.00㎡
矿井后期通风困难时期等积孔:
A困=1.19Q/
=2.93㎡
由上述计算知,生产初期通风容易时期等积孔为4.00㎡,后期通风困难时期等积孔为2.93㎡,均属于容易通风。
五、掘进通风
1.掘进通风方法
本矿井掘进工作面采用局部通风机压入式通风,用局部通风设备向掘进工作面输送空气的通风方式,其通风安全性好,风流有效射程远、工作面通风效果好。
2.局部通风设备
井下掘进巷道采用FBD-No6.3型防爆对旋局部通风机两台,一用一备(热备),配用电机YBF180M-2,功率2×
22kW,800mm直径胶质阻燃风筒供风。
掘进工作面的需风量在局部通风机范围内,满足要求。
掘进工作面利用局部通风机压入式通风,使用长距离通风的抗静电、阻燃性能风筒,采用“三专两闭锁”,双风机双电源能自动切换。
3.防止产生循环风的安全措施
(1)须由指定人员负责管理,保证正常运转。
(2)风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口应大于10m;
全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量,局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速不能低于0.25m/s。
(3)局部通风机设备要齐全,吸风口有风罩和整流器,高压部位(包括电缆接线盒)有衬垫,局部通风机安设置距巷道底板或顶板不得小于0.3m;
11kW及以上功率的局部通风机要有消音器(低噪音局部通风机、除尘机除外)。
(4)必须采用抗静电、阻燃风筒。
局部通风机风筒出口至掘进工作面的距离小于5m。
(5)掘进工作面的局部通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电。
每天应有专人检查1次,保证局部通风机可靠运转。
掘进工作面机电设备必须实现两闭锁(风电及瓦斯电闭锁)。
(6)严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个工作面通风,1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风,严禁风筒分岔向其他用风地点供风。
(7)风筒接头严密(手距接头处0.1m处感到不漏风),无破口(末端20m除外),无反风接头,软质风筒接头要压边,硬质风筒接头要加垫,上紧螺钉。
(8)风筒吊挂平直,逢环必挂,铁风筒每节至少吊挂两点。
(9)风筒拐弯处要设弯头或缓慢拐弯,不准拐死弯,异径风筒每节至少吊挂两点。
(10)综掘工作面掘进巷道贯通在相距50m前,必须停止一个工作面作业,做好调整通风系统的准备工作,掘进巷道贯通时,必须有专人在现场指挥,停掘的工作面必须保持正常通风,设置栅栏及警标,经常检查风筒的完好状况及其回风流中瓦斯浓度,瓦斯浓度超限时必须立即停工处理。
只有在2个工作面及其回风流中的瓦斯浓度都在1%以下时,掘进的工作面方可继续作业。
掘进巷道贯通后,必须停止采区内的一切工作,立即调整通风系统,风流稳定后方可恢复工作。
六、硐室通风
1.井下独立通风硐室的通风系统及安全措施
采区变电所、采区绞车房采用独立通风,井下机电硐室的空气温度不得超过30℃,当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。
2.采用串联通风的硐室及通风要求
消防材料库、副斜井水泵房、中央变电所、等候室等硐室均采用串联通风。
各硐室均布置在进风风流中。
3.采用扩散通风的硐室及通风要求
井下避灾硐室、躲避硐室采用扩散通风,硐室深度小于5m。
七、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施
(一)井下主要通风设施
设计采用的通风设施及构筑物有风门、调节风门、密闭、风桥和风帘等,其结构和设计简述如下:
1.风门:
铁制,设在进、回风巷之间,用于隔绝风流和便于行人、检修等。
在北运输巷与北回风巷联络巷内设置两道连锁的正、反向风门,一采区202回风顺槽掘进与集中回风下山联络巷内各设置两道连锁的正、反向风门,在回风斜井安全出口内设置两道连锁的正、反向风门,用于隔绝进、回风。
具体要求:
门前后5m内支架完好,门墙厚不小于0.45m,四周掏槽深0.2-0.3m。
正、反向风门间设有WM-BS风门闭锁器,只要一道风门动作,另一道风门就已闭锁无法打开,箱体外形尺寸(长×
宽×
高):
250×
110×
1200mm,复位吊桶重量:
8kg左右。
风门设置满足以下技术要求:
避免在弯道和倾斜巷道中设置风门;
门的前后5m内支架完好,门墙厚不小于0.45m,四周掏槽深0.2~0.3m以及见硬邦硬底;
结构严密,漏风少,向关门方向倾斜80°
~85°
;
风门迎风流开启,行机车巷道,两门间距应大于一列车长度;
风门设置两道以上。
2.调节风门:
木制或铁制,用于调节通过巷道的风流大小、安设在大巷、掘进工作面、独立通风硐室的回风通道等需要调节风流的巷道中。
调节风门及风窗设置技术要求:
避免在弯道和倾斜巷道中设置调节风门。
调节门的前后5m内支架完好,风门墙垛可用砖或混凝土砌筑,嵌入巷道周边岩石深度不得小于0.2m,墙垛厚度不得小于1.00m,门框和门采用坚实的木质或铁质结构,木质门框厚度不得小于100mm,风门厚度不得小于50mm,四周掏槽深0.2m或见硬邦硬底,在每扇风门上部设置一个可调节的风窗,风窗长×
宽为600×
600mm,调节挡板采用木板或钢板(侯10~15mm)作材料,便于梭动调节;
结构严密,漏风少,向关门方向倾斜80°
。
调节风门要求设置两道以上。
调节风门必须采用联锁装置。
3.风桥:
顺槽与下山交叉处设置风桥。
(1)风桥上、下巷均使用不燃性材料支护或砌碹。
桥面平整不漏风(手触感觉不到漏风为准)。
(2)支护或砌碹后,桥面要用黄土夯实。
黄土厚度不小于0.6m。
充填黄土的厚度,每端都要超出交分岔口4m以上。
(3)风桥上巷的断面不小于原巷道断面的五分之四,坡度不小于30度,桥面要成流线型。
(4)风桥两帮接口严密,四周见实帮、实底并要充填捣实。
(5)风桥前后5m内巷道支护良好。
(6)风桥的上下巷均不得设置风门或调节风窗。
4.密闭:
分为永久防火密闭和临时密闭两种,用于隔绝风流。
永久密闭用实心混凝土块砌成,砂浆抹缝,在进风巷一侧墙面抹上砂浆,主要设在进回风大巷之间的联络贯眼中及采完的工作面顺槽中;
临时密闭用空心混凝土块砌成,不需砂浆抹缝,但要在进风巷一侧墙面抹上砂浆,主要设在临时不用的巷道口。
密闭墙两帮、顶、底需掏槽,槽深在煤中不得小于1m,岩石中不得小于0.5m;
墙无裂缝、无漏风。
1)用不燃性材料建筑,其顶部厚度应根据封闭地点及其自然条件而确定,但一般不应小于2.0m;
适用于5号煤层中密闭已采面或采空区连通的巷道和封闭火区。
2)防火墙上下要砌在顶底板坚硬的岩石上,其掏槽要求与永久性挡风墙相同。
3)防火墙两面必须用料石砌墙,并用水泥砂浆砌筑勾缝,墙中用黄土层层夯实。
4)防火墙内外有积水时,或有可能有水流经闭墙时,其墙底部必须用混凝土构筑,高度不低于0.8m。
前后墙用水泥抹面,并在墙底部设反水池或反水管,防火墙必须预留φ380瓦斯管,以备观测、注浆,调压。
5)防火墙面和距墙1m范围内的巷帮巷顶必须进行喷浆处理,喷浆厚度不小于8㎝。
5.测风站:
测风站长度5m,确保前后10m内巷道断面无变化,支护完整。
在主斜井、副斜井、2号煤层回风大巷、工作面轨道顺槽内设测风站。
用以测量全矿井总进风量和回风量,以及采煤工作面、掘进工作面的进风量和回风量。
测风站应设置记录牌,记录内容有巷道断面、风速、风量、瓦斯浓度、测风时间。
6.风帘:
采用不燃性材料制作,主要设在回采工作面的上隅角,用与疏导风流。
(二)防止漏风和降低风阻的措施
1.井下主斜井及副斜井与原采空区联通巷道及其它废弃巷道应采用挡风墙及时进行永久防火密闭。
2.井下风门、调节风门等通风建(构)筑物,布置在巷道水平段及直线段,安全、可靠性较强,当通风设施受采动影响后,应及时修复防止漏风。
风桥、风门要做到四周严密,风门四周附加一层毛毡或橡胶制品,风桥尽量筑在围岩坚硬、地压稳定的地段,且四周严密,发现问题要及时处理。
3.大巷之间及两侧各留大于30m的隔离煤柱,防止裂缝处短路漏风。
4.本矿主要运输及回风巷道均采用锚索锚网喷支护,顺槽巷道采用锚杆挂网支护,为降低巷道的摩擦阻力系数,适当加大了井巷净断面积,并在通风线路上,尽量减少断面变化及弯道。
5.采区巷道布置中,尽量避免采用风桥、减少了局部阻力。
6.对于砌碹巷道、锚喷巷道要尽量做到周壁平整、光滑;
巷道断面改变时,要逐步过渡,避免突然加大或缩小,另外在通风巷道不要堆放设备和其它杂物。
八、矿井主通风机及矿井反风
一)矿井通风设备选型及正常、反风工况点
(一)设计依据
1.矿井所需风量:
QK=92m3/s
2.矿井负压:
hmin=746.46Pahmax=1399.47Pa。
矿井通风系统:
地面新鲜风流→主斜井、副斜井→2号煤层集中运输下山、2号煤层集中辅运下山→运输顺槽→回采工作面;
(二)通风设备
1.风机所需风量及负压
⑴风量Q=KQK=1.05×
92=96.6m3/s
式中K—外部漏风系数,专用风井取1.05
⑵风机需要的全压:
容易时期:
Hmin=hmin+Δh=746.46+150=896.46(Pa)
困难时期:
Hmax=hmax+Δh=1399.47+150=1549.47(Pa)
△h—通风设备阻力损失,取150Pa
高山地区矿井负压较正:
P1P2-高山大气压力查采矿设计手册,Pa
2.通风机选择
根据矿井所需风量及负压,设计选取FBCDZ-10-№25B型对旋式轴流风机两台(其中一台工作,一台备用。
)风量64-142m3/s,风压600-2266Pa。
可满足矿井通风要求(见正常通风时风机特性曲线图)。
3.正常通风
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 通风 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)