修改林场煤矿通风系统改造方案.docx

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修改林场煤矿通风系统改造方案

林场煤矿

通风系统改造设计方案

编写（签字）：

审核（签字）：

矿井技术负责人（签字）：

矿长（签字）：

编制日期：

2017年6月10日

目录

1、矿井概况3

1.1、矿井所在位置3

1.2矿井通风系统概况3

1.2.2通风基本参数（矿井总进风量、总回风量、矿井风压、电机转速、风机转速、频率等）4

1.2.3矿井通风系统现状4

1.2.4矿井通风系统存在的问题5

1.2.5矿井通风系统改造的必须性5

2.矿井技改对通风系统的影响5

3.根据矿井技改方案选择矿井通风系统的改造方案5

3.1矿井通风系统的改造方案详述介绍6

矿井技改时，矿井主要巷道通风系统没有变化，主要是目前矿井主扇风机风量不能满足技改后矿井总需风量的需求，所以要对主扇风机进行改造，更换现在风机的电机，提高风机和电机的转数。

6

3.2主要井筒通风功能定位介绍6

3.3主要巷道或采区主要巷道的通风功能定位介绍6

3.4根据技改后的矿井采、掘布局及采用的采掘工艺和硐室重新进行矿井风量计算6

3.4.1矿井需要风量计算6

3.4.2矿井需要风量计算原则6

3.5根据矿井风量计算和分风方案计算矿井通风阻力8

3.5.1摩擦阻力的计算：

8

3.5.2局部阻力的计算8

3.5.3通风阻力的计算8

3.5.4等积孔的计算8

3.6.1工况点计算10

3.6.2电机功率计算11

通风系统改造方案

1、矿井概况

1.1、矿井所在位置

林场煤矿井田位于百色煤田中部南翼，地理位置位于田阳县百育镇境内，隶属百色市田阳县百育镇管辖。

南（宁）～百（色）二级公路从井田东北部通过，西距百色市区约50km，东至南宁210km。

矿井距南（宁）昆（明）铁路线约2km。

南宁～百色高速公路从右江南岸通过。

右江河流经井田南面（距井田边界1～2km），一年四季可通汽轮，逆水上行可达百色，顺流而下可至南宁、广州，水陆交通相当方便。

1.2矿井通风系统概况

1.2.1矿井通风方式、通风方法、风机等概述

本矿井采用中央并列抽出式通风方式，采用抽出式通风方法，主斜井进风，副斜井出风，主斜井井口标高为+131m，副斜井井口标高为+131m，选择4-72-12-№20B型离心式风机两台，一台工作，一台备用。

1.2.2通风基本参数（矿井总进风量、总回风量、矿井风压、电机转速、风机转速、频率等）

矿井总进风量为1380m3/min，总回风量为1475m3/min，电机转速为710r/min，风机转速为360r/min，负压为0.93kpa。

1.2.3矿井通风系统现状

矿井采用中央并列抽出式通风；有主副井筒一对，主井筒进风，副井筒回风。

有两台同等能力的主要通风机，风机型号为4—72—12No20B，一台使用，一台备用，风机转速为360r/min，配套电机两台，型号相同为Y280S-8，功率为55KW，电机转速为710r/min。

风机叶片安装角度25度，额定风量23.3m3/s、负压930pa、电压380V。

实际运行参数电流75A、电压400V、电机温度34℃，总排风量1450m3/min。

目前我矿矿井现需要风量见下表：

地点名称

需要风量m3/min

备注

3402准备工作面

470

采煤面

3402副巷巷

190

掘进面

-28运输轨道巷

250

掘进面

-20皮带巷

250

掘进面

炸药库

60

硐室

中央变电所及中央泵房

90

硐室

消防材料库（东三联络巷）

60

硐室

西充电硐室

118

硐室

3403联络巷配电点

60

硐室

五采区变电所

90

硐室

东一联络巷

48

其他巷道

东四联络巷

49

其他巷道

避难硐室

60

其他巷道

备用采面

——

无备用采面

合计

1795

1.2.4矿井通风系统存在的问题

矿井生产能力15万吨／年。

主要存在的问题：

机械化改造后，井下采区要布置1个综采面、3个综掘工作面，所需风量增加，通风距离增大，通风阻力增大，现运行的主要通风机难以满足井下安全生产需要。

1.2.5矿井通风系统改造的必须性

根据2017年通风能力核定报告计算，矿井主要通风机不能满足机械化开采的要求，现在对东总回风巷和副井进行皮带机安装后，这两巷断面变小，风阻变大，更不能满足机械化开采的需要。

2.矿井技改对通风系统的影响

现在矿井对副井和东总回风巷进行皮带安装，使这两条巷道的风阻和摩擦阻力增大，导致矿井通风困难，是目前矿井技改对通风系统的最大影响。

3.根据矿井技改方案选择矿井通风系统的改造方案

3.1矿井通风系统的改造方案详述介绍

矿井技改时，矿井主要巷道通风系统没有变化，主要是目前矿井主扇风机风量不能满足技改后矿井总需风量的需求，所以要对主扇风机进行改造，更换现在风机的电机，提高风机和电机的转数。

3.2主要井筒通风功能定位介绍

主斜井井筒采用单钩串车提升。

装备架空人车用来升降人员，主要担负提升原煤、矸石、下放材料、设备和矿井进风用。

装备GKT1.6×1.2-20型单滚筒绞车，采用1吨U型固定箱式矿车。

副井铺设排水管路、洒水管路、下井电缆及黄泥灌浆管路，同时作为矿井初期回风井。

主、副井筒均作为矿井的安全出口。

3.3主要巷道或采区主要巷道的通风功能定位介绍

3402进风巷主要担负工作面的进风和运料；-20皮带巷今后将安装皮带运输机，主要用于矿井第二、四、五采区煤炭运输、回风；-28轨道运输巷主要用于矿井第二、三、四、五采区材料运输及提供新鲜风流。

3.4根据技改后的矿井采、掘布局及采用的采掘工艺和硐室重新进行矿井风量计算

3.4.1矿井需要风量计算

3.4.2矿井需要风量计算原则

按《煤矿安全规程》及《右江矿务局有限公司风量计算办法》对我矿采煤工作面、掘进工作面、硐室及其他巷道等用风地点分别计算，包括按规定配备的备用工作面，现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。

经计算后的需要风量见下表：

地点名称

需要风量m3/min

备注

3402准备工作面

945

采煤面

3402副巷巷

190

掘进面

-28运输轨道巷

250

掘进面

-20皮带巷

250

掘进面

炸药库

60

硐室

中央变电所及中央泵房

90

硐室

消防材料库（东三联络巷）

60

硐室

西充电硐室

118

硐室

3403联络巷配电点

60

硐室

五采区变电所

90

硐室

东一联络巷

48

其他巷道

东四联络巷

49

其他巷道

避难硐室

60

其他巷道

备用采面

——

无备用采面

合计

2270

矿井总需风量的确定

因此本矿矿井下实际需要风量：

Qra=（∑Qcf+∑Qhf+∑Qur+∑Qsc＋∑Qrl）×K

=（945+690+478+0+157）×1.15

=2610m³/min

式中：

∑Qcf－采煤工作面实际需要风量的总和m³/min；

∑Qhf－掘进工作面实际需要风量的总和m³/min；

∑Qur－硐室实际需要风量的总和m³/min；

∑Qsc－备用工作面实际需要风量的总和，m³/min；

∑Qrl－其他用风巷道实际需要风量，m³／min；

K－矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20，压入式取1.25～1.30）。

我矿为抽出式通风，因此K=1.15

3.5根据矿井风量计算和分风方案计算矿井通风阻力

3.5.1摩擦阻力的计算：

hf=RfQ2pa

式中：

hf——井巷的摩擦阻力，pa；

Rf——井巷的摩擦风阻，Kη；

Q——井巷风量，m3/s

其中：

Rf=αLU/S3

式中：

α——井巷的摩擦阻力系数；

L——井巷的长度；m

U——井巷周边长度，m

S——井巷的断面积，m2

通风阻力的计算，如表1、2所示。

3.5.2局部阻力的计算

根据《煤炭工业设计规范》的规定，局部阻力不单独计算，取摩擦阻力的15%作为局部阻力，即：

he=hf×15%（如表1、2所示）

式中：

he——井巷的局部阻力,pa

3.5.3通风阻力的计算

h=he+hf（如表1、2所示）

式中：

h——井巷的通风阻力，pa

hf——井巷的摩擦阻力，pa

3.5.4等积孔的计算

A=1.1896×Q/√h（如表1、2所示）

式中：

A——通风等积孔，m2

Q——主扇风量

h——井巷的通风阻力，pa

序号

井巷名称

摩擦阻力系数a（N.S2/m4）

长度L（m）

周长U（m）

净断面（m2）

风量（m3/S）

井巷风阻

摩擦阻力h（Pa）

风速V（m/s）

风压（Pa）

1

主井

0.00294

360

9.64

5.84

37.8

0.05

73.19

6.47

73.19

2

运输石门

0.00294

260

9.28

5.37

36.6

0.05

61.36

6.81

61.36

3

东运大巷

0.00294

2340

9.48

5.64

32.7

0.36

388.71

5.8

388.71

4

3402进风巷

0.00784

460

11.88

8.85

7

0.06

3.03

0.79

3.03

5

3402工作面

0.032

120

14.12

12.43

8.1

0.03

1.85

0.38

1.85

6

3402回风巷

0.0127

400

11.48

8.26

7.2

0.10

5.36

0.87

5.36

7

东总回风巷

0.01

1760

9.04

5.13

33

1.18

1283.38

6.45

1283.38

8

回风石门

0.01

200

8.8

4.86

37.4

0.15

214.46

7.69

214.46

9

副井

0.01

320

9.48

5.61

39.6

0.17

269.44

7.05

269.44

10

风硐

0.0038

20

8.72

4.75

40.1

0.01

9.94

8.45

9.94

总计

总计

6240

2310.74

2310.74

局部阻力

按矿井阻力的15%计算

346.61

总阻力

2657.35

等积孔

0.99

通风困难期表1

通风容易期表2

序号

井巷名称

摩擦阻力系数a（N.S2/m4）

长度L（m）

周长U（m）

净断面（m2）

风量（m3/S）

井巷风阻

摩擦阻力h（Pa）

风速V（m/s）

风压（Pa）

1

主井

0.00294

360

9.64

5.84

44

0.05

99.17

6.47

99.17

2

运输石门

0.00294

260

9.28

5.37

36.6

0.05

61.36

6.81

61.36

3

东运大巷

0.00294

1640

9.48

5.64

32.7

0.25

272.43

5.8

272.43

4

3402进风巷

0.00784

460

11.88

8.85

7

0.06

3.03

0.79

3.03

5

3402工作面

0.032

120

14.12

12.43

8.1

0.03

1.85

0.38

1.85

6

3402回风巷

0.0127

400

11.48

8.26

7.2

0.10

5.36

0.87

5.36

7

东总回风巷

0.01

1060

9.04

5.13

33

0.71

772.95

6.45

772.95

8

回风石门

0.01

200

8.8

4.86

37.4

0.15

214.46

7.69

214.46

9

副井

0.01

320

9.48

5.61

39.6

0.17

269.44

7.05

269.44

10

风硐

0.0038

20

8.72

4.75

44

0.01

11.97

8.45

11.97

总计

总计

4840

1712.03

1712.03

局部阻力

按矿井阻力的15%计算

256.80

总阻力

1968.84

等积孔

1.19

3.6根据计算的矿井风量和矿井通风阻力与现有的风机或改造后选用的风机进行验证，看现有的风机或改造后选用的风机是否能满足改造后的通风需要，工况点是否合理。

如不能满足应重新进行风机选型。

3.6.1工况点计算

根据以上计算，风机工况点为：

工作风量Q＝3305.5m3/min=55m3/s

H静＝Hf+hd

Hf--工作风压

hd---风机及附属装置阻力,一般取150—200Pa，我矿取150Pa

通风容易时期的风机工况点为：

H静小＝Hf+hd=945.38+150=1095.38Pa

通风困难时期的风机工况点为：

H静小＝Hf+hd=2822.11+150=2972.11Pa

经过以上计算，矿井总需要风量为3355m3/min。

根据煤矿在用主通风机系统安全检验报告，我矿现用的风机风量为（说明书范围）44m3/s（2640m3/min），已经不能满足现在矿井总需要风量。

3.6.2电机功率计算

Nc=（1.2×Q×h）÷（0.7×1000）

=（1.2×55×918）÷（0.7×1000）

=86KW

1.2——电机储备系数

Nc——主扇风机的功率，KW

H——通风机的负压，Pa

Q——通风机的风量，m3/s

0.7——风机实际效率

经过以上计算，选择的主通风机型号：

FBCDZNO17/2×132，一台使用，一台备用，额定风量2310～4560m3/min，额定风压1010～3540Pa。

配套电机两台，型号相同为YBF315-6，功率为132KW，电机转速为980r/min。

满足设计风量要求。