第3章 通风与安全0306Word文件下载.docx
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ΣQ接续——接续工作面需风量之和,m3/min;
ΣQ掘——掘进工作面需风量之和,m3/min;
ΣQ硐——独立通风硐室需风量之和,m3/min;
ΣQ胶轮车——冲淡无轨胶轮车尾气需要风量之和,m3/min;
ΣQ其它——按前五项总和的5%考虑,m3/min;
K矿通——矿井通风系数,取1.20。
1.中厚综采工作面实际需风量计算
(1)按低瓦斯矿井计算Q采为:
Q采=Q基本×
K采高×
K采面长×
K温
Q采——采煤工作面需风量,m3/min;
Q基本——不同采煤方式工作面需要的基本风量,m3/min;
Q基本=60×
工作面控顶距×
工作面采高×
70%×
适宜风速
=60×
4×
3.0×
1.4
=705m3/min
K采高——回采工作面采高调整系数,取1.2;
K采面长——回采工作面长度调整系数,取1.3;
K采高——回采工作面温度与对应风速调整系数,取1.1;
Q采=705×
1.2×
1.3×
1.1=1210m3/min=20.2m3/s
(2)按工作面温度计算
Q采=60×
Vc×
Sc
Vc——回采工作面适宜风速,按1.4m/s;
Sc——回采工作面平均有效断面,取10.5m2。
1.4×
10.5=882m3/min=14.7m3/s
(3)按工作面最大人员数量计算
Q采=4×
nc
4——每人每分钟应供给的最低风量,m3/min
nc——采煤工作面同时工作的最多人数。
34=136m3/min=2.3m3/s
(4)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算
Q采=100×
q采×
Kc
q采——采煤工作面绝对瓦斯(或二氧化碳)涌出量,根据原初步设计,取2.87m3/min;
Kc——工作面因瓦斯(或二氧化碳)涌出不均匀的备用风量系数,机采工
作面取1.2~1.6;
Q采=100×
2.87×
1.6=459.2m3/min=7.65m3/s
按
(1)、
(2)、(3)、(4)项中取最大值原则,为Q采=20.2m3/s,设计取25m3/s。
(5)按风速验算
根据现行《煤矿安全规程》的规定,综采工作面的最低风速不得小于0.25m/s,最大风速不得大于4m/s的要求进行验算,即综采工作面风量应满足:
0.25×
SC≤Q采≤4×
SC
式中,SC——回采工作面平均有效断面,取10.5m2;
10.5≤Q采≤4×
10.5即Q采∈[2.6,42]
所以,中厚煤层综采工作面的需风量取25m3/s。
2.薄煤层综采工作面实际需风量计算
1.8×
=423m3/min
K采高——回采工作面采高调整系数,取1.0;
Q采=423×
1.0×
1.1=605m3/min=10.1m3/s
Sc——回采工作面平均有效断面,取5.3m2。
5.3=445m3/min=7.4m3/s
4——每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;
Kc——工作面因瓦斯(或二氧化碳)涌出不均匀的备用风量系数,机采工作面取1.2~1.6;
按
(1)、
(2)、(3)、(4)项中取最大值原则,为Q采=10.1m3/s,设计取12m3/s。
式中,SC-回采工作面平均有效断面,取5.3m2;
5.3≤Q采≤4×
5.3即Q采∈[1.3,21.2]
所以,薄煤层综采工作面的需风量取12m3/s。
3.接续工作面实际需要风量计算
接续工作面实际需要风量按回采工作面需要风量的50%考虑。
中厚煤层接续工作面需要风量:
ΣQ接续=0.5×
25=13m3/s
薄煤层接续工作面需要风量:
12=6m3/s
4.掘进工作面实际需要风量计算
(1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算
Q掘=100×
q掘×
Kd
Q掘——掘进工作面实际需风量,m3/min;
q掘——掘进工作面平均绝对瓦斯(或二氧化碳)涌出量,m3/min;
Kd——掘进工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数,机掘工作面取1.5~2.0。
0.90×
2.0=180m3/min=3.0m3/s
(2)按局部扇风机吸风量计算
Q综掘=Q扇﹒I+60×
0.25S
Qf——掘进工作面局部通风机额定风量为469~262m3/min,本次设计取320m3/min;
I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数,1台;
S——煤层巷道掘进面积,取中厚煤层取16.0m2,薄煤层取10.0m2。
Q中厚煤层综掘=320×
1+60×
16.0=560m3/min=9.3m3/s
Q薄煤层综掘=320×
10.0=470m3/min=7.8m3/s
(3)按掘进工作面最大人员数量计算
Q掘=4×
nj=4×
18=72m3/min=1.2m3/s
根据上述计算和生产实践经验,中厚煤层综掘工作面取10.0m3/s,薄煤层综掘工作面取8.0m3/s。
5.井下独立通风硐室实际需要风量计算
井下独立通风硐室主要有爆炸材料发放硐室、1号采区变电所、2号采区变电所、3号采区变电所,东翼大巷机头变电所和422盘区变所,其余硐室采用扩散或串联通风。
结合本矿实际配风情况,井下独立通风硐室分别配2m3/s。
则ΣQ硐=6×
2=12m3/s。
6.冲淡无轨胶轮车尾气实际需要风量计算
依据《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ1064-2008规定,行驶车辆的巷道,应按同时运行的最多车辆数增加巷道配风量,配风量不应小于4m3/min·
kW。
按井下正常生产时或工作面搬家两种情况井下同时运行胶轮车台数计算冲淡无轨胶轮车尾气实际需要风量。
(1)矿井正常生产时
井下正常生产时,4台自卸式无轨胶轮材料车(75kW)及2台无轨胶轮人车(50kW)、4台无轨胶轮材料车(50kW)和1台防爆装载机(50kW)同时工作:
ΣQ胶轮车=
×
(4×
75+7×
50)=43.3m3/s
(2)工作面搬家时
搬家时,1支架铲运车(171.5kW)和1台支架托运车(171.5kW)、1台防爆装载机(50kW)和4台无轨胶轮材料车(50kW)同时工作:
(2×
171.5+5×
50)=39.5m3/s
根据上述计算结果,考虑到为使井下具有良好的工作环境,稀释无轨胶轮车(柴油机车)废气需风量取44m3/s。
7.其它风量
其它风量按以上各项配风总量的5%计算。
8.矿井总风量
(1)二号风井工程移交时矿井风量
二号风井工程移交时,矿井井下共配备2个中厚煤层综采工作面、2个中厚煤层接续工作面、4个中厚煤层综掘工作面和6个独立通风硐室。
此时矿井总风量为:
Q矿=(25×
2+13×
2+40+12+44)×
1.05×
1.20=216.7m3/s
(2)矿井后期两个工作面生产时矿井风量
考虑到矿井后期需要厚薄搭配开采,矿井井下共配备1个中厚煤层综采工作面、1个中厚煤层接续工作面、2个薄煤层综采工作面、2个薄煤层接续工作面、2个中厚煤层综掘工作面、4个薄煤层综掘工作面和6个独立通风硐室。
Q矿=(25+12×
2+13+12+20+32+12+44)×
1.20=229.3m3/s
考虑到矿井前期和后期风量相差不大,时间仅间隔3a左右,且前期准备薄煤层工作面时需要增加掘进头,设计矿井前后期风量均按230m3/s考虑。
二号风井工程移交时矿井风量分配见表3-2-1。
后期两个工作面生产时矿井风量分配见表3-2-2。
表3-2-1二号风井工程移交时矿井风量分配
用风类别
用风地点
配风量(m3)
采煤
4-2煤中厚煤层综采工作面
25
3-1煤中厚煤层综采工作面
4-2煤中厚煤层接续工作面
13
3-1煤中厚煤层接续工作面
掘进
综掘工作面(4个)
40
硐室
爆炸材料发放硐室
2
1号采区变电所
2号采区变电所
3号采区变电所
421盘区1号变电所
421盘区2号变电所
无轨胶轮车
44
其他
5%
通风系数
1.2
合计
216.7
表3-2-2后期两个工作面生产时矿井风量分配
4-3煤薄煤层综采工作面
12
4-4煤薄煤层综采工作面
4-3煤薄煤层接续工作面
6
4-4煤薄煤层接续工作面
综掘工作面(6个)
52
229.3
(二)负压及等积孔计算
根据确定的井田开拓方式及采区巷道布置,利用计算机通风网络解算软件,分别计算出二号回风立井服务年限内开采区容易时期和困难时期各类巷道的风量及负压。
二号回风立井通风容易时期为二号风井工程移交时,二号回风立井通风困难时期为回采42217工作面时。
局部通风阻力按矿井负压的10%计算。
二号回风立井通风容易时期原始数据见表3-2-3;
二号回风立井通风容易时期负压计算结果见表3-2-4;
二号回风立井通风容易时期原始数据见表3-2-5;
二号回风立井通风困难时期负压计算结果见表3-2-6;
风量、负压及等积孔见表3-2-7。
从表中可以看出,容易及困难时期等积孔均大于2m2,属通风容易矿井。
表3-2-3二号回风立井通风容易时期原始数据表
巷道
编号
名称
支护方式
始节点号
末节点号
摩擦阻力系数
Kgs3/m4
周长
(m)
长度
断面积
(m2)
有效断
面系数
巷道类型
固定风量
(m3)
1
主斜井
锚喷
3
0.0012
12.9
494
11.5
0.9
一般巷道
4-2煤带式输送机巷
4
15.2
563.6
13.8
4-2煤带式输送机大巷
3615
23
5
20.2
4-2煤东翼带式输送机大巷
16.4
366.8
16
7
404
8
270.5
9
268
副斜井
0.001
16.1
1096.1
17.8
0.95
10
4-2煤东翼辅助运输大巷
14
17.6
386.2
17.9
11
15
267.6
二号副斜井
19
786
21.3
20
100
21
837.6
22
17
71.6
18
40.2
续表3-2-3二号回风立井通风容易时期原始数据表
24
295.2
联络巷
38.2
4-2煤东翼回风大巷
26
27
0.98
28
559.2
29
57.2
70
固定风量巷
10.0
30
6.0
443.8
二号回风立井
砌碹
0.0045
20.4
200
33.2
210.0
42103工作面带式输送机巷
锚杆
32
0.0016
17.4
85.3
42103工作面辅助运输巷
33
0.0014
45
31
34
4283.2
4282.9
42103工作面开切眼
液压支架
35
0.0035
22.4
266.3
25.6
0.31
42103工作面回风巷
36
4286.3
37
4285.6
33.6
38
127
22.0
39
42104工作面带式输送机巷
85.6
42104工作面辅助运输巷
48
8.0
41
125.5
42
42105工作面带式输送机巷
43
42105工作面辅助运输巷
50.1
46
1131.9
47
1151.4
1132.5
49
回风斜井(改造为进风井)
14.6
789
14.7
50
39.8
51
42113工作面回风巷
4654.4
4-2煤辅助运输大巷
53
421
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