富强煤矿通风能力核定.docx
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富强煤矿通风能力核定
富强煤矿通风系统生产能力核定
(2014年)
一、通风概况
(一)通风方式、方法。
富强煤矿通风方式为中央分列式,通风方法为抽出式。
现有一个生产水平,即-300m水平,生产的采区为一采区。
(二)进、回风井筒数量及风量。
富强煤矿现有主、副立井,轨道、回风斜井,四个井筒,主、副立井入风,轨道、回风斜井井排风;其中副立井入风3220m3/min,主立井入风524m3/min,轨道斜井排风1824m3/min,回风斜井排风1942m3/min,风硐总排风3820m3/min。
(三)矿井需要风量、实际风量、有效风量。
矿井需要风量为3736m3/min,实际风量为3744m3/min,总排风量为3820m3/min,有效风量为3266m3/min。
现有1个采煤工作面(综采),1个备用工作面,4个掘进(1个综掘、3个炮掘)工作面和4个硐室(1个火药库、1个瓦斯抽放泵站、1个采区变电所、1个静压水仓)。
2012年核定生产能力为0.9Mt/a。
(四)矿井瓦斯等级,瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量。
2012年瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量为8.12m3/t,绝对瓦斯涌出量为4.24m3/min;相对二氧化碳涌出量为6.78m3/t,绝对二氧化碳涌出量为3.54m3/min。
(五)主要通风设备及运行参数,风量、风压、通风阻力、等积孔。
现有两台BDK-10-NO25型隔爆高效对旋轴流式主扇,一台运行,一台备用。
电动机型号为YBF450M-10,主扇电机功率为2×250kW,总入风量为3744m3/min,总排风量为3820m3/min,阻力为1900Pa,等积孔为1.96m2。
二、计算过程及结果
(一)矿井需要风量计算
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×k矿通=(809+1494+510+300)×1.2=3736m3/min
式中:
∑Q采—采煤工作面实际需要风量总和,m3/min;
∑Q掘—掘进工作面实际需要风量总和,m3/min
∑Q硐—硐室实际需要风量总和,m3/min;
∑Q其它—除了以上项目以外其它巷道需要风量总和,m3/min;
k矿通—矿井通风系数取1.2。
1、采煤工作面需要风量
采煤工作面需要的风量(综采):
(1)按瓦斯涌出量公式进行计算:
Q采煤=100q采.KCH4=100×1.55×1.4=217(m3/min)
式中:
Q采煤—采煤工作面需要风量,m3/min;
q采—采煤工作面回风巷中瓦斯的平均绝对涌出量,取1.55m3/min;
KCH4—采面瓦斯涌出不均衡系数,取1.4。
(2)按温度计算:
Q采煤=60V采·S采
=60×1.0×8.97=539(m3/min)
式中:
V采—采煤工作面风速,取1.0m/s,;
S采—采煤工作面的平均断面,取8.97m2。
(3)按人数计算:
每人供风≮4m3/min,Q采>4Nm3/min;
Q采>4N=4×30=120(m3/min)
式中:
N—采煤工作面最多人数,取30。
(4)按风速进行验算:
15S Q低=15S=15×8.97=134.55(m3/min) Q高=240S=240×8.97=2152.8(m3/min) 决定风量Q采煤为539m3/min,即: 134.55<539<2152.8,符合规定。 备用采煤工作面需要的风量(综采): (1)按瓦斯涌出量公式进行计算: Q备用=100q采.KCH4=100×0.72×1.4=100.8(m3/min) 式中: Q备用—采煤工作面需要风量,m3/min; q采—采煤工作面回风巷中瓦斯的平均绝对涌出量,0.72m3/min; KCH4—采面瓦斯涌出不均衡系数,取1.4。 (2)按温度计算: Q备用=0.5·60V采·S采 =0.5×60×1.0×8.97=270(m3/min) 式中: V采—采煤工作面风速,取1.0m/s,; S采—采煤工作面的平均断面,取8.97m2。 (3)按人数计算: 每人供风≮4m3/min,Q采>4Nm3/min; Q采>4N=4×30=120(m3/min) 式中: N—采煤工作面最多人数,取30; (4)按风速进行验算: 15S Q低=15S=15×8.97=134.55(m3/min) Q高=240S=240×8.97=2152.8(m3/min) 决定风量Q备用为270m3/min,即: 134.55<270<2152.8,符合规定。 现有两个采煤工作面,则采煤工作面总风量为: ∑Q采=539+270=809(m3/min) 2、掘进工作面需要风量的计算: 掘进工作面使用的局扇都所选用山西运城节能风机有限公司生产的FBDNO型对旋局扇,2×15kW和2×7.5kW的局扇的风量分别为240-380m3/min、170-260m3/min。 511队掘进工作面需要风量(南翼皮带巷、煤巷,锚网支护,综掘,局扇2×15kW): (1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算: Q综掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×2=52(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(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min; K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取2。 (2)按局部通风机实际风量计算需要风量: Q综掘=Q局+60×0.25S=240+15×10=390(m3/min) (3)按掘进工作面同时作业最多人数计算: 每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min; Q综掘>4N=4×12=48(m3/min) 式中: N—掘进工作面最多人数,取12。 (4)按风速进行验算: Q低>15S=15×10=150(m3/min) Q高<240S=240×10=2400(m3/min) 式中: S—掘进工作面的断面积,取10m2。 决定Q综掘风量为390m3/min,即: 150<390<2400,符合规定。 512队掘进工作面需要风量(33201下顺、煤巷,锚网支护,炮掘,局扇2×15kW): (1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算: Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(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(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min; K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。 (2)按局部通风机实际风量计算需要风量: Q炮掘=Q扇+60×0.25S=240+60×0.25×12.5=428(m3/min) (3)按掘进工作面同时作业最多人数计算: 每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min; Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min) 式中: N—掘进工作面最多人数,取12。 (4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算: 按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min; Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min) 式中: A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。 (5)按风速进行验算: Q低>15S=15×12.5=187.5(m3/min) Q高<240S=240×12.5=3000(m3/min) 式中: S—掘进工作面的断面积,取12.5m2。 决定风量Q炮掘为428m3/min,即: 187.5<428<3000,符合规定。 513队掘进工作面需要风量(南翼回风巷,锚网支护,炮掘,半煤巷,局扇2×15kW): (1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算: Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(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(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min; K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。 (2)按局部通风机实际风量计算需要风量: Q炮掘=Q扇+60×0.25S=240+15×10.5=398(m3/min) (3)按掘进工作面同时作业最多人数计算: 每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min; Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min) 式中: N—掘进工作面最多人数,取12。 (4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算: 按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min; Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min) 式中: A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。 (5)按风速进行验算: Q低>15S=15×10.5=158(m3/min) Q高<240S=240×10.5=2520(m3/min) 式中: S—掘进工作面的断面积,取10.5m2。 决定风量Q炮掘为398m3/min,即: 158<398<2520,符合规定。 516队掘进工作面需要风量(32层集中运输巷、岩巷,锚网支护,炮掘,局扇2×7.5kW): (1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算: Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(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(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min; K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。 (2)按局部通风机实际风量计算需要风量: Q炮掘=Q扇+60×0.15S=170+9×12=278(m3/min) (3)按掘进工作面同时作业最多人数计算: 每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min; Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min) 式中: N—掘进工作面最多人数,取12。 (4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算: 按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min; Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min) 式中: A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。 (5)按风速进行验算: Q低>9S=9×12=108(m3/min) Q高<240S=240×12=2880(m3/min) 式中: S—掘进工作面的断面积,取12m2。 决定风量Q炮掘为278m3/min,即: 108<278<2880,符合规定。 按上述方法分别计算各掘进工作面的风量,各工作面需要风量: 511队掘进工作面的风量为390m3/min,512队掘进工作面的风量为428m3/min,513队掘进工作面的风量为398m3/min,516队掘进工作面的风量为278m3/min则掘进工作面的总风量为: ∑Q掘=390+428+398+278=1494(m3/min) 各工作地点需要风量表 地点名称 需要风量 (m3/min) 备注 地点名称 需要风量 (m3/min) 备注 13203采煤工作面 539 综采 -300火药库 120 硐室 13204备用工作面 270 综采 -120静压水仓 120 硐室 南翼皮带巷 390 炮掘 采区变电所 120 硐室 33201下顺联巷 428 综掘 瓦斯抽放泵站 150 硐室 南翼回风巷 398 炮掘 其他巷道 300 其它 32层集中运输巷 278 炮掘 矿井总需要风量 合计 3113 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计算: ∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐nm3/min 式中: ∑Q硐—所有独立通风硐室风量总和,m3/min; Q硐1、Q硐2、、…、Q硐n—每个独立通风硐室风量,m3/min 根据《煤矿生产能力核定标准》规定,火药库取120m3/min,-120静压水仓取120m3/min,采区变电所取120m3/min,瓦斯抽放泵站取150m3/min。 富强煤矿井下有1个火药库、1静压水仓、1个采区变电所和1个瓦斯抽放泵站,则硐室总需风量为: ∑Q硐=120+120+120+150=510(m3/min) 5、其它井巷实际需要风量计算: 南翼风机过流150m3/min,32层集中运输巷风机过流为150m3/min,则其它巷道需风量为: ∑Q其它=300(m3/min) (二)矿井通风系统生产能力计算。 采用由里向外核算法计算(方法二)。 矿井通风能力计算按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量(有效风量)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1、m2),取当年度每个采掘工作面的产量,计算矿井通风能力。 富强煤矿现有1个采煤工作面(综采),1个备用工作面,有4个掘进工作面,其中1个综掘,3个炮掘。 -300水平总入风量为3744m3/min,一采区32煤层布置1个综采工作面(13203)、1个备用面(13204)和3个炮掘工作面,1个综掘工作面,完全能够满足矿井生产需要。 1、采掘工作面特征表(见下表)。 13203综采工作面特征表 工作面平均长(m) 平均采高 (m) 原煤视密度 (t/m3) 回采率 (%) 年工作日数 (d) 120 2.3 1.40 95 330 正规循环作业系数(%) 工作面个数 日推进度 (m/d) 采煤方法 生产能力(万t/a) 85 1 9 走向长壁后退式 92.67 南翼皮带巷综掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺(m/d) 年工作日数(d) 工作面个数 生产能力 (万t/a) 10 1.40 10 330 1 4.62 33201下顺炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺(m/d) 年工作日数(d) 工作面个数 生产能力 (万t/a) 12.5 1.40 8 330 1 4.62 南翼回风巷炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺(m/d) 年工作日数(d) 工作面个数 生产能力 (万t/a) 10.5 1.40 8 330 1 3.88 32层集中运输巷炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺(m/d) 年工作日数(d) 工作面个数 生产能力 (万t/a) 12 1.40 8 330 1 4.43 2、生产能力计算 -300水平通风系统生产能力为: P13203综采=(l.h.r.b.n.N.c.a)10-4=(120×2.3×1.4×9×330×0.85×0.95×1)10-4=92.67(万t/a) P南翼皮带巷综掘=r.S.L.a=1.4×10×10×330×1=4.62(万t/a) P33201下顺炮掘=r.S.L.a=1.4×12.5×8×330×1=4.62(万t/a) P南翼回风巷炮掘=r.S.L.a=1.4×10.5×8×330×1=3.88(万t/a) P32层集中运输巷炮掘=r.S.L.a=1.4×12×8×330×1=4.43(万t/a) 则P采=92.67(万t/a) P掘=P南翼皮带巷综掘+P33201下顺联巷炮掘+P南翼回风巷炮掘+P32层集中运输巷炮掘=4.62+4.62+3.88+4.43=17.55(万t/a) 则矿井总通风系统生产能力为: P=P采+P综掘=92.67+17.55=110.22(万t/a) 式中: l—回采工作面平均长度,m; h—采(掘)工作面煤层平均高度,m; r—采(掘)工作面原煤视密度,t/m3; b—采(掘)工作面正常生产平均日推进度,m/d n—年工作日数,取330d; N—采煤工作面正规循环作业系数,%; C—回采工作面回采率,%; a—采(掘)工作面个数,个; S—巷道纯煤面积,m2; L—掘进巷道正常生产年总进尺,m。 (三)矿井通风能力验证 1、矿井通风动力的验证 富强煤矿现有一个生产水平,即-300m水平。 -300水平总入风量为3744m3/min,各地点实际需要风量为3736m3/min,能够满足生产需要。 富强煤矿的两台主扇于2012年7月经吉林煤矿矿用安全监察局安全技术中心,两台主扇实际运行的工况点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。 . 2、矿井通风络验证 矿井总入风量为3744m3/min,总排风量为3820m3/min,最大通风流程为5600m,矿井通风阻力为1900Pa,等积孔为1.96m2,有效风量为3266m3/min,均在特性曲线工作范围之内,因此,通风网络符合《煤矿安全规定》规定。 通风系统基本完善、合理、可靠,不存在串联、扩散和采空区通风等地点。 富强坚持每月对井下所有的通风设施进行全面检查,对失修的设施进行维修,对严重失修的设施进行翻修,取得了良好的效果,使通风系统更趋于稳定、合理、可靠。 因此,通风网络能力能够满足安全生产的需要。 3、矿井用风地点有效风量验证 矿井各用风地点有效风量详见矿井用风地点有效风量验证表。 从表中可以看出,矿井各用风地点的有效风量能够满足要求,各地点中的风速、温度完全符合《煤矿安全规程》中的有关规定。 4、利用稀释瓦斯能力验证 富强煤矿历年瓦斯等级鉴定均为瓦斯矿井。 随着矿井开采深度的增加,各采掘工作面的瓦斯含量有所增加,但在正常通风的情况下,掘进工作面和采煤工作面进风巷的瓦斯含量基本没有瓦斯,只有在采煤工作面上隅角、尾巷和回风巷中有瓦斯,在正常生产的各采掘工作面中,很少出现瓦斯超限报警和瓦斯积聚现象。 富强煤矿已于2011年7月安装了KJ406R型安全监控系统,并于实现了局域联网,实现了热机双备,并与省局实现了联网。 在各采掘工作面、硐室和其它地点都按《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)中的规定安设了瓦斯、温度、一氧化碳、风速、风压、设备开停、风门开关、风速等传感器,在采煤工作面上隅角安设了甲烷传感器,地面中心站和井下各分站都安设了备用电源,确保了监控系统的正常运行,真正做到了适时地对各地点进行24小时连续监测。 此外还配备了420台便携式瓦斯检测仪,2012年又上了瓦斯巡检系统,防止了瓦检员“假、漏、空”检现象,进一步增加了对瓦斯防范手段。 随着矿井开采深度的增加,瓦斯矿井涌出量也逐渐增大,为了更好地治理瓦斯,防止瓦斯事故的发生,已于2012年7月建立了井下瓦斯抽放泵站,安装并投入使用,井下抽放泵站主管路均采用12"PE管,支管路采用10"PE管,采用尾巷浮抽的方法,对采煤工作面进行瓦斯进行抽放,抽采量和抽采率完全符合AQ1026-2006标准,矿井通风能力完全能够满足稀释排放瓦斯的需要。 具体验证数据详见矿井稀释瓦斯能力验证表。 (四)确定矿井通风系统核定能力 富强煤矿属于低瓦斯矿井,通风系统完善、可靠,采掘工作面和各硐室均实现了独立通风,没有不符合规定的串联、扩散和采空区通风现象,因此,没有《核定标准》中所涉及的扣减通风能力的项目。 经过上述计算和能力验证,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,通风动力和主要通风机性能匹配,能够满足安全生产的实际需要。 井下各用风地点及采区有效风量满足要求,井巷中的风速、温度等均符合《煤矿安全规程》的规定。 各地点所检测出的瓦斯含量均低于《煤矿安全规程》的有关规定。 因此,经分析验证,确定富强煤矿的矿井通风生产能力为110.22万吨。 矿井稀释瓦斯能力验证表 序号 地点 规程规定 实际测定(%) 是否满足要求 1 总排 <0.75% 0.14 是 2 -300集中回风巷 <0.75% 0.14 是 3 -300北翼回风 <1% 0.26 是 4 -300南翼回风 <1% 0.2 是 5 13203采煤工作面回风 <1% 0.14 是 6 13204备用工作面回风 <1% 0.14 是 7 511综掘队回风 <1% 0.12 是 8 512炮掘队回风 <1% 0.14 是 9 513炮掘队回风 <1% 0.12 是 10 516炮掘队回风 <1% 0.12 是 11 -300火药库回风 <1% 0 是 12 -120静压水仓回风 <1% 0 是 13 -300采区变电所回风 <1% 0 是 14 瓦斯泵站回风 <1% 0 是 矿井用风地点有效风量验证表 序号 名称 地点 风量(m3/min) 风流速度(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 是否符合要求 规程规定 实际测定 是否满足要求 1 矿 井 总 入 、 总 回 副立井入风 3085 <8 4.28 是 主立井入风 925 <6 1.54 是 -300集中轨道巷入风 2100 <8 3.33 是 -300集中皮带巷入风 2038 <8 3.23 是 -300集中回风巷 3992 <8 5.12 是 回风斜井回风 2120 <15 6.31 是 轨道斜井回风 2024 <8 6.02 是 2 采煤工作面 13203采煤工作面(综采) 539 580 是 0.25-4 1.08 是 ≤26 24 是 13204备用面(综采) 270 322 是 0.25-4 0.60 是 ≤26 22 是 3 掘进工作面 511队(综掘、煤巷) 390 392 是 0.25-4 0.65 是 ≤26 19 是 512队(炮掘、煤巷) 428 430 是 0.25-4 0.57 是 ≤26 20 是 513队(炮掘,煤巷) 398 400 是 0.25-4 0.63 是 ≤26 21 是 516队(炮掘,岩巷) 278 280 是 0.25-4 0.39 是 ≤26 21 是 4 机电硐室 -300火药库 120 130 是 0.15-4 0.54 是 ≤26 20 是 -120静压水仓 120 128 是 0.15-4 0.27 是 ≤30 21 是 -300采区变电所 120 131 是 0.15-4 0.18 是 ≤30 24 是 瓦斯抽放泵站 150 162 是 0.15-4 0.22 是 ≤30 20 是 5 风机过流 南翼风机过流 150 156 是 0.15-4 0.25 是 ≤26 20 是 32层集中运输巷风机过流 150 155 是 0.15-4 0.
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