敖劳不拉煤矿通风能力核定文档格式.docx
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井下煤炭运输采用带式输送机,实现矿井主生产系统连续化;
矿井辅助运输设备采用防爆无轨胶轮车,简化了矿井辅助运输系统。
采用中央边界抽出式通风方式,选用FBCDZ-NO18型防爆对旋轴流式通风机,压风在地面建压风机房。
主井煤炭提升采用胶带输送机,选用带宽为1500mm的DTL型钢丝绳芯强力胶带输送机。
煤层为低沼气煤层。
1.1.3矿井瓦斯情况
2015年度矿井瓦斯等级鉴定,绝对瓦斯涌出量0.76m3/min,相对瓦斯涌出量0.47m3/t;
鉴定等级为低瓦斯矿井。
1.1.4矿井通风情况
(1)矿井通风系统及通风方式
矿井通风方式为中央边界式,通风方法为抽出式,由主副井进风,回风斜井回风。
在回风井井口装有两台FBCDZ-NO18型抽出式对旋轴流风机,一台工作,一台备用。
(2)矿井主要通风参数
目前矿井总排风量1848m3/min,总进风量1840m3/min,通风机工作负压320Pa,等积孔1.19m2。
(3)矿井煤尘、自然发火情况
井下所有可能产生煤尘的地点采取综合防尘措施。
综采工作面采取机组内外喷雾、移架喷雾、净化水幕等措施防尘;
掘进工作面采取除尘风机配合旋流器、掘进机内外喷雾、放炮使用水炮泥、放炮喷雾、净化水幕等措施防尘、降尘;
各转载点采取自动喷雾等措施进行综合防尘技术,主要进回风大巷、各工作面按要求定期冲刷巷道清除积尘,并按规程要求安设了隔爆设施,粉尘防治达到了国家标准要求。
2016年未发生自然发火事故。
(4)井下用风地点
矿井回采工作面共有6102一个综采工作面;
掘进工作面共有6101回风一个综掘工作面,无开拓工作面。
1.2矿井通风能力核定依据
(1)《煤矿通风能力核定办法》;
(2)《煤矿生产能力核定标准》(中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-[2008]号文件);
1.3矿井通风能力核定条件
(1)矿井有完整、独立的通风、防尘、防灭火以及安全监控系统;
通风系统合理,通风设施齐全、可靠;
(2)矿井采用机械通风,运转风机和备用风机具备同等能力;
(3)安全检测仪器、仪表齐全可靠;
(4)局部通风机的安装和使用符合规定;
(5)采掘工作面的串联通风符合规定;
(6)矿井瓦斯管理符合有关规程规定。
2矿井通风能力核定
按照《煤矿生产能力核定标准》(中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-[2008]号文件)进行核定。
2.1矿井需风量计算
矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的备用工作面需要风量,现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。
式中:
——矿井需要风量,m3/min;
——采煤工作面实际需要风量,m3/min;
——掘进工作面实际需要风量,m3/min;
——硐室实际需要风量,m3/min;
——备用工作面实际需要风量,m3/min;
——其他用风巷道实际需要风量,m3/min;
——矿井通风需风系数(抽出式
取1.15~1.20,压入式
取1.25~1.30)。
2.1.1采煤工作实际需要风量的计算
(1)每个采煤工作面实际需要风量,应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
①按气象条件计算
Qcf=60×
70%×
Vcf×
Scf×
kch×
kcl
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一中选取,m/s;
Scf——采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,㎡;
kch——采煤工作面采高调整系数,具体取值见表2;
kcl——采煤工作面长度调整系数,具体取值见表3;
70%——有效通风断面系数;
60——为单位换算生产的系数。
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(kch)
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
120~150
150~180
>180
1.30~1.40
②按照瓦斯涌出量计算
Qcf=100×
qcg×
kcg
Qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min.抽放矿井的瓦斯涌出量,应扣除瓦斯抽放量进行计算;
Kcg——采煤工作面瓦斯涌出不平均的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量
100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
③按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=67×
qcc×
kcc
Qcc——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;
Kcc——采煤工作面二氧化碳涌出不平均的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值;
67——按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
④按工作人员数量验算;
Qcf≥4Ncf
Ncf——采煤工作面同时工作的人数,人;
4——每人需风量,m3/min;
⑤按风速进行验算
a)验算最小风量
Qcf≥60×
0.25Scb
Scb=lcb×
hcf×
70%
b)验算最大风量
Qcf≤60×
4.0Scs
Scb=lcs×
c)综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾等降尘措施后,验算最大风量。
5.0Scs
Scb——采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;
lcb——采煤工作面最大控顶距,m;
hcf——采煤工作面实际采高,m。
Scs——采煤工作面最小控顶有效断面积,m2;
lcs——采煤工作面最小控顶距,m;
0.25——采煤工作面允许的最小风速,m/s。
70%——有效通风断面技术,m/s。
4.0——采煤工作面允许的最大风速,m/s。
5.0——采煤工作面允许的最大风速,m/s。
矿井目前布置采煤工作面有1个。
各工作面风量依据以上公式计算其汇总结果见表4。
表4采煤工作面需要风量计算表
工作面
参数
采煤工作面
6102工作面
Vcf(m/s)
Scf(㎡)
8.0
kch
qcg(m3/min)
0.637
Kcg
qcc(m3/min)
0.159
Kcc
Acf(kg)
Ncf(人)
23
Scb(m2)
Scs(m2)
7.94
lcb(m)
5.26
lcs(m)
4.76
hcf(m)
2.8
Q瓦斯(m3/min)
24
Q二氧化碳(m3/min)
64
Q温度(m3/min)
309.12
Q人数(m3/min)
92
Q风速验算(m3/min)
120~1920
Q需风量(m3/min)
合计(m3/min)
则,矿井采煤工作面需要风量合计∑Q采=309.12m3/min。
(2)备用工作面
备用工作面实际需要风量应满足按瓦斯、二氧化碳、气像条件等规定计算的风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。
备用工作面按实际需要风量最大的采煤工作面的1/2的进行计算。
矿井无备用工作面,此项无需计算;
式中Qb——备用工作面需要风量,m3/min。
(3)各采煤工作面风量计算汇总
∑Qcf=Qcf=530m3/min
(4)备用工作面实际需要风量应该满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量,且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。
(5)布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算
Qcf=Qcr+Qcd
Qcr=100×
qgr+kcg
Qcr=40×
qgd+kcg
Qcr——采煤工作面回风巷需要风量,m3/min;
Qcd——采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量,m3/min;
qgr——采煤工作面回风巷的排瓦斯量,m3。
qgd——采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量,m3;
40——专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过2.5%的换算系数。
我公司无专用排瓦斯回风巷的回采工作面。
2.1.2掘进工作面需要风量核算
(1)掘进工作面实际需要风量的计算
①每个掘进工作面实际需要风量,瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际需风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值
Qhf=100×
qhg×
khg
qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min,抽放矿井的瓦斯涌出量,应扣除瓦斯抽放量进行计算;
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值,取1.2;
100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;
khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,取1.2;
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
④按局部通风机实际吸风量计算
a)无瓦斯涌出的岩巷
b)有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷
Qaf——局部通风机实际吸风量,m3/min;
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数;
0.15——无瓦斯涌出的岩巷允许的最低风速;
0.25——有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷允许的最低风速;
——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积m2。
⑤按工作人员数量验算
4——每人每分钟供风标准,4m3/min;
Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数,人;
⑦按风速进行验算
a)验算最小风量
——无瓦斯涌出的岩巷
——有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷
b)验算最大风量
Qaf≤60×
4.0Shf
Shf——掘进工作面巷道的净断面积,m2。
(2)各掘进工作面风量计算汇总
矿井目前布置掘进工作面有4个。
各工作面风量依据以上公式计算其汇总结果见表5。
表5各工作面需要风量计算表
掘进工作面
6101回风
煤岩类别
煤
qhg(m3/min)
khg
qhc(m3/min)
0.42
Khc
Ahf(kg)
Qaf(m3/min)
I(台)
1
Shd(m2)
10.92
Nhf(人)
12
63
Q炸药量(m3/min)
Q风机实际吸风量(m3/min)
311.5
Q人员数量验算(m3/min)
48
163.8~2620
Q掘m3/min
257
257m3/min
则,矿井掘进工作面需要风量合计ΣQ掘=257m3/min。
2.1.3井下硐室需要风量核算
各个独立通风硐室的需要风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算。
(1)风量计算公式
①机电硐室需要风量计算
发热量大的硐室按硐室中运行的机电设备发热量进行计算。
式中Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min;
∑W——机电硐室中运转的电动机(或变压器)总功率(按全年中最大值计算),kW;
θ——机电硐室发热系数;
数值见表6;
ρ——空气密度,一般取ρ=1.20kg/m3;
cp——空气的定压比热,一般可取cp=1.0006KJ/(kg×
k);
Δt——机电硐室进、回风流温度差,K。
表6机电硐室发热系数(
)表
机电硐室名称
发热系数
空气压缩机房
0.20~0.23
水泵房
0.01~0.03
变电所、绞车房
0.02~0.04
机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风;
采区小型机电硐室,按经验值确定需要风量或取60~80m3/min;
选取硐室风量,应保证机电硐室温度不超过30℃,其他硐室温度不超过26℃。
(2)各硐室风量计算汇总
矿井下独立通风硐室有1个。
各硐室风量依据以上公式计算其汇总结果见表7。
表7井下硐室需要风量计算表
硐室名称
θ
∑N
(kW)
Δt
(℃)
V
(m3)
qd
(m3/min)
Q
配风(m3/min)
避难硐室
0.0312
100
2.5
150
190
配电室
0.0315
80
3.1
120
180
0.0212
140
188
采区配电室
合计
748
矿井井下硐室风量合计∑Q硐=748m3/min。
2.1.4其他用风巷道实际需要风量计算
其它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。
(1)其它用风巷道实际需要风量计算公式
①按瓦斯涌出量计算
Qrl=133qrg×
Krg
式中
Qrg——其他用风巷道需要风量,m3/min;
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1.2~1.3;
133——其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。
②按风速进行验算
一般巷道:
Qrc≥60×
0.15Src
(2)其它用风巷道风量计算汇总
该矿井下独立通风的其他井巷有16处。
各井巷风量依据以上公式计算其汇总结果见表8。
表8其它用风巷道需要风量计算表
参数
井巷名称
Q其(m3/min)
qCH4
K其它
Q验算
Q低
Q高
6-1煤辅运联络巷
90
——
81
6102联络巷
210
则,矿井井下其他井巷需要风量合计∑Q其它=210m3/min。
2.1.5矿井实际需要风量
=(309.12+257+748+210)×
1.18
≈1798.46m3/min
2.2矿井通风能力计算
该矿井实际供风量为1840m3/min,大于矿井实际需要风量1798.46m3/min。
按照矿井现有采掘部署及采掘衔接安排,矿井安排1个采煤工作面,1个掘进工作面施工满足通风要求。
2.2.1通风能力计算公式
2015年矿井瓦斯等级鉴定,荆各庄矿鉴定为瓦斯矿井,年设计能力为60万t/a,实际产量在30×
104t/a及以上,因此采用由里向外通风能力核定方法。
公式如下:
Apc——矿井通风能力,万t/a;
Aci——第i个采煤工作面年产量,万t/a;
Ahi——第i个掘进工作面年产量,万t/a;
1单个采煤工作面年产量计算:
Aci=276×
10-4lci×
hci×
rci×
bci×
cci
式中
lci——第i个采煤工作面平均长度,m;
hci——第i个采煤工作面煤层平均采高,放顶煤开采时为采放总厚度,m;
rci——第i个采煤工作面原煤视密度,t/m3;
bci——第i个采煤工作面平均日推进度,m/d;
cci——第i个采煤工作面回采率,%,按矿井设计规范和实际回采率选取小值。
表9各采煤工作面年产量
工作面
参数
矿井合计
(万t/a)
工作面平均长度l(m)
101
平均采高h(m)
煤层视密度r(t/m3)
平均日推进度b(m)
3.6
工作面回采率c(%)
95
工作面年产量Ac(万t/a)
66.74
计算公式:
2单个掘进工作面年产量计算:
Ahi=276×
10-4×
Shi×
rhi×
bci
Shi——第i个掘进工作面纯煤面积,m2;
rhi——第i个掘进工作面原煤视密度,t/m3;
bhi——第i个掘进工作面平均日推进度,m/d;
cci——第i个采煤工作面回采率,%,按矿井设计规范和实际回采率选取
掘进工作面通风能力的计算详见表10
表10掘进工作面通风能力计算表
掘进日推进进度b(m/d)
巷道纯煤断面S
(m2)
煤层视密度r
(t/m3)
7.51
9.04
计算公式:
则,掘进工作面通风核定能力为9.04万t/a。
2.2.2矿井的通风能力计算
=66.74+9.04
=75.78万t/a
则,矿井通风系统能力核定为75.78万t/a。
3矿井通风能力验证
3.1主要通风机通风能力验证
目前矿井总排风量1848m3/min,总进风量1840m3/min,通风机工作负压320Pa,等积孔1.19m2,回风井地面FBCDZ-NO18轴流式风机最大额定转数为600r/min,目前转数为600r/min,叶片安装角度45°
,在矿井生产能力达到75.78万t时,该主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。
3.2各用风地点有效风量验证
从风速上看,各巷道风速均未超过最大风速,目前各断面均能满足风速要求。
各主要用风地点实际供风量及风速见表11。
表11矿井主要用风地点风量、风速、温度表
序号
名称
地点
风量(m3/min)
风速(m/s)
温度(℃)
需风量
实测
风量
是否满足要求
规程
规定
实际
测定
是否满
足要求
矿井总进
副井
1413
是
<
8
1.84
26
14
主井
414
<6
0.60
13
2
矿井总回
总回风
1835
3.09
3
6102回顺
540
0.25~4
0.79
4
6101回风综掘
163.8
237
0.37
15
5
硐室
6-1变电所
30
6-1水泵房
采区变电所
18
3.3稀释瓦斯能力验证
矿井2015相对瓦斯涌出量为0.473/t,年产75.78万t时,绝对瓦斯涌出量0.76×
757800/276/1
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