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矿井通风能力核定7
通风系统生产能力核定
一、通风概况
(一)通风方式
新发矿井采用对角式通风方式,抽出式通风方法。
(二)进回风井筒数量及风量
三条进风井,二条排风井。
主、付井(立井)、西部入风井(斜井)为进风井井;北风井和西风井(均是斜井)为排回风井(北风井排风6330m3/min,等积孔2.5;西风井排5490m3/min,等积孔2.3;矿井联合等积孔4.7。
矿井总入量11350m3/min,矿井总排风量11820m3/min。
(三)矿井需要风量,总进风量,有效风量
矿井需要风量10325m3/min,总进风量11350m3/min,有效风量10580m3/min,有效风率为92%。
(四)矿井瓦斯等级、瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量
2013年度矿井瓦斯鉴定结果确定为高瓦斯矿井,瓦斯绝对涌出量40.02m3/min,相对涌出量23.82m3/t,二氧化碳绝对涌出量4.73m3/min,相对涌出量2.8m3/t。
(五)主要通风设备及运行参数
北风井地面安装2台BDK-10-№28通风机,一台使用,一台备用;西风井地面安装两台BD-11-8-№24通风机,一台使用,一台备用。
北、西风井使用电机均为2*315KW,通风机出厂最大流量均为10000m3/min。
二、计算过程及结果
1、采煤工作面需要风量计算
该矿有2个采煤工作面,101高档普采队,107高档普采队。
(1)按气候条件进行计算
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
101采队:
现采西三采27层右一工作面,最大空顶距5.2m,采高2m,采面长度系数1.2,温度系数1.1。
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
Q101=60×70%×1.0×9.6×1.1×1.0=443m3/min
Q107=60×70%×1.0×9.1×1.0×1.2=458m3/min
式中vcfi—第i个采煤工作面的风速,m/s。
按采煤工作面进风流的最高温度从表8-1中选取;
Scfi—第i个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,m2;
kchi—第i个采煤工作面采高调整系数,具体按表8-2取值;
kcli—第i个采煤工作面长度调整系数,具体按表8-3取值;
70%—有效通风断面系数;
60—单位换算产生的系数。
表8-1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-1)
<20
1.0
20~23
1.0~1.5
23~26
1.5~1.8
26~28
1.8~2.5
28~30
2.5~3.0
表8-2kch—采煤工作面采高调整系数
采高/m
<2.0
2.0~2.5
>2.5及放顶煤工作面
系数(kch)
1.0
1.1
1.2
表8-3kcl—采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度/m
系数(kcl)
<15
0.8
15~80
0.8~0.9
80~120
1.0
120~150
1.1
150~180
1.2
(2)按回采工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)浓度不超过1%的要求计算。
式中:
Q采=100×q采×KCH4
Q101上巷=100×0.71×1.1=78.1m3/min;
Q101尾排=100×2.92×1.1=321.2m3/min;
Q101总=Q101上巷+Q101尾排=78.1+321.2=399.3m3/min;
Q107=100×0.17×1.1=18.7m3/min;
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)的平均绝对瓦斯涌出量,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瓦斯绝对涌出量的比值)。
3.按照二氧化碳涌出量计算:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
Q101=67×0.05×1.05=3.5(m3/min)
Q107=67×0.04×1.05=2.8(m3/min)
式中qcci—第i个采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;
kcci—第i个采煤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,最大绝对二氧化碳涌出量和月平均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.按炸药量计算:
(1)一级煤矿许用炸药:
Qcfi=25Acfi(m3/min)
(2)二、三级煤矿许用炸药:
Qcfi=10Acfi(m3/min)
式中Acfi—第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg;
25—每千克一级煤矿许用炸药需风量,m3/min;
10—每千克二、三级煤矿许用炸药需风量,m3/min。
我矿无炮采工作面,不做该项计算。
5.按工作人员数量验算:
Qcfi≥4Ncfi
Q101≥4×30=120m3/min;
Q107≥4×30=120m3/min;
式中Ncfi—第i个采煤工作面同时工作的最多人数;
4—每人需风量,m3/min。
6.按风速进行验算:
(1)验算最小风量:
Qcfi≥60×0.25Scbi(m3/min)
Scbi=lcbi×hcfi×70%(m2)
(2)验算最大风量:
Qcfi≤60×4.0Scsi(m3/min)
Scsi=lcsi×hcfi×70%(m2)
60×0.25×8.4×70%≤Q101≤60×4.0×10.4×70%
88≤Q101≤1747(m3/min)
60×0.25×8×70%≤Q107≤60×4.0×9.9×70%
84≤Q107≤1663(m3/min)
(3)综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,验算最大风量:
Qcfi≤60×5.0Scsi(m3/min)
式中Scbi—第i个采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;
lcbi—第i个采煤工作面最大控顶距,m;
hcfi—第i个采煤工作面实际采高,m;
Scsi—第i个采煤工作面最小控顶有效断面积,m2;
lcsi—第i个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%—有效通风断面系数;
4.0—采煤工作面允许的最大风速,m/s;
5.0—综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后允许的最大风速,m/s。
我矿无综合机械化采煤工作面,不做此项计算。
2、备用采煤工作面的需要风量
现有六个备用回采工作面:
即西三27#右二、西三29#左一、西三27#左二、东一4#右四、西二29#左五、工作面分别按瓦斯、二氧化碳,气温进行计算。
(1)即西三27#右二
按瓦斯:
Qcfi=100×qcgi×kcgi(m3/min)
=100×0.5×1.5
=75m3/min
按二氧化碳:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
=67×0.05×1.1
=3.7m3/min
按气温:
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
=60×70%×1.0×1.0×1.2×9.6
=8.05m3/s
=483m3/min
(2)西三29#左一
按瓦斯:
Qcfi=100×qcgi×kcgi(m3/min)
=100×0.4×1.5
=60m3/min
按二氧化碳:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
=67×0.05×1.1
=3.7m3/min
按气温:
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
=60×70%×1.0×1.0×1.2×9.6
=8.05m3/s
=483m3/min
(3)西三27#左二
按瓦斯:
Qcfi=100×qcgi×kcgi(m3/min)
=100×0.6×1.5
=90m3/min
按二氧化碳:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
=67×0.05×1.1
=3.7m3/min
按气温:
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
=60×70%×1.0×1.0×1.2×5.76
=4.84m3/s
=290m3/min
(4)东一4#右四
按瓦斯:
Qcfi=100×qcgi×kcgi(m3/min)
=100×0.2×1.5
=30m3/min
按二氧化碳:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
=67×0.05×1.1
=3.7m3/min
按气温:
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
=60×70%×1.0×1.0×1.2×6.72
=5.64m3/s
=338.7m3/min
(5)西二采29#左五
按瓦斯:
Qcfi=100×qcgi×kcgi(m3/min)
=100×0.4×1.5
=60m3/min
按二氧化碳:
Qcfi=67×qcci×kcci(m3/min)
=67×0.05×1.1
=3.7m3/min
按气温:
Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m3/min)
=60×70%×1.0×1.0×1.1×10.08
=7.76m3/s
=465.6m3/min
结论:
∑Q备=(483+483+290+338+465)=2059m3/min
∑Q采+∑备=901+2059=2540m3/min
结论:
采煤工作面需要风量合计2960m3/min。
3、掘进工作面需要风量计算
因各掘进工作面绝对瓦斯涌出量为0.1m3/min-1.75m3/min,在此不予计算。
该矿井14个掘进工作面按局部通风机型号分类进行计算。
(1)按局部通风机吸入风量计算
①使用2BKJ№5.6/22局扇,11×2KW,9个工作面,其中:
半煤6个,岩巷3个,局部通风机额定风量180-400m3/min,实测每台平均吸入风量为200m3/min。
岩巷每台需供风量:
Q岩=Q吸+60×0.15Sm3/min
=200+60×0.15×7
=263(m3/min)
Q煤=Q吸+60×0.25×Sm3/min
=200+60×0.25×6.0
=290(m3/min)
∑Q11KW×2=263×3+290×6=789+1740
=2529(m3/min)
②使用2BKJ№6.0/3015KW×2,1个工作面,半煤。
局部通风机额定风量260-450m3/min,实测平均吸入风量为300m3/min。
每台15KW×2局部通风机需要供风量:
Q15KW×2=Q吸+60×0.25×S(m3/min)
=300+60×0.25×6.0
=390(m3/min)
∑Q15KW×2=390×1
=390(m3/min)
③使用2BKJ№6.3/6018.5KW×2,4个工作面,半煤。
局部通风机额定风量250-500m3/min,实测每台吸入风量为340m3/min。
一台需要供风量:
Q30KW×2=Q吸+60×0.25×S(m3/min)
=340+60×0.25×7
=445(m3/min)
Q30KW×2=445×4=1780(m3/min)
全矿按局部通风机计算风量合计:
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