汤运涛 201份配风计划.docx
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汤运涛201份配风计划
风量分配计划
一、矿井当月生产接续安排
根据矿井生产作业计划,当月矿井生产接续安排如下:
采煤工作面:
2902回采工作面;2612回采工作面;
2309回撤工作面;2604备用工作面;
掘进工作面:
1、2801下巷底板抽放巷(岩巷);
2、2803下巷底板抽放巷(岩巷);
3、29采区南翼瓦斯探巷(煤巷);
4、2906下巷里段(煤巷);
二、采煤工作面风量计算
2902回采工作面风量计算
1.按照瓦斯涌出量计算
根据《煤矿安全规程》规定,采煤工作面回风巷风流中甲烷浓度不超过1.0%的要求,按下式计算:
Q1=100×q采×KCH4=100×0.24×1.6=38.4m³/min
式中Q1—采煤工作面需风量,m³/min;
100—按采煤工作面回风流中甲烷浓度不超过1.0%的换算系数;
q采—采煤工作面瓦斯的平均绝对涌出量,参照2507下综采工作面2010年瓦斯等级鉴定资料,生产期间瓦斯涌出量,取0.24m³/min;
KCH4—采煤工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,机采工作面KCH4=1.2~1.6,本工作面取1.6。
2.按照二氧化碳涌出量计算
Q2=67×QCO2·KCO2=67×0.67×1.7=76.31m³/min
式中Q2—采煤工作面需风量,m3/min;
QCO2—采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,参照2507下综采工作面生产期间二氧化碳涌出量,取0.67m3/min;
KCO2—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,取1.7;
67—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的换算系数。
3.按照工作面气象条件计算
按照工作面空气温度23℃,对应适宜风速取1.1m/s计算
Q3=Q基本×K采高×K采面长×K温=465.2×1.5×1.4×1.0=976.92m³/min
式中Q2—采煤工作面需风量,m³/min;
Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量,m³/min;
Q基本=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速(工作面控顶距平均值取3.814m,工作面实际采高取2.64m,适宜风速取1.1m/s)=60×3.814×2.64×0.7×1.1=465.2m³/min;
K采高—回采工作面采高调整系数,平均煤厚2.64m,取1.5;
K采面长—回采工作面长度调整系数,本工作面平均长度306.5m,取1.4;
K温—回采工作面温度与对应风速调整系数,温度23℃,取1.0。
4.按照工作面最多同时作业人数计算
Q4=4N=4×68=272m3/min
式中Q4—采煤工作面需风量,m3/min;
N—工作面最多同时作业人数,约68人;
4—每人每分钟需要的标准风量,每人4m3/min。
5.按照炸药用量计算
我矿使用安全等级为三级的煤矿许用水胶炸药,按下式计算:
Q5=10A=10×50=500m3/min
式中Q5—采煤工作面需风量;
A—采煤工作面一次爆破的最大炸药用量50kg;
10—三级煤矿许用水胶炸药每千克爆破后需要供给的风量,m3/min。
6.按照矿用防爆型柴油机动力装置需风量计算
Q6=4·ΣP功
式中Q6—采煤工作面需风量,m3/min;
ΣP功—同时运行的最多机车的额定功率之和,kW;
4—配风系数,m3/min·kW。
2902工作面未使用防爆型柴油机动力装置,故无需按照此方法计算风量。
7.按照工作面最低风速计算
Q7=60×0.25×S=60×0.25×10.5=157.5m3/min
式中Q7—采煤工作面需风量;
0.25—巷道风速不得低于0.25m/s;
S—工作面进风巷或回风巷平均断面积,取10.5m²。
8.按照上述公式计算,2902工作面需风量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7中,取最大值作为工作面配风量。
因此2902工作面配风量为976.92m3/min。
9.风速验算
(1)按最低风速验算,工作面的最小风量:
Q采min≥60×Vmin×Smax=60×0.25×7.6=114m³/min
式中Vmin—采煤工作面允许的最低风速,为0.25m/s;
Q采min—采煤工作面允许的最小风量,m³/min;
Smax—工作面最大有效断面积,Smax=工作面最大控顶距×工作面实际采高×70%=4.114×2.64×0.7=7.6m²。
(2)按最高风速验算,工作面的最大风量:
Q采max<60×Vmax×Smin=60×4.0×6.49=1557.6m³/min
式中Vmax—采煤工作面允许的最高风速,为4m/s;
Q采max—采煤工作面允许的最大风量,m³/min;
Smin—工作面最小有效断面积,Smin=工作面最小控顶距×工作面实际采高×70%=3.514×2.64×0.7=6.49m²。
10.确定工作面实际需要风量
根据以上计算可知,Q采min(114)<976.92<Q采max(1557.6),所以本工作面配风量为976.92m3/min。
2612回采工作面风量计算
1.按瓦斯涌出量计算
Q1=100×q采×KCH4=100×2.99×1.6=478.4m³/min
式中Q1—采煤工作面需风量,m³/min;
100—按采煤工作面回风流中甲烷浓度不超过1%的换算系数;
q采—采煤工作面瓦斯的平均绝对涌出量,取临近工作面2610工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量2.99m3/min;
KCH4—采煤工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,机采工作面KCH4=1.2~1.6,本工作面取1.6。
2.按二氧化碳涌出量计算
Q2=67qk=67×1.05×1.6=112.56m³/min
式中Q2—实际需要风量,m³/min;
q采—采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,取临近工作面2610工作面回采期间二氧化碳涌出量为1.05m3/min;
k—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数(1.2~1.6),取1.6;
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。
3.按工作面气象条件计算
Q3=Q基本×K采高×K采面长×K温
=530.54×1.5×1.0×1.3
=1034.6m³/min
式中Q3—采煤工作面需风量,m³/min;
Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量,m³/min,Q基本=工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速×60(工作面控顶距平均值取3.814m,适宜风速1.2m/s)=3.814×2.76×0.7×1.2×60
=530.5426m³/min,取530.54m³/min;
K采高—回采工作面采高调整系数,平均煤厚2.76m,取1.5;
K采面长—回采工作面长度调整系数,本工作面最大长度148.7m,取1.0;
K温—回采工作面温度与对应风速调整系数,温度26~28℃,取1.3。
4.按工作面最多同时作业人数计算
Q4=4N=4×70=280m3/min
式中Q4—采煤工作面需风量,m3/min;
N—工作面最多同时作业人数,约70人;
4—每人每分钟需要的标准风量,每人4m3/min。
5.按炸药用量计算
Q5=10A=10×30=30m3/min
式中Q5—采煤工作面需风量;
A—采煤工作面一次爆破的最大炸药用量30kg;
10—每千克炸药爆破后需要供给的风量,m3/min。
6.按矿用防爆型柴油机动力装置需风量计算
Q6=4×ΣP功
式中Q6—采煤工作面需风量,m3/min;
ΣP功—同时运行的最多机车的额定功率之和,kW;
4—配风系数,m3/min·kW。
2612工作面无防爆型柴油机动力装置,故此项不再进行计算。
7.按工作面最低风速计算
Q7=60×0.25×S=60×0.25×10.5=157.5m3/min
式中Q7—采煤工作面需风量;
0.25—煤巷允许最低风速0.25m/s;
S—工作面进风巷或回风巷平均断面积,下行通风采煤工作面取两巷中较大值,取10.5m²。
8.风速验算
经上述计算,2612工作面需风量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7中,最大值为1034.6m3/min。
(1)按最低风速验算,工作面的最小风量
Q采min≥60×Vmin×Smax=60×0.25×8=120m³/min
式中Vmin—煤巷允许最低风速0.25m/s;
Q采min—采煤工作面允许的最小风量,m³/min;
Smax—工作面最大有效断面积,Smax=工作面最大控顶距×工作面实际采高×70%=4.114×2.76×0.7=7.95m²,取8m²。
(2)按最高风速验算,工作面的最大风量:
Q采max<60×Vmax×Smin=60×4.0×6.8=1632m³/min
式中Vmax—采煤工作面允许的最高风速,为4m/s;
Q采max—采煤工作面允许的最大风量,m³/min;
Smin—工作面最小有效断面积,Smin=工作面最小控顶距×工作面实际采高×70%=3.514×2.76×0.7=6.8m²。
8.确定工作面实际需要风量
根据以上计算可知,Q采min<1034.6<Q采max,所以本工作面实际需要风量为1034.6m3/min。
三、回撤工作面及2604备采工作面风量计算
1.2309回撤工作面及2604备采工作面风量按回采工作面0.5倍取值。
2.2309回撤工作面作业规程取477m3/min
3.2604备采工作面作业规程取478m3/min
四、掘进工作面风量计算
2906下巷里段
1.按瓦斯涌出量计算所需风量:
Q1=100·q掘·K掘通=100×0.06×1.8=10.8m3/min;
式中:
Q1——掘进工作面按瓦斯涌出量计算所需风量,m3/min;
K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,取K掘通=1.8;
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取q掘=0.06m3/min。
2.按二氧化碳涌出量计算所需风量:
Q2=67·QCO2·KCO2=67×0.245×1.7=27.9m3/min
式中:
Q2——掘进工作面需风量,m3/min
QCO2——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min,取邻近2902下巷掘进工作面QCO2=0.245m3/min
KCO2——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常掘进时连续观测1个月,日最大二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,取邻近、条件相似的2902下巷掘进工作面KCO2=1.7
——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
3.按工作面最多人数计算所需风量:
Q3=4·N=4×40=160m3/min;
式中:
Q3——掘进工作面按人数计算所需风量,m3/min;
4——每人每分钟需要的标准风量,4m3/人;
N——掘进工作面同时工作的最多人数,40人。
4.按炸药量计算掘进工作面实际所需风量:
Q4=10·A=10×22=220m3/min;
式中Q4——掘进工作面所需风量,m3/min
A——一次爆破炸药最大用量,kg;取22kg
10——每kg三级煤矿许用炸药需风量,m3/min
5.按煤巷掘进工作面最低风速计算所需风量:
Q5≥60·0.25·S=60×0.25×13.16=197.4m3/min;
式中:
Q5——煤巷掘进工作面最低风速计算所需风量,m3/min;
0.25——无抽放瓦斯巷道允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=13.16m2;
6.进风车场最低风速计算车场所需风量
Q6=0.15·60·S车场=0.15×60×10.13=91.2m3/min
式中:
Q6——进风车场联巷所需风量,m3/min
S车场——车场联巷最大断面积,m2,S车场=10.13m2
7.计算结果:
该掘进工作面应配风量为Q掘=Qmax=220m3/min。
8.按煤巷掘进工作面回风允许风速计算:
60·0.25·S≤Q掘≤60·4·S
197.4m3/min(Q6)≤220m3/min<3158.4m3/min=(60×4×13.16)
式中:
Q掘——煤巷掘进工作面回风风量,m3/min;
0.25——掘进煤巷巷道允许最低风速,m/s;
4——煤巷掘进工作面允许最高风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=13.16m2;
29采区南翼瓦斯探巷
1.按瓦斯涌出量计算所需风量:
Q1=100·q掘·K掘通=100×0.06×1.8=10.8m3/min;
式中:
Q1——掘进工作面按瓦斯涌出量计算所需风量,m3/min;
K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,取K掘通=1.8;
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取q掘=0.06m3/min。
2.按二氧化碳涌出量计算所需风量:
Q2=67·QCO2·KCO2=67×0.245×1.7=27.9m3/min
式中:
Q2——掘进工作面需风量,m3/min
QCO2——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min,取邻近2902下巷掘进工作面QCO2=0.245m3/min
KCO2——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常掘进时连续观测1个月,日最大二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,取邻近、条件相似的2902下巷掘进工作面KCO2=1.7
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
3.按工作面最多人数计算所需风量:
Q3=4·N=4×40=160m3/min;
式中:
Q3——掘进工作面按人数计算所需风量,m3/min;
4——每人每分钟需要的标准风量,4m3/人;
N——掘进工作面同时工作的最多人数,40人。
4.按炸药量计算掘进工作面实际所需风量:
Q4=10·A=10×22=220m3/min;
式中Q4——掘进工作面所需风量,m3/min
A——一次爆破炸药最大用量,kg;取22kg
10——每kg三级煤矿许用炸药需风量,m3/min
5.按工作面防爆柴油机驱动的单轨吊计算风量
Q5=4·∑F功
式中:
Q5——掘进工作面按稀释防爆柴油机尾气所需风量,m3/min;
F功——防爆柴油机额定输出功率,kW;
由于29采区南翼瓦斯探巷无防爆柴油机驱动的单轨吊,不再进行该项计算。
6.按煤巷掘进工作面最低风速计算所需风量:
Q6≥60·0.25·S=60×0.25×14.1=211.5m3/min;
式中:
Q6——煤巷掘进工作面最低风速计算所需风量,m3/min;
0.25——无抽放瓦斯巷道允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=14.1m2;
7.进风车场最低风速计算车场所需风量
Q7=0.15·60·S车场=0.15×60×15.97=143.8m3/min
式中:
Q6——进风车场联巷所需风量,m3/min
S车场——车场联巷最大断面积,m2,S车场=15.97m2
8.计算结果:
该掘进工作面应配风量为Q掘=Qmax=220m3/min。
9.按煤巷掘进工作面回风允许风速计算:
60·0.25·S≤Q掘≤60·4·S
211.5m3/min(Q6)≤220m3/min<3384m3/min=(60×4×14.1)
式中:
Q掘——煤巷掘进工作面回风风量,m3/min;
0.25——掘进煤巷巷道允许最低风速,m/s;
4——煤巷掘进工作面允许最高风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=14.1m2;
2801下巷底板抽放巷风量计算
1.按瓦斯涌出量计算所需风量:
Q1=100·q掘·K掘通=100×0.05×2.5=12.5m3/min;
式中:
Q1——掘进工作面按瓦斯涌出量计算所需风量,m3/min;
K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,炮掘,取K掘通=2.5;
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取q掘=0.05m3/min。
(2)按二氧化碳涌出量计算所需风量:
Q2=67·QCO2·KCO2=67×0.354×2=47.44m3/min
式中:
Q2——掘进工作面需风量,m3/min
QCO2——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min,取邻近2801下巷底板抽放巷车场工作面QCO2=0.354m3/min
KCO2——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常掘进时连续观测1个月,日最大二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,炮掘工作面KCO2=1.8~2.5,取邻近、条件相似的2801下巷底板抽放巷车场工作面KCO2=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
2.按工作面最多人数计算所需风量:
Q3=4·N=4×30=120m3/min;
式中:
Q3——掘进工作面按人数计算所需风量,m3/min;
4——每人每分钟需要的标准风量,4m3/人;
N——掘进工作面同时工作的最多人数,30人。
(4)按炸药量计算(使用三级煤矿许用炸药)
Q4=10.A=10×34.375=343.75m3/min;
式中Q掘——掘进工作面所需风量,m3/min
A——一次爆破炸药最大用量,kg
10——每kg三级煤矿许用炸药需风量,m3/min
3.按工作面防爆柴油机驱动的单轨吊计算风量
Q5=4·ΣP功=4·P功=4×81=324m3/min
式中:
Q5——掘进工作面按稀释防爆柴油机尾气所需风量,m3/min;
P功——防爆柴油机额定输出功率,kW,经查防爆柴油机额定输出功率为81kW。
(2801下巷底板抽放巷掘进工作面没有柴油机,该项计算不纳入风量计算中。
)
4.按抽放瓦斯巷道最低风速计算所需风量:
Q6=60·0.5·S=60×0.5×14=420m3/min;
式中:
Q6——岩巷掘进工作面最低风速计算所需风量,m3/min;
0.5——抽放瓦斯巷道允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=14m2;
(7)进风车场最低风速计算车场联巷所需风量
Q联巷=0.15·60·S车场=0.15×60×14.8=133.2m3/min
式中:
Q联巷——进风车场联巷所需风量,m3/min
S车场——车场联巷最大断面积,m2,S车场=14.8m2
0.15——进风车场联巷最低风速,m/s
(8)计算结果:
该掘进工作面应配风量为
Q配=Q掘+Q联巷=Q6+Q联巷=420+133.2=553.2m³/min。
式中:
Q配——掘进工作面配风量,m3/min
Q掘——掘进工作面迎头所需风量,取Q1~Q5中的最大值,m3/min
0.15——进风车场联巷最低风速,m/s
5.按抽放瓦斯巷道掘进工作面回风允许风速计算:
60·0.5·S≤Q掘≤60·4·S
420m3/min(Q6)=Q掘=4203/min=(60×4×14)<3360m3/min
式中:
Q掘——掘进工作面回风风量,m3/min;
0.5——抽放瓦斯巷道掘进工作面允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道平均断面积,m2;取S=14m2;
2803下巷底板抽放巷风量计算
1.按瓦斯涌出量计算所需风量:
Q1=100·q掘·K掘通=100×0×2.5=0m3/min;
式中:
Q1——掘进工作面按瓦斯涌出量计算所需风量,m3/min;
K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,炮掘,取K掘通=2.5;
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取q掘=0m3/min。
2.按二氧化碳涌出量计算所需风量:
Q2=67·QCO2·KCO2=67×0.354×2=47.44m3/min
式中:
Q2——掘进工作面需风量,m3/min
QCO2——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min,取邻近2801下巷底板抽放巷车场工作面QCO2=0.354m3/min;
KCO2——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常掘进时连续观测1个月,日最大二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,炮掘工作面KCO2=1.8~2.5,取邻近、条件相似的2801下巷底板抽放巷车场工作面KCO2=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。
3.按工作面最多人数计算所需风量:
Q3=4·N=4×30=120m3/min;
式中:
Q3——掘进工作面按人数计算所需风量,m3/min;
4——每人每分钟需要的标准风量,4m3/人;
N——掘进工作面同时工作的最多人数,30人。
4.按炸药量计算(使用三级煤矿许用炸药)掘进工作面实际所需风量:
Q4=10·A=10×29.25=292.5m3/min;
式中Q4——掘进工作面所需风量,m3/min;
A——一次爆破炸药最大用量,kg;
10——每kg三级煤矿许用炸药需风量,m3/min。
5.按矿用防爆型柴油机动力装置需风量计算
Q5=4•ΣP功(14)
式中Q5——矿用掘进工作面需风量,m3/min;
ΣP功——同时运行的最多机车的额定功率之和,kW;
4——配风系数,m3/min•kW。
因该掘进工作面不使用矿用防爆型柴油机动力装置,故Q5=0m3/min。
6.按岩巷掘进工作面最低风速计算所需风量:
Q6≥60·0.15·S=60×0.15×13.07=117.63m3/min;
式中:
Q5——岩巷掘进工作面最低风速计算所需风量,m3/min;
0.15——岩巷掘进工作面允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道设计断面面积,m2;取S=13.07m2。
7.进风车场最低风速计算车场联巷所需风量
Q7=0.15·60·S车场=0.15×60×14.8=133.2m3/min;
式中:
Q7——进风车场联巷所需风量,m3/min;
S车场——车场联巷最大断面积,m2,S车场=14.8m2;
0.15——进风车场联巷最低风速,m/s;
8.根据计算结果,取Q1~Q6中的最大值作为该掘进工作面迎头所需风量,即Q掘=Q4=292.5m³/min,工作面应配风量为Q需=Q4+Q7=425.7m³/min。
9.按岩巷掘进工作面回风允许风速计算:
60·0.15·S≤Q掘≤60·4·S
117.63m3/min(Q5)<Q掘=292.5m3/min<(60×4×13.07)=3136.8m3/min
式中:
Q掘——岩巷掘进工作面回风风量,m3/min;
0.15——岩巷掘进工作面允许最低风速,m/s;
S——掘进巷道设计断面面积,m2;取S=13.07m2。
五、井下硐室所需风量计算方法(具体见附表)
1、爆炸材料库
Q炸库=4·V/60
式中Q炸库——井下爆炸材料库所需风量,m3/min
V——井下爆炸材料库的容积,m3
2、机电硐室
Q机硐=3600·∑N·θ÷(ρ·Cp·60·Δt)
式中Q机硐——机电硐室所需风量,m3/min
∑N——机电硐室中运转的电动机(变压器)的总功率(按全年中最大值计算),kW
θ——机电硐室的发热系数,可按下表4选取
ρ——空气密度,取1.20kg/m3
Cp——空气的定压比热,取1.0006kJ/(kg·K)
Δt——机电硐室进、回风流的温度差,单位K(℃+273)
表1机电硐室的发热系数(
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