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矿井通风能力核定报告
矿井通风能力核定报告
一、矿井概况
1、山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司位于和顺县城北约10km的李阳镇温源村—三奇村—李阳村一带,始建于1991年,2003年投产,原生产能力90万吨/年,现属于基建矿井,核定生产能力为120万吨/年。
行政区划隶属于和顺县李阳镇管辖。
其地理坐标为:
东经113°35′17″—113°38′24″,北纬37°22′51″—37°25′24″。
批准开采8、9、15号煤层,主要开采15号煤层。
2、矿井现有开拓方式为斜井——立井混合开拓方式,有两个斜井,以及两个立井。
采煤方法为走向长壁、倾斜长壁综采放顶煤、全部垮落式管理顶板。
二、通风系统
1、矿井现采用通风方式为中央并列式,通风方法为抽出式通风。
即现有两个进风斜井,一个进风立井,以及一个回风立井。
2、矿井风量
、现矿井总进风为m³/min,总回风为4800m³/min.主要通风机排风量为m³/min,矿井有效风量为,有效风量率为86.5%,符合规程规定。
、通风路线:
旧采区
150105工作面通风路线:
主斜井、进风斜井→1020水平运输大巷→皮带上山、轨道上山→150105风巷、150105存矸巷→150105运巷、150105高抽巷→105150回风顺槽→回风上山下部→旧采区回风通道→1020水平回风→总回风
150103工作面通风路线图:
混合斜井、进风斜井→1020水平运输大巷→皮带上山、轨道上山→150103运巷→150103高抽巷、150103瓦排行、150103回风巷→15103总回风→回风上山下部→旧采区回风通道→1020水平回风→总回风
新采区
15101工作面通风路线图:
副立井→井底车场、4#-5#交叉点→+1024水平轨道运输大巷、+1024水平胶带大巷→一采区辅助运输下山进风、一采区胶带运输下山进风→2#联络巷→15101运巷、15101运巷绕道→15101高抽巷、15101回风巷→15101施工巷→总回风
3、我公司于2011年8月17日由北京煤海精卫科技有限公司对全矿进行了矿井通风阻力测定
3、主要通风机情况
目前运转的主扇风机型号为VMVF-3200/1800-1H,额定功率为1400KW;风机负压为2260-3350pa;叶片角度为+34.5°;吸风量为12750-22680m³/min,电压为10000V;电流为103.8A;实际功率为KW;矿井等积孔为1.88㎡。
由于掘进巷道送风距离长、掘进断面大,为有效地冲淡并排出掘进产生的有害气体和粉尘,掘进工作面均采用局部通风机进行通风。
掘进通风选用FBDNo7.5、FBDNo6.0、FBDNo6.3、FBDNo6.2、FBDNo8.0型对旋局部通风机。
井下采区变电所、中央变电所等硐室采用独立通风,乏风直接引入回风流中。
4、1、通过山西省煤炭工业局综合测试中心对15#煤层的煤层自燃和爆炸性作了鉴定。
15#煤为I级易自燃,具有爆炸性。
易自燃性指标分别为:
水分0.32%;灰分7.43%;挥发分:
10.32%;全硫2.32%;真相对密度TRD
=1.42;煤吸氧量为1.00cm³/g;其爆炸性指标为:
水分0.32%;灰分7.43%;挥发分10.32%;火焰长度为20mm。
2、2012年六月份我公司对全矿进行了瓦斯等级鉴定:
旧井井绝对瓦斯涌出量为46.70m³/min,二氧化碳涌出量为2.25m³/min。
新井绝对瓦斯涌出量为2.44m³/min,二氧化碳涌出量为0.99m³/min。
故全矿井瓦斯涌出量为瓦斯绝对涌出量49.14m³/min,二氧化碳涌出量为3.24m³/min。
根据全矿井瓦斯涌出量情况来看,我矿为高瓦斯矿井。
5、瓦斯抽采情况
李阳煤业2011年4月23日接管,原矿已安装有两台2BEC303-0型水环式真空泵,电机功率为75KW,一台运行一台备用。
抽放管路为8寸,主要抽放采空区内的瓦斯。
2011年8月安装了一台2BES-67型水环式真空泵,电机功率为400KW;2011年9月安装了一台2BEC-72型水环式真空泵,电机功率为630KW,主管路直径为800mm。
2011年10月对矿井抽放管路进行改造,两台小泵(2BEC-303-0)主要抽放本煤层和原采空区的瓦斯(本煤层和采空区的瓦斯抽放不同时进行);两台大泵2BES-67型和2BEC-72型主要抽放150112综放工作面和高抽巷内的瓦斯。
目前瓦斯抽放情况
大泵抽放150112综放工作面的高抽巷:
负压:
13.9-19.2KPa
流量:
143-171m³/min
浓度:
11.2-18.4%
每天抽放瓦斯纯量约为33460m³
小泵目前抽放150112工作面本煤层的瓦斯(抽采空区瓦斯时关闭本煤层瓦斯抽放系统):
抽本煤层瓦斯时:
负压:
23-26KPa
流量:
41-44m³/min
浓度:
1.9-2.3%
每天抽放瓦斯纯量为:
1285m³
抽放采空区瓦斯时:
负压:
19.4-22.5KPa
流量:
40-44m³/min
浓度:
16.7-29%
每天抽放瓦斯纯量约为:
13819m³,现两台泵每天抽放瓦斯纯量约为:
34745m³
现我矿正在为150105工作面的抽放工作做准备
第2节矿井需要风量计算
一、矿井需要风量计算原则
1、生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面、硐室及其他巷道算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,现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×K(m3/min)
式中:
∑Q采——采煤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硐——硐室实际需要风量的总和,m3/min;
∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和,m3/min;
∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需
风量的总和,m3/min;
K——矿井通风系数(抽出式取1.15—1.20,压入式取1.25—1.30)。
2、采煤工作面需要风量
每个回采工作面实际需要风量,应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数规定分别进行计算,然后取其中最大值。
①高瓦斯矿井按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算。
根据《煤矿安全规程》规定,按回采工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的浓度不超过1.5%的要求计算:
(m3/min)
式中:
Q采——回采工作面实际需要风量,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。
(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。
②112回采工作面风量计算
现根据我矿采区瓦斯涌出情况,对采区综采工作面风量分别进行计算:
112综采工作面预计瓦斯涌出量为11.433/min;
112综采工作面风量计算:
Q采
=100×11.43×1.4
=1600
③按风速进行验算
60×0.25S<Q<60×4S
式中:
S——工作面平均断面积,m2
60×0.25×11.75<2300<60×4×11.75
3、掘进面需要风量
每个掘进工作面实际需要风量,应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算:
(m3/min)
式中:
Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min;
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的绝
对涌出量,m3/min;
K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数。
(正常生产条件下,
连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。
煤
岩
=100×2.5×2=100×1.5×2
=500=200
按局部通风机实际吸风量计算需要风量
岩巷掘进工作面=Q掘=Q扇×Ii+60×0.15S(m3/min)
煤巷综掘工作面=Q掘=Q扇×Ii+60×0.25S(m3/min)
式中:
Q扇——局部通风机实际吸风量,m3/min。
安设局部通风机的巷道中的风量,除了满足局部通风机的吸风量而外,还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s,以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞,造成瓦斯积聚。
煤巷综掘选用FBDNo.6.3/2×30kW局部通风机,煤巷炮掘、岩巷掘进选用FBDNo.6/2×30kW局部通风机,额定风量400-600m3/min。
Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
105运输巷掘进工作面Q掘=500×1×1.3=650
105高抽巷掘进工作面同时作业人数计算需要风量:
Q掘=500×1×1.3=650
105高抽巷按人数计算
每人供风≮4m3/min
Q掘>4N(m3/min)
Q掘>4×17
Q掘>68
105运输巷按人数计算
每人供风≮4m3/min
Q掘>4N(m3/min)
Q掘>4×14
Q掘>56
式中:
N——掘进工作面最多人数,人;
按风速进行验算
岩巷掘进最低风量
Q岩掘>60×0.15S掘(m3/min)
Q岩掘>60×0.15×7.5
煤巷综掘最低风量
Q煤掘>60×0.25S掘(m3/min)
Q岩掘>60×0.25×13.5
岩煤巷道最高风量
Q掘<60×4.0S掘(m3/min)
岩巷650<60×4.0×10
煤巷综掘650<60×4.0×10
式中:
S掘——掘进工作面的断面积,m2
4、井下硐室需要风量,应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+...+Q硐n
式中:
∑Q硐——所有独立通风硐室需要风量总和,m3/min;
Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n——不同独立供风硐室需要风量,m3/min。
矿井井下不同硐室配风原则:
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。
选取硐室风量,须保证机电硐室温度不超过30℃,其它硐室温度不超过26℃。
机电硐室需要风量根据经验值一般取100m3/min。
5、其它井巷实际需要风量,应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算:
∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n(m3/min)
式中:
Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷风量,m3/min。
按瓦斯涌出量计算:
Q其i=100qCH4×K其通(m3/min)
式中:
Q其i——第i个其它井巷实际用风量,m3/min;
qCH4——第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量,m3/min;
K其通——瓦斯涌出不均衡系数,取1.2~1.3;
100——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1.5%所换算的
常数。
Q其i=100×1.54×1.3
=200
按其风速验算:
Q其i>60×0.15S其i
式中S其I——第I个其他井巷断面,m2
Q其i>60×0.15S其i
200>60×0.15×8
通过上述计算,按照布置一个综采工作面,一个综掘工作面,一个炮掘工作面,一个中央变电室、一个采区水泵房、一个采区变电室。
Q全矿井≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K
4370≥(1600+650+650+400+200)×1.15
4370≥3500.0×1.15
矿井总风量满足各个采掘工作面风量
第三节矿井通风能力计算
由里向外核算法(产量在30万T/a以上矿井可使用)
根据计算的矿井总需风量与矿井各用风地点的需风量(包括按规定配备的备用工作面)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1m2)取当年每个采掘工作面的产量计算矿井通风能力。
p=
式中:
p——矿井通风能力,万t/a;
p采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量,万t/a;
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——回采工作面的数量,个;
m2——掘进工作面的数量,个.
m1,m2应符合合理采掘比。
由矿井总进风量减去硐室需风量、备用工作面需风量和其他巷道用风量后,求出矿井能够供给采煤和掘进的有效风量Q采掘:
Q采掘=Q矿进-(∑Q硐+∑Q其它)×K矿通
Q采掘=4370-(100×4+200)×1.15
=4370-434.7
=3580
根据计算出的Q采掘,合理选择采掘比,根据我矿采掘水平合理采掘比取1:
2可保证采掘工作的正常衔接。
利用下式可求出采煤工作面的个数m1和掘进工作面的个数m2:
Q采掘=m1Q采+m2Q掘
合理采掘比1:
2
即m2=2m1
则m1=Q采掘/(Q采+2Q掘)
式中Q采、Q掘——为采面和掘面的平均需风量。
m1=3680/[1600+2×650]
m1≈1.27m2=2m1=2.54
p采I:
综采工作面在正常生产条件下的年产量为60万t/a;
p掘j:
掘进工作面在正常生产条件下年掘进进尺1500m;平均断面10m2;容重1.4t/m3换算成煤的产量为2.1万t/a;
按照矿井风量可布置1个综采工作面、2个掘进工作面;依据现井下实际生产条件及采掘工艺,采掘比1:
2可保证采掘工作的正常衔接、采掘布置较为合理。
P=
P=30+2.1×2
P=64.2万t/a
根据矿井主扇在现条件下产生风量通过计算可以布置1个综采工作面,2个掘进(开拓)工作面,矿井通风能力为64.2万t/a。
第四节矿井通风能力验证
一、矿井主要通风机能力验证
按照矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证,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。
主要通风机运转情况表
项目
参数
主要通风机型号
BD-II-8-NO22
主要通风机转速(r/Min)
740
主要通风机轮叶角度(°)
2.5
主要通风机风量(M3/Min)
4680
主要通风机风压(Pa)
2800
电动机型号
RDE355M-8
电动机输入功率(KW)
2×160KW
矿井通风系统各用风地点的需风量
分类
用风地点名称
需风量(m3/s)
采煤面
150112综放工作面
29
掘进面
150105运巷
11
150105高抽巷
11
硐室
150105风巷
6
采区变电所
2
中央变电所
3
消防材料硐室
2
综采队配件库
3
其它地点
二、稀释瓦斯能力验证
从历年来的瓦斯等级鉴定结果来看,该煤矿为高瓦斯矿井。
从多年来的瓦斯安全监测仪器仪表检测结果来看,该矿井下各地点的瓦斯浓度均符合《煤矿安全规程》的有关规定。
三、矿井用风地点有效风量验证
山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司在有一个掘进工作面、一个炮掘工作面、一个综采工作面和采区变电所、硐室及其他用风地点以的总用风量的总和为66m3/s,我矿的主扇通风机的总风量为78m3/s。
综上所述,我矿在生产时,主扇通风机的供风量完全可以满足生产时期的用风要求。
第五节问题与建议
为保证矿井通风连续稳定,保质保量送到用风地点,应采取以下措施:
(一)加强所有井下通风设施的管理。
(二)采空区及废弃巷道要及时严密封闭。
(三)巷道中不得堆积杂物,失修巷道及时维护,保证巷道通风有效断面。
(四)回风斜井井口防爆门、风门、风道必须封闭严密。
(五)定期测风,及时合理分配风量。
对风阻过大的风路,采取降低风阻措施,必要时,扩大风路巷道断面。
(六)经常检查通风设施、密闭等通风构筑物,发现问题及时处理,保证通风设施完好有效。
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