谢石盘通风能力核定报告.docx
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谢石盘通风能力核定报告
犍为县谢石盘煤矿
通风能力核定报告
二0一七年元月
会审签名表
会审单位及人员签字
生产技术科:
年月日
调度室:
年月日
机电科:
年月日
安监科:
年月日
通风科:
年月日
机电矿长:
年月日
安全矿长:
年月日
生产矿长:
年月日
总工程师:
年月日
矿长:
年月日
目录
第一章矿井概况-1-
一、矿井概况-1-
二、井田位置及范围-1-
三、矿井开拓情况-3-
四、通风系统-4-
五、主要通风机情况-4-
六、瓦斯与二氧化碳情况-5-
七、瓦斯抽放情况-5-
八、安全监测监控系统-5-
九、煤质自燃倾向性及爆炸性-5-
第二章矿井需要风量计算-6-
一、矿井通风能力核定方法的选择-6-
二、矿井需要风量计算-6-
三、矿井总风量-15-
第三章矿井通风能力核算-16-
一、30万t/a以下矿井计算方法-16-
第四章矿井通风能力验证-18-
一、矿井主要通风机性能验证-18-
二、通风网络能力验证-18-
三、用风地点有效风量验证-18-
四、稀释瓦斯能力验证-18-
五、问题及建议-19-
第一章矿井概况
一、矿井概况
犍为县谢石盘煤矿属有私营合伙企业,1998年建成投产,矿井原设计生产能力为1万t/a,2012年技改后生产能力为9万t/a,2016年核定生产能力15万t/a。
见《四川省安全生产监督管理局关于犍为县生产能力核定核定确认审定的函》[川安监(2016)340号文件],
二、井田位置及范围
谢石盘煤矿位于犍为县城335°方向,平距约7Km,行政区划属犍为县塘坝乡管辖,地理坐标:
东经103°51′20″~103°52′34″,北纬29°12′57″~29°14′13″。
矿区外围北东550m有犍为~石板溪公路自南东往北西通过,矿区主井口与之相连,至犍为约7km,至乐山约58km。
交通甚为方便。
矿区之北西相距2.5km有邻区嘉阳煤矿,矿区之北70m邻区煤矿为塘房沟煤矿(已经关闭),矿区东部邻区煤矿为双发煤矿。
详见图1-1-1。
我矿东邻犍为县双发煤矿,西邻犍为县吉达煤矿,北邻四川嘉阳集团有限责任公司(嘉阳煤矿),相互无矿权重叠及纠纷。
矿井批准开采K7、K6煤层;开采深度:
+385m~+300m,矿区范围由8个拐点圈闭,矿区面积:
6.429Km2,有效期限:
自2012年6月18日至2022年6月18日。
现煤矿开采K7煤层(K6煤层暂未布置生产回采系统)。
煤矿矿区范围拐点坐标表(80坐标系)
拐点号
X
Y
备注
1
3235927.00
35388685.00
2
3236103.00
35390417.00
3
3235734.00
35390610.00
4
3235395.00
35390630.00
5
3233797.00
35389628.00
6
3233792.00
35388690.00
7
3233706.00
35387310.00
8
3235803.00
35387282.00
三、矿井开拓情况
本矿井为15万吨/年生产矿井。
矿井开拓方式为平硐+暗斜井开拓,开采范围由8个拐点坐标圈定,矿区面积:
6.429Km2,,可开采K6、K7煤层,开采标高+385~+287m。
矿井采用平硐+斜井开拓,有出露地面的四个井筒。
水平划分为+290m(一水平)、+350m(二水平)、+360m(三水平)三个水平,其中一、二水平已经结采,±350m为生产水平(三水平),目前三水平有四个带区,布置有2个采煤工作面:
3212工作面、3116工作面;4个掘进工作面:
3112运输巷、3112回风巷、3220回风巷、3120运输巷。
犍为县谢石盘煤矿开拓已经全部完成,现生产采区为一带区、二带区,三带区、四带区。
各带区的通风、排水、运输等系统完整可靠。
矿山主要井口坐标一览表
井口
名称
井口坐标
井筒方位(°)
X
Y
H(m)
行人井口
3236442.261
35390382.839
383.359
190
副井口
3236457.181
35390458.907
374.209
353
主斜井口
3236480.932
35390490.624
363.115
193
风井口
3234888.962
35388197.584
555.370
71
四、通风系统
矿井通风方式为中央分列式,通风机工作方式为抽出式,2个进风井(+383.8m行人井、+375.1m皮带井),一个回风井(+552.68m总回风斜井)。
本次进行通风能力核定时矿井的通风路线:
行人平硐(皮带平硐)→行人巷(皮带巷)→三水平暗斜井→+365m运输大巷→3212(3116)对拉工作面运输巷→3210SN(3116EW)采煤工作面→3210(3116))回风巷→三水平回风巷→总回风斜井→地面。
五、主要通风机情况
主要通风机型号:
FBCDZ№15型防爆对旋式轴流式通风机,
主要通风机性能参数表
型号
FBCDZ№15/2×55KW2台(1用1备)
风量
15.2~43.7m3/s
静压
950~2175Pa
功率
2×55Kw
叶片角度
(设计点0°):
10°/15°
转速
980r/min
电压
380\660V
电流
140A
变频范围
30~50Hz
目前,实际主要通风机叶片安装角度0°/10°,矿井总进风2300m3/min,总回风2350m3/min,有效风量率87%,负压560Pa,等级孔1.93m2,总回风巷瓦斯浓度0.10%,CO2为0.06%。
矿井通风难易程度为容易
六、瓦斯与二氧化碳情况
矿井为低瓦斯矿井。
矿井生产过程中,未出现瓦斯危害。
2016年矿井瓦斯等级鉴定结果:
矿井相对瓦斯涌出量为7.763m³/t,绝对瓦斯涌出量为2.318m³/min;相对二氧化碳涌出量为5.36m³/t,绝对二氧化碳涌出量为1.055m³/min。
七、瓦斯抽放情况
根据矿井瓦斯等级鉴定批复,确定该矿为低瓦斯矿井。
目前用通风方法可以合理解决瓦斯问题,故未设置瓦斯抽排系统。
八、安全监测监控系统
本矿现有一套KJ101N型安全监控系统和一套KJ349型井下人员定位系统,2套系统均已通过国家的安全认证,具有煤安标志且井下设备属于本质安全型,可实现监测各种模拟量和开关量的参数,能对各种超限参数进行报警并完成相应的闭锁功能。
九、煤质自燃倾向性及爆炸性
根据四川省煤炭产品质量监督检验站2012年9月提交的检测报告,谢石盘煤矿开采的K7煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级,为不易自燃煤层,煤尘均无爆炸危险性。
(详见鉴定报告)
第二章矿井需要风量计算
本次矿井通风能力核定,依据《煤矿通风能力核定标准》(AQ1056—2008)进行。
一、矿井通风能力核定方法的选择
矿井通风能力核定有总体核算法和由里向外核算法两种方法计算。
总体核算法适用产量在30万t/a以下矿井使用,由里向外核算法适用产量在30万t/a及以上矿井使用。
为此,本次矿井通风能力核定选择总体核算方法进行。
二、矿井需要风量计算
根据国家安全生产监督管理总局发布的《煤矿通风能力核定标准》(AQ1056-2008)的要求,按照下列公式核定通风能力。
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K矿通(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、开、硐室地点以外其他巷道需要风
量的总和;m3/min
K矿通----矿井通风系数(抽出式K矿通=1.15)。
(一)采煤工作面需要风量计算
1)按工作面气象条件选择适宜的风速计算:
Q采=60·70%·V采温·S采·K采高·K采面长(m3/min)
Q=60×0.7×1.4×1.0×3.15×1.0×1.0
=185.22m3/min
式中:
Q采——采煤工作面实际需要的风量,m3/min;
V采温——采煤工作面风速,风速取1.4m/s;
S采——采煤工作面的平均有效断面,按最大和最小有效断面的平均值计算控顶,㎡;
按最大、最小控顶距的平均值计算为:
[(3.0+4.0)/2]×0.90=3.15m2;
K采高——采煤工作面采高调整系数,采高为0.9,取1.0;
K采面长——采煤工作面长度调整系数,工作面长度80m,取1.0;
70%——有效通风断面系数。
K温——回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度(℃)
采煤工作面风速(m/s)
<20
1.0
20~23
1.0~1.5
23~26
1.5~1.8
K采高——回采工作面采高调整系数
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
K采面长——回采工作面长度调整系数
采煤工作面长度/m
长度风量调整系数
<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
根据《煤矿安全规程》规定,按回采工作面回风流中瓦斯的浓度不超过1%的要求计算:
Q采=100qch4×K采通(m3/min)
式中:
100—按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数;
qch4----工作面瓦斯绝对涌出量,回采工作面平均绝对CH4涌出量为0.54m3/min;
K采通----工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取2。
Q采=100qch4×K采通
=100×0.54×2
=108m3/min
3)按照二氧化碳涌出量计算
Q采=67qco2×k采通(m3/min)
式中:
qco2—工作面绝对二氧化碳涌出量,回采工作面平均绝对CO2涌出量为0.32m3/min;
k采通—工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,取1.2;
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。
Q采=67qco2×k采通
=67×0.32×1.2
=25.73m3/min
4)按炸药量计算
a)一级煤矿许用炸药
Q采≥25A采
b)二、三级煤矿许用炸药
Q采≥10A采
式中:
A采—采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg。
Q采=25x6
=150m3/min
5)按采煤工作面同时作业人数计算需要风量
Q采≥4N(m3/min)
式中:
N——工作面最多人数,取24人。
Q采=4×10=96m3/min
6)按风速进行验算
取上述结果的取大值,Q采取185.22m3/min。
60×0.25S 式中: S——工作面最大和最小断面积的平均值,3.6m2、2.7m2 按最低风速验算: Q采≥60×0.25×3.6=54m3/min 按最高风速验算: Q采≤60×4×2.7=648m3/min 经验算Q采=185.22m3/min符合规定,我矿采煤工作面为对拉采面,现我矿共有2个对拉采煤工作面,1个备用采煤工作面。 故 ∑Q采=2×2×185.22m3+2×0.5×185.22m3/min=926.1m3/min。 (二)掘进工作面需要风量计算 每个掘进工作面实际需要风量,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=100·q掘·k掘通(m3/min) 式中: q掘—掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量,掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量为0.12m3/min; k掘通—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.8; 100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。 Q掘=100·q掘·K掘通 =100×0.12×1.8 =21.6m3/min 2)按照二氧化碳涌出量计算 Q掘=67q掘×k掘通(m3/min) 式中: q掘—掘进工作面平均绝对二氧化碳涌出量,掘进工作面平均绝对CO2涌出量为0.12m3/min; k掘通—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,取1.2; 67—按掘进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。 Q掘=67q掘×k掘通 =67×0.12×1.2 =9.648m3/min 3)按炸药量计算 a)一级煤矿许用炸药 Q掘≥25A掘(m3/min) b)二、三级煤矿许用炸药 Q掘≥10A掘(m3/min) 式中: A掘—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg。 取10.2kg Q掘=10x10.2 =102m3/min 4)按局部通风机实际吸风量计算 掘进巷为半煤巷: Q掘=Q扇×I+60×0.25S(m3/min) 式中: Q掘—掘进工作面实际需要的风量m3/min; Q扇—局部通风机实际吸风量160-240m3/min; I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数1台; 0.25—有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷允许的最低风速; S—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积。 故: Q掘=Q扇×I+60×0.25S =160×1+(60×0.25×6) =250m3/min 5)按工作人员数量计算 Q掘≥4N(m3/min) 式中: N—掘进工作面同时工作的最多人数8人(交接班时); 4—每人需风量m3/min。 故: Q掘=4×8 =32m3/min 6)按风速进行验算 取上述结果的取大值,Q掘取250m3/min。 60×0.25S 式中: S——掘进工作面净断面积,取6.76m2。 60×0.25×6 90m3/min 故: 掘进面的全风压实际需风量为250m3/min。 我矿现有4个掘进工作面,故 ∑Q掘=250×4=1000m3/min。 (三)井下硐室需要风量计算 Q硐=3600×ΣW×θ/(ρ×Cρ×60×Δt)(m3/min) 式中: Q硐—机电硐室供风量,m3/min; ΣW—机电硐室中运转的电动机(或变压器)总功率(按全年中最大值计算),kw; θ—机电硐室发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转的实际发热量转换为相当于电器设备容量作无用功的系数确定,也可按查表,变电所为Q=0.02—0.04; ρ—空气密度,一般取ρ=1.2kg/m3; Cρ—空气的定压热,一般可取Cρ=1.000KJ/kg×k; Δt—机电硐室进回风流的温度差,取5℃; 3600—热功当量1kwh=3600KJ。 Q硐=3600×500×0.04/(1.2×1×60×5) =100m3/min(60) 机电硐室发热系数(θ)表 机电硐室名称 发热系数 空气压缩机房 0.20~0.23 水泵房 0.01~0.03 变电所、绞车房 0.02~0.04 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;采区小型机电硐室,按经验值确定需要风量;选取硐室风量,应保证机电硐室温度不超过30℃,其他硐室温度不超过26℃。 我矿目前有独立供风的机电硐室或配电点3个,即: 水泵房、3210配电房、3116采煤配电点。 ∑Q硐室=3×60=300m3/min (四)其他用风巷道实际需风量计算 1)按瓦斯涌出量计算 Q=133qrg×Krg(m³/min) 式中: qrg—其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量,m³/min; Krg—其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.2~1.3; 133—其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。 2)按风速验算 Qrc≥60×0.15Src(m³/min) 式中: Qrc—一般用风巷道实际需要风量,m³/min; Src—一般用风巷道净断面积,㎡; 0.15—一般巷道允许的最低风速,m/s; 其他用风巷道计算结果见下表 其他巷道用风量表 序号 巷道 名称 瓦斯涌出量 m³/min 巷道断面 ㎡ 风量 m³/min 备注 1 +1163m集中运输巷 0 10.5 94.5 2 轨道上山 0 4.5 40.5 3 +1163mB9运输巷 0 5.5 49.5 合计 184.5 三、矿井总风量 将采、掘、硐室、其它的风量数据代入计算公式,得: Q矿=(∑Q采+∑Q掘+∑Q备+∑Q硐+∑Q其它)×K矿通 =(176.4+500+180+184.5)×1.15 =1197m3/min 式中: ∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和,800m3/min; ∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和,1000m3/min; ∑Q硐——井下硐室实际需要风量的总和,300m3/min; ∑Q其他——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他井巷需风量的总和,184.5m3/min; K矿通——矿井通风系数,抽出式取1.15~1.20。 第三章矿井通风能力核算 一、30万t/a以下矿井计算方法 1)计算公式(适用于低瓦斯矿井) Apc=330×10-4×(Qai÷qra×Kva)(万t/a) 式中: Apc—矿井初步计算的通风能力,万t/a; Qai—矿井总进风量,m3/min,矿井实际进风量应满足矿井的总需要风量,按核定时矿井总进风量计算; qra—平均日产吨煤需要的风量,m3/t·min; kva—低瓦斯矿井通风能力系数; 330—矿井年工作日。 Apc=330×10-4×(1350/2.5×1.3) =12.5万t/a 2)平均日产吨煤需要风量的计算 qra=Qra/A(m³/t·min) 式中: Qra—矿井上年度实际需要风量,m3/min; A—矿井上年度平均日产煤量,t。 a)参数选取和计算时,首先应对上年度矿井供风量的安全、合理、经济性进行认真分析与评价,对上年度生产安排的合理性进行必要的分析与评价,对串联和瓦斯超限等因素掩盖的吨煤供风量不足要加以修正,并应考虑近3年矿井生产情况和通风系统的变化,取其合理值;如果由于地质构造、煤层赋存条件发生变化,或技术改造移交时间短,或采煤工艺变化(如由分层开采变为一次采全高),或采煤机械化程度变化(如由炮采变为机采),生产变化很大时,可以用生产变化后核定前三个月的矿井实际产量和矿井实际需要风量,计算平均日产吨煤需要的风量。 b)矿井上年度因风量不足发生通防事故的,平均日产吨煤需要的风量增加10%~20%。 qra=1350÷540=2.5m³/t·min 3)k能—矿井通风能力系数选取 矿井通风能力系数取1.30~1.50。 当矿井等积孔小于1m2时,k取1.50;矿井等积孔小于2m2且大于1m2时,k取1.40;矿井等积孔大于2m2时,k取1.30。 4)能力确定 矿井通风系统生产能力实际为12.5万吨,核定矿井通风系统生产能力为12万吨,满足9万t/a生产能力。 第四章矿井通风能力验证 一、矿井主要通风机性能验证 矿井主要通风机型号为FBCDZ№15型对旋轴流式通风机,配套电机为YBFe315S-6型电机(N=2×55kWn=980r/min)。 其中1台工作,1台备用,每台风机配2台电动机。 每台风机的主要参数为: 风量22.2m3/s~58m3/s,负压范围700Pa~2600Pa。 与风机配套的电机选用YBFe315S-6型防爆电机,其主要参数为: N=75kWU=380/660Vn=980r/min 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应处于安全、稳定、可靠、合理的范围内,能够满足矿井安全生产的需要。 二、通风网络能力验证 矿井通风网络符合《煤矿安全规程》,采掘工作面通风系统完善、合理,不存在不符合规定的角联通风、扩散通风、采空区通风等。 通风网络能力能够满足生产安全和要求。 利用矿井通风阻力测定的结果对矿井通风网络进行验证,验证通风阻力与主要通风机性能相匹配,能否满足安全生产实际需要。 三、用风地点有效风量验证 矿井有效风量率不低于85%,矿井内各用风地点的有效风量满足需要风量,井巷中风流速度、温度符合《煤矿安全规程》规定。 四、稀释瓦斯能力验证 矿井绝对瓦斯涌出量为0.61m3/min,矿井总供风量为1215m3/min,则此时矿井瓦斯浓度为0.61/1215=0.05%<0.75%,符合《煤矿安全规程》要求,另外从矿井实际瓦斯检查结果看,正常供风的情况下,未出现瓦斯超限现象。 五、问题及建议 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)回风井口防爆门、风门、风道必须封闭严密,现有通过采空区一侧的总回风巷应对巷道严密封闭,防止漏风。 (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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