通风系统能力核定最新.docx
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通风系统能力核定最新
山西汾西瑞泰井矿正珠煤业
通风能力核定报告书
二0一二年五月
审批表
姓名
日期
编制
刘晓军
2012.05.08
通风部
瓦斯矿长
总工程师
瑞泰通风部
瑞泰总工程师
通风能力核定报告
山西汾西瑞泰井矿正珠煤业有限公司井田位于左权县境内中南部,直距县城约7.2km。
行政区划隶属于左权县龙泉乡管辖。
207国道(阳泉~长治段)从井田东部边缘通过,相距恒隆工业场地仅0.1km左右,左(权)~墨(蹬)铁路与207国道平行也从井田东部边缘通过,距左权县城阳涉铁路左权站约7km。
矿井设计生产能力为900kt/a,矿井服务年限为17.8a。
2010年6月1日由山西省国土资源厅颁发的证号为C140000************5198的山西汾西瑞泰井矿正珠煤业有限公司采矿许可证,井田面积5.187km2,批准开采2、3、4、7、8、11、15号煤层,储量约5688万吨。
一、矿井通风系统基本情况
(一)通风方式、方法
矿井通风方式为分区式,通风方法为机械抽出式。
(二)进、回风井筒数量及风量
矿井现有进风井筒3个,回风井筒2个,即由主斜井、副斜井、行人进风斜井进风,南翼回风斜井和北翼回风立井回风。
经现场实测,北翼采区进风量为3228m3/min,排风量为4954m3/min;南翼采区进风量为5572m3/min,排风量为4087m3/min;矿井总进风量为8800m3/min,总排风量为9051m3/min。
(三)矿井需要风量、实际风量、有效风量
北翼采区需要风量为2686m3/min,进风量为3228m3/min,总排风量4954m3/min,有效风量为2771m3/min;南翼采区需要风量为5550m3/min,进风量为5572m3/min,排风量为4087m3/min,有效风量为5103m3/min;矿井总需要风量为8236m3/min,总进风量为8800m3/min,总排风量为9051m3/min,有效风量为7874m3/min。
(四)矿井瓦斯等级
根据2011年瓦斯等级鉴定结果,矿井绝对瓦斯涌出量为17.5m3/min,确定该矿属突出矿井。
(五)主通风设备及运行参数
1)主要通风设备
(1)矿井南翼回风斜井井口安装有两台FBCDZ№20型矿用防爆抽出式对旋轴流式通风机,一台使用,一台备用;北翼回风立井安装有两台FBCDZ-6-NO18A型矿用防爆抽出式对旋轴流式通风机,一台使用,一台备用。
主要通风机相关参数见表1。
表1主要通风机额定参数表
风机型号
编号
数量
配套电动机
风量
风压
(Pa)
生产厂家
功率
转速
(m3/min)
(台)
(Kw)
(r/min)
FBCDZ№20
1#
1
2×200
980
3300~6900
1096~3950
运城安宏节能防爆风机厂
FBCDZ№20
2#
1
2×200
980
3300~6900
1096~3950
运城安宏节能防爆风机厂
FBCDZ-6-№18A
3#
1
2×90
980
1560~5160
172~2403
运城安运风机厂
FBCDZ-6-№18A
4#
1
2×90
980
1560~5160
172~2403
运城安运风机厂
(2)主要通风机及其电动机实际运行参数
矿井主要通风机经现场实际测定核实后的参数见表2。
表2矿井主要通风机实际运行参数表
项目
风机
总排风量(m3/min)
风机静压(pa)
通风阻力(pa)
等积孔(m2)
FBCDZ№20
4087
960
945
2.62
FBCDZ-6-№18A
4954
860
846
3.35
2)掘进通风设备
矿井掘进通风共配备局部通风机8台,其中6台为FBD№7.1型,2台为FBD№6.0型,其性能技术参数见表3。
表3矿井局部通风机性能技术参数
风机型号
风量
全风压
叶轮
直径
全压效率
噪声
额定功率
额定
转速
工作
方式
(m3/min)
(Pa)
(mm)
(%)
(db)
(kw)
(r/min)
FBD№7.1
350~600
5000~1300
710
≥80
≤25
2×30
2900
SI
FBD№6.0
220~370
4700~800
600
≥80
≤25
2×15
2900
SI
掘进工作面使用局部通风机安装设置情况见表4。
表4局部通风机安装设置情况表
掘进工作面名称
风机型号
风机吸入风量(m3/min)
全风压风量
(m3/min)
是否抽循环风
一采区回风下山
FBD№7.1
530
1863
否
一采区皮带下山
FBD№7.1
533
1330
否
一采区轨道下山
FBD№7.1
490
1863
否
爆炸材料库
FBD№6.0
427
691
否
(六)分区通风情况
该矿属于基建矿井,南翼的2个综掘工作面和1个开拓工作面的回风,经一采区回到北翼回风立井。
南翼回风斜井的主通风机负担矿井南翼采区供风任务,南翼采区现有1个采煤工作面、4个掘进工作面,1个备用工作面,各采掘工作面均为独立通风;北翼回风立井的主通风机负担矿井北翼采区供风任务,北翼采区现有1个采煤工作面和1个备用工作面。
具体情况见表五
表五采掘工作面通风情况
采区
工作面名称
风量
(m3/min)
通风方式
CH4
(%)
风排瓦斯量
(m3/min)
抽采瓦斯量
(m3/min)
绝对瓦斯涌出量
(m3/min)
北翼
0411工作面
865
U型
0.50
4.33
6.11
10.44
0407备用工作面
410
——
0.18
0.74
——
0.74
南翼
1511工作面
1037
U型
0.51
5.29
2.36
7.65
1505备用工作面
512
——
0.05
0.26
——
0.26
一采区回风下山
530
——
0.28
1.48
——
1.48
一采区皮带下山
533
——
0.16
0.85
——
0.85
一采区轨道下山
490
——
0.22
1.08
——
1.08
爆炸材料库
427
——
0.06
0.26
——
0.26
(七)瓦斯抽放泵工作情况:
北翼1号泵站内安设有两台ZWY-110/160-G型移动抽采泵,最大抽气量110m3/min,主要抽采0411工作面本煤层钻孔和0407备用工作面本煤层钻孔和顶板裂隙钻孔瓦斯。
抽采主管及支管路全部采用Φ300mm的钢骨架复合管,主管及支管均按规定安设了手动和自动放水器。
1号泵站平均抽采浓度6.6%左右,抽采负压24.28kpa,抽采流量58.82m3/min,平均纯量2.99m3/min。
北翼2号泵站内安设有ZWY-230/280-G型移动抽采泵,最大抽气量230m3/min,主要在0411工作面上隅角实施埋管抽采。
抽采主管采用Φ300mm的钢骨架复合管,支管采用Φ200mm的钢骨架复合管。
2号泵站平均抽采浓度2.4%左右,抽采负压29.62kpa,抽采流量132.39m3/min,平均纯量2.29m3/min
南翼3号泵站安装有2台ZWY-260/315型移动瓦斯抽采泵,额定抽采瓦斯量260m3/min,抽采主管及支管采用Φ300mm的聚乙烯管,均按规定安设了手动和自动放水器。
其中1台泵抽采1511工作面本煤层钻孔、高位钻场水平钻孔及回风巷仰角裂隙钻孔瓦斯,另1台泵在1511工作面上隅角实施埋管抽采。
泵站内1#泵平均抽采浓度2.6%左右,抽采负压39.46kpa,抽采流量84.78m3/min,平均纯量1.39m3/min;2#泵平均抽采浓度2.4%左右,抽采负压45.32kpa,抽采流量70.28m3/min,平均纯量0.97m3/min。
地面瓦斯抽采泵站内安装有2BEC72型抽采泵4台,额定抽采能力510m3/min,两台运行,两台备用,并且按规定安设了易爆、阻爆、防回火等安全装置,目前井下Φ800mm、Φ700mm的抽采主管路已经安装完毕,待地面35KV变电站建成后启用。
二、必备条件核查
1、矿井有完整独立的通风、防尘、防灭火及安全监控系统,通风系统合理,通风设施齐全可靠。
2、矿井采用机械通风,安设主要通风机四台,主通风机供风量能满足矿井生产需要,1#、2#主通风机分别经山西煤矿设备安全技术检测中心和山西煤矿矿用安全产品检测中心测试合格;3#、4#主通风机经山西煤矿设备安全技术检测中心测试合格。
3、矿井安全检测仪器、仪表基本齐全可靠。
4、局部通风机的安装和使用符合规定。
5、矿井瓦斯管理基本符合有关规程规定。
三、矿井需风量计算
通风能力核定主要依据:
根据国务院第446号《关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》、《煤矿安全规程》(2010年版)第107条和第121条,符合核定通风系统生产能力的必备条件。
按照《煤矿生产能力核定标准》,我矿为煤与瓦斯突出矿井,设计生产能力为90万t/a,应照第30条方法二:
由里到外核算法(30万t/a以上矿井可使用)进行计算。
所以我矿按照南、北翼通风系统分别进行通风能力核定。
矿井需风量按照各采掘工作面、备用工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算,现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q胶轮车+∑Q其它)×K通
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胶轮车——井下采用胶轮车运输的矿井,尾气排放稀释需要的风量,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通——矿井通风需风系数(抽出式取1.15~1.20,压入式取1.25~1.30)。
1、南翼需要风量核算
⑴采煤工作面需风量
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、人员等分别进行计算,然后取其中最大值。
①按气象条件计算
Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K采面长
式中V采——采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表5中选取m/s;
S采——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,m2;
K采高——采煤工作面采高调整系数,具体取值见表6;
K采面长——采煤工作面长度调整系数,见表7;
70%——有效通风断面系数;
60——为单位换算产生的系数
Q采=60×70%×1.0×11.27×1.2×1.1=625m3/min
表5采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面空气温度(℃)
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6K采高—采煤工作面采高调整系数表
采高(m)
<2.0
2.0~2.5
﹥2.5及放顶煤面
系数(K采高)
1.0
1.1
1.2
表7K采面长—采煤工作面长度调整系数表
采煤工作面长度/(m)
长度调整系数(K采面长)
<15
0.8
15~80
0.8~0.9
80~120
1.0
120~150
1.1
150~180
1.2
>180
1.30~1.40
②按瓦斯涌出量计算
Q采=125×q采×KCH4
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最大绝对瓦斯涌出量,m3/min。
根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出最大风排瓦斯涌出量为5.29m3/min;
——采面瓦斯涌出不均衡通风系数(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瓦斯绝对涌出量的比值);2012年4月份正常生产日最大风排瓦斯量与4月份平均风排瓦斯量的比值为1.5。
125——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过0.8%的换算系数。
Q采=125×5.29×1.5=992m3/min
③按照二氧化碳涌出量计算
Q采=100×qCO2×KCO2
式中qCO2——回采工作面回风巷风流中最大绝对二氧化碳涌出量,m3/min。
根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出最大风排二氧化碳取0.4m3/min。
KCO2——采面瓦斯涌出不均衡通风系数(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瓦斯绝对涌出量的比值)。
2012年4月份正常生产日最大风排二氧化碳量与4月份平均风排二氧化碳量的比值为1.5。
100——按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超1.0的换算系数。
Q采=100×0.4×1.5=60m3/min
④按采煤工作面同时作业人数计算
Q采≥4N
式中4——每人需风量m3/min;
N——采煤工作面同时作业最多人数(交接班时,两班考虑),人;
取上述1—4条件计算的最大值做为采煤工作面的实际需风量。
工作面实际配风量必须满足能够稀释上隅角瓦斯浓度要求,若不能满足,需要适当增加风量时,必须经矿总工程师审核批准。
Q采=4×30=120m3/min
⑤按采煤工作面风速进行验算
a)验算最小风量
Q采≥60×0.25S最大
Q最大=L最大×h采高×70%
Q采≥60×0.25×8.4
≥126
S最大=5.2×2.3×70%=8.4
b)验算最大风量
Q采≤60×5.0S最小
S最小=L最小×h采高×70%
Q采≤60×5.0×7.4
≤2200
Q最小=4.6×2.3×70%=7.4
式中S最大——采煤工作面最大控顶距有效断面积,m2;
L最大——采煤工作面最大控顶距,m;
H采高——采煤工作面实际采高,m;
S最小——采煤工作面最小控顶距有效断面积,m2;
L最小——采煤工作面最小控顶距,m;
0.25——采煤工作面允许最小风速,m/s;
70%——有效通风断面系数;
5.0——采煤工作面允许最大风速,m/s;
通过上述计算,说明工作面实际需风量是否满足工作面风速要求。
126m3/min 经计算,南翼采区回采工作面需要风量为992m3/min。 ⑵备用工作面需风量计算 备用工作面实际需风量,应按瓦斯、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%。 故∑Q备=496m3/min ⑶掘进工作面的需风量 每个掘进工作面实际需风量,应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有害气体产生量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。 ①按照瓦斯涌出量计算 Q掘=125×q掘×K掘通 式中: q掘——掘进工作面回风流中最大绝对瓦斯涌出量,m3/min。 根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出最大风排瓦斯涌出量为2m3/min,开拓工作面最大风排瓦斯量为0.5m3/min。 K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常条件下,连续一个月,日最大涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。 2012年4月份正常生产日综掘工作面最大风排瓦斯量与4月份平均风排瓦斯量的比值为2,开拓工作面最大风排瓦斯量与4月份平均风排瓦斯量的比值为2。 125——按掘进工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%的换算。 则: Q掘=125×2×2=500m3/min Q开=125×0.5×2=125m3/min ②按二氧化碳涌出量计算 Q采=100×qCO2×KCO2 式中qCO2——回采工作面回风巷风流中最大绝对二氧化碳涌出量,m3/min。 根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出综掘工作面最大风排二氧化碳取0.4m3/min,开拓工作面最大风排二氧化碳取0.2m3/min。 KCO2——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瓦斯绝对涌出量的比值)。 2012年4月份正常生产日综掘工作面最大风排二氧化碳量与4月份平均风排二氧化碳量的比值为1.5,开拓工作面最大风排二氧化碳量与4月份平均风排二氧化碳量的比值为1.5。 100——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超1.0的换算系数。 则: Q掘=100×0.4×1.5=60m3/min Q开=100×0.2×1.5=30m3/min ③按照同时起爆最大装药量计算 煤巷一次起爆炸药量为4Kg,岩巷最大起爆炸药量为8Kg Q掘≥50A 式中: A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg。 备注: 根据爆破经验,每千克炸药量供风系数暂定为50,如有变化再进行调整。 则: Q掘=50×4=200m3/min Q开=50×8=400m3/min 按上述1-3条件计算最大值,确定为掘进工作面实际需风量 ④局部通风机实际吸风量计算需风量 根据掘进工作面实际需风量,按照风筒百米漏风率实测值计算局部通风机实际吸风量。 Q扇=Q掘/(1-L掘/100×η) Q扇——局部通风机实际需风量,m3/min; Q掘——掘进工作面实际需风量,m3/min; η——风筒百米漏风率,%; L掘——掘进工作面长度,m。 则: Q扇掘=500/(1-252/100×1.71%)=522m3/min Q扇开=400/(1-302/100×2.08%)=427m3/min ⑤按照局部通风机最大额定吸风量(带变频器时,可按实际吸风量考虑)计算 a)无瓦斯涌出的岩巷 Q掘=Q扇×I+60×0.15S最大 b)有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷 Q掘=Q扇×I+60×0.25S最大 Q扇——局部通风机最大额定吸风量(带变频器时,可按实际吸风量考虑),m3/min; I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数; 0.15——无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速; 0.25——有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷允许的最低风速,m。 S最大——局部通风机按照地点到回风口间的巷道最大断面积,m2。 Q掘=370×I+60×0.15×10=460 Q开=600×I+60×0.25×12=780 ⑥按照掘进工作面同时作业最多人数计算 Q掘≥4N Q掘≥4N≥4×20≥80m3/min Q开≥=4N≥4×15≥60m3/min 以上1-7条件计算最大值做为掘进工作面实际需风量,所以Q掘取780m3/min,Q开取460m3/min ⑦按风速进行验算: a)验算最小风量 无瓦斯涌出的岩巷: Q开≥60×0.15S开≥60×0.15×7≥63m3/min 有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷: Q掘≥60×0.25S掘≥60×0.25×15≥225m3/min b)验算最大风量验算 Q掘≤60×4S掘≥60×4×15≥3600m3/min Q开≤60×4S开≤60×4×7≤1680m3/min 煤巷断面为15m2,225<780<3600符合风速要求 岩巷断面为7m2,63<460<1680符合风速要求 目前,南翼布置3个综掘工作面及1个开拓工作面,故∑Q硐=3×780+1×460=2800m3/min ⑷井下硐室的需风量 井底水仓60m3/min、500移变60m3/min、3#瓦斯抽放泵站100m3/min,合计风量为220m3/min,即∑Q硐=220m3/min。 ⑸井下其他巷道需风量 其它巷道用的需风量,应根据各巷道瓦斯涌出量和风速分别计算。 采用其最大之和。 ①按瓦斯涌出量计算 Q其i=200×q其i×K其通 式中q其i——其它某一用风巷道最大绝对瓦斯涌量,m3/min。 根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出最大风排瓦斯量取0.15m3/min; K其通——其它某一巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.2~1.3。 根据2012年4月份正常生产日最大风排瓦斯量与4月份平均风排瓦斯量的比值为1.2。 200——按其它巷道中回风流瓦斯的浓度不应超0.5%所换算的常数。 Q其i=200×q其i×K其通 =200×0.15×1.2 =36m3/min ②按风速验算 Q其i≥60×0.15S其i ≥60×0.15×13 ≥117m3/min 以上1-2条件计算最大值做为其它巷道的实际需风量。 所以: ∑Q其它=117m3/min ⑹正珠煤业南翼的需风量 Q南=∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它 Q南=992+2785+220+496+117=4625m3/min 南翼实际进风为5572m3/min,矿井通风需风系数按规定取1.2 4625×1.2=5550m3/min<5572m3/min 目前,正珠煤业南翼通风系统能保证各用风地点的风量稳定、可靠。 2、北翼需要风量核算 ⑴采煤工作面需风量 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、人员等分别进行计算,然后取其中最大值。 ①按气象条件计算 Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K采面长 式中V采——采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表5中选取m/s; S采——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,m2; K采高——采煤工作面采高调整系数,具体取值见表6; K采面长——采煤工作面长度调整系数,见表7; 70%——有效通风断面系数; 60——为单位换算产生的系数 Q采=60×70%×1.0×4.81×1.0×1.1=222m3/min 表5采煤工作面进风流气温与对应风速 采煤工作面空气温度(℃) 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6K采高—采煤工作面采高调整系数表 采高(m) <2.0 2.0~2.5 ﹥2.5及放顶煤面 系数(K采高) 1.0 1.1 1.2 表7K采面长—采煤工作面长度调整系数表 采煤工作面长度/(m) 长度调整系数(K采面长) <15 0.8 15~80 0.8~0.9 80~120 1.0 120~150 1.1 150~180 1.2 >180 1.30~1.40 ②按瓦斯涌出量计算 Q采=125×q采×KCH4 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最大绝对瓦斯涌出量,m3/min。 根据2012年1—4月份瓦斯日报表及测风报表数据计算出最大风排瓦斯涌出量为4.33m3/min; ——采面瓦斯涌出不均衡通风系数(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瓦斯绝对涌出量的比值)。 根据2012年4月份正常生产日最大风排瓦斯量与4月份平均风排瓦斯量的比值为1.5。 125——按采煤工作面回风流
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