山西蒲县华胜配风方案.docx
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山西蒲县华胜配风方案
为了加强“一通三防”管理工作,严格按国家安全生产监督管理部门安监总煤矿研究院[2005]42号文件规定进行科学配风。
确保井下采掘工作面和其它地点的配风量能满足生产安全的需要,坚持以风定产,杜绝超通风能力生产,防止瓦斯,煤尘等重大事故的发生,结合我矿实际情况,特制定如下配风方案:
一、矿井通风系统概况:
山西蒲县华胜煤业有限公司现为90万吨/年基建矿井,通风方式为中央并列式,通风方法为机械抽出式,主备通风机型号为FBCDZ-N017,功率为2×55KW,吸风量为1680-3720m3/min,风压为702-2600Pa。
二、基建现状:
我公司现有一主立井(回风),一主斜井(进风),一副斜井(进风)现井下施工地点为开拓运输巷,此处作业地点采用局扇供风,且双风机双电源并能够自动切换,两台局扇型号为FBDNO6功率为2×15KW风量:
220-370m3/min。
中央水泵房、中央变电所、消防材料库、主水仓、副水仓的风量包括在总进风风量内。
层级及编号
辅助运输大巷
带式输送机大巷
回风大巷
3101
回风巷
主水仓
副水仓
3101运输巷
南正巷
工作面类型
综掘
综掘
综掘
综掘
炮掘
炮掘
炮掘
排水点
巷道断面(m2)
13.8
9.6
13.8
12
11.14
11.14
15.8
5.6
局扇型号
FBDNO6.3
FBDNO5.6
FBDNO5.6
BSDF-6/2×30
FBDNO5.6
FBDNO6.3
FBDNO5.6
FBDNO4.5
局扇功率(kw)
2×22
2×11
2×11
2×30
2×11
2×22
2×11
2×5.5
风筒直径(mm)
600
600
600
800
600
600
600
600
局扇吸风量(m3/min)
390
260
280
420
260
350
166
180
回风流瓦斯最高浓度(%)
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
是否实现双风机双电源自动切换
是
是
是
是
是
是
是
是
三、采掘工作面和其它地点的风量、风速、温度、湿度的要求:
1、瓦斯
⑴矿井总回风流和一翼回风流中的瓦斯浓度不得超过0.7%。
⑵采掘工作面回风的瓦斯浓度不得超过1%,采掘工作面的瓦斯浓度不得超过1.5%,
2、温度
⑴采掘工作面的温度≤26℃。
2机电硐室的温度≤30℃。
3、风速
1主进回风巷V≤8m/s。
2采区进回风巷V≤6m/s。
3采煤工作面,掘进中的煤巷和半煤岩巷0.25≤V≤4m/s。
4掘进中的岩巷0.15≤V≤4m/s。
5其它通风的行人巷道V≥0.15m/s。
4、局部通风机要求
无循环风,供给局部通风机的风量务必大于局部通风机的最大吸风量,且局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速,岩巷:
0.15≤V≤4m/s,煤巷和半煤岩巷:
0.25≤V≤4m/s.
四、风量分配原则:
(1)、采掘工作面配风,根据计算所需风量考虑,漏风、生产不均等或比例分配。
(2)、硐室及其它地点按经验数据以及断面允许最低风速计算结果配风。
五、采掘工作面和其它硐室配风量的计算:
(一)、开拓运输巷掘进工作面需要风量,应按瓦斯绝对涌出量和爆破后有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算。
①开拓运输巷掘进工作面需风量计算
(1)按照瓦斯绝对涌出量计算需要风量
Q掘=100×q采×k采=100×0.43×1=43m3/min(1-1)
式中:
Q掘——掘进工作面实际需要风量,m3/min;
Q掘——掘进工作面回风巷风流中瓦斯(或二氧化碳)日平均绝对涌出量(正常生产条件下,连续观测1个月,取月平均日瓦斯绝对涌出量),取0.43m3/min(详见2008年度瓦斯等级鉴定批复文件);
K掘——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数,取1。
(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大瓦斯绝对涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。
100——掘进工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
按二氧化碳或其它有害气体的绝对涌出量计算需要风量,根据《煤矿安全规程》规定,按掘进工作面回风流中不同有害气体的允许浓度并参照按瓦斯绝对涌出量的计算方法执行。
(2)按照风速、温度计算掘进工作面需要风量
Q掘=60×V掘×S掘max×K温=180m3/min(1-2)
式中:
V掘——局部通风机供风巷道内最低允许风速,取0.25m/s,(岩巷V掘≥0.15m/s,煤巷和半煤岩巷V掘≥0.25m/s);
S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积(掘进工作面因出现断层、高冒、地质构造造成巷道断面积增大的除外),取12m2;
K温——局部通风机供风巷道空气温度调整系数,取1(见表4);
表4
掘进工作面空气温度(℃)
配风调整系数K温
<20
1.00
20~23
1.00~1.10
23~26
1.10~1.25
26~28
1.25~1.4
28~30
1.4~1.6
K温——掘进工作面空气温度调整系数
(3)、按最多工作人数计算:
Q掘=4N=4×7=28
/min
式中:
4——每人供风不小于4
/min
N——掘进工作面同时作业人数
(4)、按一次起爆炸药量计算:
Q掘=25A=25×2.4=60
/min
式中:
25——每千克炸药供风量不小于25
/min
A——一次起爆所需炸药量,取2.4Kg
(5)、按风速要求进行验算:
按煤巷最低风速要求0.25m/s进行验算:
Q掘≥60V低S掘max
180=0.25×60×12=180m3/min
按煤巷最高风速要求4m/s进行验算:
Q掘≤60V高S掘min
180<4×60×12=2880m3/min
式中:
S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积,m2;
S掘min——局部通风机供风巷道的最小净断面积,m2。
V低——煤巷最低风速要求,为0.25m/s
V高——煤巷最高风速要求,为4m/s
60——转换系数
所以开拓运输巷掘进工作面需风量为180m3/min
②局部通风机的选型
(1)局部通风机工作风量计算
Q扇=Q掘×P=180×1.11=200m3/min(1-3)
式中:
Q扇——局部通风机工作风量,m3/min;
Q掘——掘进工作面需要风量,经计算为200m3/min;
P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数,柔性风筒应按下式计算:
P=1/(1-nL接)=1.11
n——风筒接头数;取50,设计掘进长度为500米,每节风筒长10米,共需50节风筒。
L接——一个接头漏风率,反压边连接时,L接=0.002。
(2)局部通风机工作风压计算
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机工作风压值:
hft=Rp×Q扇×Q掘=239.1×180×200÷60÷60=2391Pa(1-4)
式中:
Rp——压入式风筒的总风阻,N.S2/m8;风筒风阻是由摩擦风阻、局部风阻组成,其大小取决于风筒的直径、接头方式、风筒总长度、风压、单节风筒长度、风筒的材质等,按公式(1-5)计算。
hft——压入式局部通风机全风压,Pa;
Rp=6.5α×L/(d5)+(n×ζj0+∑ζbei+ζin)×[ρ/(2s2)]=239.1(1-5)
α——风筒摩擦阻力系数(参见表5),取0.0041N.S2/m4;
L——风筒长度,取500m;
d——风筒直径,取0.6m;
ρ——空气密度,取1.071kg/m3;
s——风筒断面积,取0.2826m2;
n——风筒接头个数,取50个;
ζj0——风筒接头局部阻力系数,取0.15(见表5);
ζbei——风筒拐弯局部阻力系数,取1.25(见表6);
ζin——风筒入口局部阻力系数,入口处已修圆,取ζin=0.1;
表5胶质风筒α、ζj0选用范围参考表
风筒直径
(mm)
摩擦阻力系数α(N.S2/m4)
接头局部阻力系数ζj0
备注
300
0.0053
0.15
接头为插接、反边接头
400
0.0049
0.15
500
0.0045
0.15~0.13
600
0.0041
0.15~0.13
700
0.0038
0.13~0.09
800
0.0032
0.13~0.09
1000
0.0029
0.13~0.09
表6胶质风筒拐弯局部阻力系数参考表
拐弯角度
ζbei
20°
0.18
40°
0.4
60°
0.062
80°
1.0
90°
1.25
100°
1.55
(3)选择合适的局部通风机
局部通风机需风量为200m3/min,需风压为2391Pa,选择的局部通风机为FBD15KW×2,风机铭牌显示风量为220~370m3/min,风压为300~4700Pa,能够满足要求。
(4)根据所选用局部通风机型号,确定局部通风机的工作风量,为保证掘进工作面风量满足要求,选取局部通风机工作风量的最大值为370m3/min,
③局部通风机安装处巷道全风压供风量的计算:
Q掘全=Q扇实+60×V安×S安=955(m3/min)(2-6)
式中:
Q掘全——局部通风机安装处巷道的全风压供风量,m3/min;
Q扇实——安装在同一地点的局部通风机实际工作风量,取370m3/min。
V安——局部通风机吸入口至局部通风机供风巷回风口之间的风速,根据《采矿工程设计手册》、公司(2009)2号文件要求:
炮掘面用风按适宜风速不小于1.5m/s配风,取1.5m/s,安装局部通风机的巷道中的风量,除了满足局部通风机的吸风量而外,还应保证局部通风机吸入口至局部通风机供风巷回风口之间的风速不低于0.25m/s,以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞,造成瓦斯积聚(岩巷取≥0.15m/s、煤巷和半煤巷取≥0.25m/s);
S安——局部通风机吸入口至局部通风机供风巷道回风口之间的巷道断面,取6.5m2。
④按风速要求进行验算:
按煤巷最低风速要求0.25m/s进行验算:
Q掘≥0.25S掘
955>0.25×60×6.5=97.5m3/min
按岩巷最高风速要求4m/s进行验算:
Q掘≤240S掘
955<4×60×6.5=1560m3/min
式中:
Q掘——掘进工作面计划风量,m3/min
S掘——安装局部通风机的巷道断面,m2
根据以上计算开拓运输巷掘进工作面风机前需配风量为955m3/min。
二、硐室及其它地点应配风量计算:
1、主运输大巷皮带机头
a、按最多工作人数计算
Q主皮带机头=4N
=4×7=28m3/min
式中:
Q主皮带机头——主运输大巷皮带机头巷所需风量,m3/min;
4——每人每分钟所需风量,m3/min;
N——同时工作最多人数,取7人。
b、按瓦斯涌出量计算:
Q主皮带机头=100×q×K
=100×0.43×1
=43m3/min
式中:
Q主皮带机头——主皮带机头巷所需风量,m3/min;
q——瓦斯绝对涌出量,m3/min;(详见瓦斯等级鉴定报告)
K——瓦斯涌出不均匀系数
c、按巷道断面及《规程》规定允许最低风速要求计算:
Q主皮带机头=60×V×S=60×0.15×7.6
=69m3/min
式中:
Q主皮带机头——主皮带机头巷所需风量,m3/min;
60——单位换算系数
V——主皮带机头巷允许的最低风速,m/s;由于是砌碹巷道,取0.15m/s
S——主皮带机头巷平均断面,m2,取7.6m2
根据计算,主皮带机头所需风量为69m3/min
2、主斜井机尾
a、按最多工作人数计算
Q主斜井机尾=4N
=4×2=8m3/min
式中:
Q主斜井机尾——主斜井机尾所需风量,m3/min;
4——每人每分钟所需风量,m3/min;
N——同时工作最多人数,取4人。
b、按瓦斯涌出量计算:
Q主斜井机尾=100×q×K
=100×0.43×1
=43m3/min
式中:
Q主斜井机尾——主斜井机尾所需风量,m3/min;
q——瓦斯绝对涌出量,m3/min;(详见瓦斯等级鉴定报告)
K——瓦斯涌出不均匀系数
c、按巷道断面及《规程》规定允许最低风速要求计算:
Q主斜井机尾=60×V×S=60×0.15×12.2
=110m3/min
式中:
Q主斜井机尾——主斜井机尾所需风量,m3/min;
60——单位换算系数
V——主斜井机尾允许的最低风速,m/s;由于是砌碹巷道,取0.15m/s
S——主斜井机尾平均断面,m2,取12.2m2
根据计算,主斜井机尾所需风量为110m3/min
3、副斜井
a、按最多工作人数计算
Q副=4N
=4×40=160m3/min
式中:
Q副——副斜井所需风量,m3/min;
4——每人每分钟所需风量,m3/min;
N——同时工作最多人数,取40人。
b、按瓦斯涌出量计算:
Q副=100×q×K
=100×0.43×1
=43m3/min
式中:
Q副——副斜井所需风量,m3/min;
q——瓦斯绝对涌出量,m3/min;(详见瓦斯等级鉴定报告)
K——瓦斯涌出不均匀系数
c、按巷道断面及《规程》规定允许最低风速要求计算:
Q副=60×V×S=60×0.25×14.7
=221m3/min
式中:
Q副——副斜井所需风量,m3/min;
60——单位换算系数
V——副斜井允许的最低风速,m/s;取0.25m/s
S——副斜井平均断面,m2,取14.7m2
根据计算,副斜井所需风量为221m3/min
4、水泵房、主水仓、副水仓、中央变电室、消防材料库、开拓变电站根据山西省地方煤矿配风标准,井下硐室配风量为40-80m3/min,各取60m3/min为水泵房、主水仓、副水仓、中央变电室、消防材料库的需风量.
(三)、说明:
主皮带机头,水泵房,中央变电室,主水仓,副水仓,消防材料库,开拓变电所所经风量最后进入5#煤层主皮带进风巷,其进风量包括在总进风巷风量内。
Q总=(Q掘+Q副)×K矿
=(955+221)×1.25
=1176×1.25
=1470m3/min
式中:
Q总——全矿井总需风量m3/min;
∑Q掘——所有掘进工作面需风量m3/min;
K矿——矿井通风系数,规定1.15-1.25.
六.风量分配方法:
矿井现风机单电机启动经实际测风得知为:
总进风量为m3/min,总回风量为:
m3/min由于现井下只有一个掘进工作面,各个硐室都在主进风巷进风侧,其进风量包括在总进风巷风量里,所以风量分配较为单一
七、具体配风情况及风速验算
(1)根据2009年月日井下实测风量,具体配风情况如下:
1.主斜井:
需风量为955m3/min,实配风量为m3/min
2中央变电室:
需风量为60m3/min,实配风量为m3/min
3水泵房:
所需风量为60m3/min,实配风量为m3/min
4主水仓:
所需风量为60m3/min,实配风量为m3/min
5副水仓:
所需风量为60m3/min,实配风量为m3/min
6消防材料库:
所需风量为60m3/min,实配风量为m3/min
7主皮带机头:
所需风量为69m3/min,实配风量为m3/min
8主斜井机尾:
所需风量110m3/min,实配风量为m3/min
9开拓运输巷掘进工作面局部通风机处:
所需风量955m3/min,实配风量为m3/min
10副斜井:
所需风量221m3/min,实配风量为m3/min
11开拓变电所:
所需风量60m3/min,实配风量为m3/min
(2)根据风速验算各条巷实测风速是否符合要求。
1.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
2.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
3.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
4.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
5.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
6.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
7.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
8.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
9.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
10.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
11.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
12.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
13.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
14.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
15.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
16.:
V=Q/S=(/60)/=m/s
根据以上计算与风速验算,现我矿风量分配符合《规程》规定。
八.自我评价:
现井下实际供风量为:
总进风量为m3/min,总回风量
为m3/min,有效风量为m3/min,有效风量率为%。
足以满足通风要求,且我矿主副斜井联络巷设两道正反风门,并且严密不漏风;副斜井回风巷设两道能够调节风量的调节风窗,保证副斜井风量满足需求;主要回风巷安装两道调节风门,及时调整开拓运输巷掘进工作面的风量变化,所有通风设施坚固可靠,并能够稳定调节风量,确保通风可靠、风量充足、稳定。
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