四七采区通风设计.docx
- 文档编号:5372255
- 上传时间:2022-12-15
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:30.22KB
四七采区通风设计.docx
《四七采区通风设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《四七采区通风设计.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
四七采区通风设计
四七采区通风系统设计
华润天能徐州煤电有限公司沛城煤矿
二〇一〇年九月五日
第一节采区通风、防尘、防灭火系统
一、概况
矿井开拓方式为立井多水平下山开拓,通风方式为中央-对角混合式通风。
。
矿井有主、副两个进风井,主、副井两个井筒直径均为5米,中央风井和东风井回风井,中央风井井筒直径为5米,断面积为19.6平方米,东风井井筒直径为3米,断面积为7平方米。
中央风井两台主扇型号均为B4-72-№24B,两台电机型号为YKK4004-6,铭牌功率均为250KW,主要通风机排风能力为4700m3/min。
东风井两台主扇型号均为4-72-11№16B,两台电机型号为JP116-8,铭牌功率为75KW。
两风井均有双路电源供电。
根据2009年瓦斯鉴定资料,矿井瓦斯绝对涌出量3.04m3/min,相对涌出量6.0m3/吨;二氧化碳绝对涌出量2.42m3/min相对涌出量4.78m3/吨,为低瓦斯矿井。
对已经揭露煤层进行自然发火倾向性和煤尘爆炸性鉴定,该采区煤层属于Ⅱ类自然煤层,煤尘具有爆炸危险性。
二、通风
㈠、通风系统
1、容易时期的最大通风阻力路线:
新风:
地面→主副井→-390大巷→二水平主副下山→-600西翼运输大巷→三七区采区轨道下山→四七区采区轨道下山、运煤下山→7472运输巷→7472材料巷→四七回风下山→三七运煤下山三甩→三七运煤下山→→-600西翼运输大巷→三水平西翼回风上山→-390西大巷→中央集中上山→-185总回风巷→中央风井→地面。
。
2、困难时期最大通风阻力路线;
乏风:
地面→主副井→-390大巷→二水平主副下山→-600西翼运输大巷→三七区采区轨道下山→四七区采区轨道下山、运煤下山→7478运输巷→7478材料巷→四七回风下山→三七运煤下山三甩→三七运煤下山→→-600西翼运输大巷→三水平西翼回风上山→-390西大巷→中央集中上山→-185总回风巷→中央风井→地面。
。
㈡、采区风量、风压、等级孔和风机工况选择:
3、风量计算,四七采区正式投产后将会布置一个采煤工作面,两个掘进开拓头。
根据华润天能徐州煤电公司下发的《生产矿井风量计算办法》,本采区需要风量计算如下:
(1)、按气象条件确定需要风量
Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温
=60×3.5×2.2×70%×1.0×1.1×1.0×1.1
=391m3/min
式中:
Q采--采煤工作面需要风量,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×工作面平均控顶距(取3.5)×工作面实际采高(取2.2)×70%×适宜风速(不小于1.0m/s);
K采高――回采工作面采高调整系数(取1.1)(见表1);
K采面长――回采工作面长度调整系数(取1.0)(见表2);
K温――回采工作面温度与对应风速调整系数(取1.1)(见表3);
回采工作面采高调整系数(表1)
采高(m)
<2.0
2.0~2.5
2.5~5.0及放顶煤
系数(K采高)
1.0
1.1
1.5
回采工作面长度调整系数(表2)
回采工作面长度(m)
80~150
150~200
>200
长度调整系数(K采面长)
1.0
1.0~1.3
1.3~1.5
回采工作面温度与对应风速调整系数(表3)
采煤工作面空气温度(℃)
采煤工作面风速(m/s)
配风调整系数(K温)
小于20
1
1.00
20~23
1.0~1.5
1.00~1.10
23~26
1.5~1.8
1.10~1.25
26~28
1.8~2.5
1.25~1.40
28~30
2.5~3.0
1.40~1.60
(2)、按瓦斯涌出量计算采煤工作面需要风量
Q采=100q瓦采×K采通=100×0.4×2=80m3/min
式中:
Q采――采煤工作面需要风量,m3/min;
q瓦采――采煤工作面瓦斯绝对涌出量(取0.4),m3/min;
K采通――采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数(取2.0)。
是正常生产连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均瓦斯绝对涌出量的比值,通常机采、综采工作面取1.2~1.6,炮采工作面取1.4-2.0。
(3)、按二氧化碳涌出量计算采煤工作面需要风量
Q采=100q二氧化碳采×K采通=100×0.4×2=80m3/min
式中:
Q采――采煤工作面需要风量,m3/min;
Q二氧化碳采――采煤工作面二氧化碳绝对涌出量(取0.4),m3/min;
K采通――采煤工作面二氧化碳涌出不均衡系数(取2.0)。
是正常生产连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均瓦斯绝对涌出量的比值,通常机采、综采工作面取1.2~1.6,炮采工作面取1.4-2.0。
(4)、按炸药量计算采煤工作面需要风量
Q采=25×A=25×10=250m3/min
式中:
A――采煤工作面一次放炮最多炸药量不超过10kg
(5)、按风流温度与风速关系计算采煤工作面需要风量
Q采=60×V采×S采=60×1.0×7.28=436m3/min
式中:
V采――采煤工作面风速(取1.0),m/s;
S采――采煤工作面最大断面积7.28m2。
(6)、按采煤工作面人数的计算需要风量(取最多人数)
Q采=4×N=4×41=164m3/min
式中:
N――采煤工作面同时工作的最多人数。
(7)、按采煤工作面允许风速进行验算
60×0.25S≤Q采≤60×4S,m3/min
60×0.25×7.28≤Q采≤60×4×7.28
109.2≤Q采≤1747
式中:
S――采煤工作面最大断面积7.28m2
根据《华润天能徐州煤电有限公司生产矿井风量计算办法》“有自燃发火倾向的煤层,在工作面有害气体不超限的前提下可适当降低回采工作面配风”故最后确定回采工作面配风量取350m3/min。
⑵、单个掘进头用风量计算
1、按瓦斯(二氧化碳)涌出量计算掘进工作面实际需要风量
Q掘=100q瓦掘×K掘通=100×0.2×2=40m3/min
式中:
Q掘―掘进工作面实际需要风量,m3/min
q瓦掘―根据三七采区掘进时掘进工作面瓦斯绝对涌出量(取0.2),m3/min
K掘通―掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数(取2)。
根据实际观测的结果确定,一般可取1.5~2.0。
2、按炸药量计算掘进工作面需要风量
Q掘=25×A=25×4=100m3/min
式中:
A―掘进工作面一次放炮最多炸药耗量(取4),kg。
3、按掘进工作面人数计算需要风量:
Q掘=4N=4×20=80m3/min
式中:
N―掘进工作面同时工作的最多人数(取20)。
4、按掘进工作面巷道允许最低风速计算掘进工作面需要风量
岩巷掘进工作面的最小风量:
Q掘=60VS掘=60×0.15×10=90m3/min
煤巷或半煤巷掘进工作面的最小风量:
Q掘=60VS掘=60×0.25×8=120m3/min
岩巷掘进工作面的最大风量:
Q掘=60VS掘=60×4×10=2400m3/min
煤巷或半煤巷掘进工作面的最大风量:
Q掘=60VS掘=60×4×8=1920m3/min
式中:
,岩巷可取0.15-0.20m/s,煤(半煤)巷可取0.25-0.28m/s。
S掘―掘进工作面净断面积m2。
局部通风机吸风量的计算
1、局部通风机的吸风量计算
Q吸=Q掘×P供,m3/min
式中:
Q吸―掘进工作面的局部通风机的吸风量,m3/min。
Q掘―掘进工作面需风量,100m3/min。
P供为风筒漏风系数,供风长度小于300米,允许百米漏风率不大于15%;供风长度300~500米时,允许百米漏风率不大于10%;供风长度500~1000米时,百米漏风系数不大于6%;供风长度大于1000米时,百米漏风系数3~5%;
P供=100/(100-送风长度×百米漏风率)
=100/(100-600×6%)
=1.56
Q掘吸=Q掘×P
=100×1.56
=156(m3/min)
2、风机选型
由于我们矿掘进工作面一般使用2×11KW对旋式局部通风机,根据公司配风标准,2×11KW对旋式局部通风机的吸风量为250m3/min。
3、局部通风机安装处配风量
Q掘配=Q掘吸+15S局
式中:
Q掘配-掘进工作面配风量,
V—为防止局部通风机吸循环风允许最低风速,取0.15m/s
Q掘吸-局部通风机实际吸风量取(250m3/min)
S局-局部通风机安装地点的巷道断面,取7m3。
Q掘配=Q掘吸+15S局(m3/min)
=250+15×7
=355(m3/min)
根据以上计算,单个掘进工作面配风量为355m3/min
⑶、机电硐室用风量计算
该采区有三个独立通风硐室,井下硐室配风根据《华润天能徐州煤电有限公司生产矿井风量计算办法》表5配风
硐室
风量m3/min
硐室
风量m3/min
爆炸材料库
80
采区变电所
60
中央变电所
80
主绞车房
100
主泵房
120
采区绞车房
50
充电硐室
80
其他硐室
50
空气压缩机
80
顾机电硐室配风分别为:
四七轨道下山绞车房配风量为50m3/min
四七采区变电所、水泵房配风量为60m3/min
三七采区-600变电所、压风机房配风量为80m3/min
三七轨道下山绞车房配风量为50m3/min
三七采区-800变电所、水泵房配风量为60m3/min
采区总需风量计算
Q采区=(∑Q采+∑Q掘+Q峒)×K=(350+355×2+300)×1.2=1632m3/min
式中:
∑Q采—采煤工作面所需风量之和,m3/min;
∑Q掘—掘进工作面所需风量之和,m3/min;
K—通风系数,取1.2
由于矿井布置四七采区和东三采区两个采区同时生产,其中东三采区安排三个掘进工作面和一个回采面。
东三采区的需风量为
Q采区=(∑Q采+∑Q掘)×K=(350+355×3)×1.2=1415×1.2=1698m3/min
东三采区变电所配风量为60m3/min。
因此矿井实际需风量为:
Q矿=Q32采+Q71采+Q其它=1632+1698+60=3390m3/min
2、风机排风量计算:
Q排=Q需×K=3390×1.10=3729m3/min
式中K—矿井外部漏风系数取1.10
3、采区通风阻力计算:
⑴、根据采区通风容易时期和困难时期的最大通风阻力路线按巷道断面、周长、巷道长度、摩擦阻力系数等参数代人公式Hf=α×L×U×Q2/S3
四七采区通风容易时期通风摩擦阻力计算和四七采区通风困难时期通风摩擦阻力计算(见附表)。
经计算可知容易时期的最大通风阻力路线巷道的总长度为9724m摩擦阻力为1367Pa;困难时期的最大通风阻力路线巷道的总长度为9953m摩擦阻力为1389Pa。
⑵、矿井阻力计算
①、根据矿井设计要求局部通风阻力按摩擦阻力的15%确定。
四七采区在通风容易时期和困难时期的局部阻力分别为205Pa和208Pa
②、根据通风阻力计算,可以确定四七采区通风容易时期和困难时期通风阻力分别为1572Pa和1597Pa
4、主要通风机的工况点
⑴、矿井容易时期主要通风机的工况点风量Q排=3729m3/min通风阻力H=1572Pa
⑵、矿井困难时期主要通风机的工况点风量Q排=3729m3/min通风阻力H=1597Pa
⑶、等级孔分别为1.87m2和1.85m2通风难易程度属于中等。
5、主要通风机风压与功率计算
⑴、矿井主扇风机能力要保留一定富于风量,因此主要通风机工作风量计算为:
Qf=Q排*K=3729×1.10=4101m3/min
式中Qf—主要通风机工作风量
K—主要风机提供风量富于系数取1.10
⑵、采区自然风压:
随着矿井开采深度增加地温也不断升高,因此回风侧空气密度减小,根据矿井通风阻力测定报告实测自然风压为+241.2Pa,帮助矿井主要通风机工作,随着夏季高温来临,地面大气温度进一步升高,矿井自然风压将逐渐减小,自然风压帮助主要通风机工作的能力也将逐步减弱,自然风压在夏季的作用将不明显,因此将忽略不计。
⑶、主要通风机工作装置的阻力,主要通风机工作装置的阻力HM一般100~300Pa离心式通风机取200Pa
⑷、扩散动能损失:
风井扩散器断面为6.5m2,主扇风机最大工作风量必须满足4101m3/min
风机扩散器出口的动能损失Hvd=ρV2/2
式中ρ—风流密度取1.2kg/m3
V—风流的速度m/s
Hvd=ρv2/2=1.2×10.52/2≈66Pa
根据以上各项的计算可知矿井总阻力Htd=H+HM+Hd+HN
式中:
Htd—矿井总阻力
H—摩擦阻力和局部阻力之和
HM—主要通风机装置的阻力
Hd—风机扩散器出口动能损失
HN—自然风压
容易时期主要通风机总风压为Htd=H+HM+Hd+HN=1571+200+66=1837Pa
困难时期主要通风机总风压为Htd=H+HM+Hd+HN=1597+200+66=1863Pa
⑸、主要通风机输出功率计算:
P=Htd×Qf÷1000
因此,容易时期的功率P=Htd×Qf÷1000=1837×66÷1000=121kw
困难时期的功率P=Htd×Qf÷1000=1863×66÷1000=123kw
中央风井两台主扇型号均为B4-72-№24B,两台电机型号为YKK4004-6,铭牌功率均为250KW,主要通风机排风能力为4700m3/min,主扇转速560r/min,风压2157-2722Pa。
目前,主扇排风量为3960m3/min,外部漏风率2.5%,等积孔为1.73m2,水柱读数为2130Pa,风机静效率为85.73%,电机实际功率192.2KW,综上所述在进入四七采区投产期间,矿井风量将能瞒足四七开采需要。
㈢、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施
⑴、根据井下生产布局变化,及时构建必要的通风设施。
⑵、平时设计中要优化通风系统,尽可能采用并联通风,避免一次串联通风现象,以减少通风阻力。
⑶、为了保证通风系统稳定,尽可能杜绝角联通风,防止瓦斯积聚和瓦斯超限。
⑷、在主要进回风巷之间构建通风设施,要确保通风设施质量,确保较好的密闭性
尽量减少设施漏风。
⑸、每旬进行一次全矿井测风,每月检查一次反风设施、风硐等地点的漏风情况,保证外部漏凤率不超过规定。
⑹、经常检查通风巷道防止因受巷道压力,冒顶影响通风有效
三、监控系统
矿井安全监测监控设备选用KJ101N型煤矿综合监控装置,不间断电源及传输设备等。
传输接口设备为KJ101N型。
四七采区大约设置4个监控分站,各分站根据安装位置不同,按照标准要求设置设备开停、瓦斯、温度、风速、气压、风筒开关、一氧化碳、风门开关等各种环境、状态传感器。
安全监测、监控设备之间的传输线路必须使用专用阻燃电缆(MHYVR1×4×7/0.52)连接,严禁与调度电话和动力电缆等
1、回采工作面传感器类型、数量、位置及配置:
回采工作面回风道设甲烷传感器3个,回风隅角设置甲烷传感器T1,距工作面切眼回风口不大于10m范围内设置甲烷传感器T2,在工作面回风出口10~15m范围内设置甲烷传感器T3。
三台甲烷传感器均设置在距帮不小于20cm,距顶部不大于30cm。
回风隅角切顶线位置距帮部不大于80cm。
甲烷传感器报警点≥0.8%,断电点≥1.0%,复电点<0.8%。
断电范围:
工作面及进回风巷内的全部非本质安全型电气设备。
工作面还得必须安装在CO传感器、温度传感器、烟雾传感器、远程断电开关1个。
CO传感器报警点0.0024%;温度传感器报警点30℃。
2、掘进工作面传感器类型、数量、位置及配置:
每个掘进工作面设甲烷传感器2个,一台距迎头不大于5m范围内,另一台安装在回风出口10~15m范围内。
两台传感均设置在距帮不小于20cm,距顶部不大于30cm。
甲烷传感器报警点≥0.8%,断电点≥1.0%,复电点<0.8%。
断电范围:
掘进巷道内的全部非本质安全型电气设备。
掘进头必须安装一台断电开关和局扇开关处安装一台开停传感器。
具有风电瓦斯闭锁功能。
3、机电硐室传感器类型、数量、位置
主要机电硐室设温度或烟雾传感器。
温度传感器报警点34℃。
温度计烟雾传感器应悬挂在巷道上方风流稳定的位置,距帮不小于20cm,距顶部不大于30cm,并应不影响行人行车,安装维护方便。
4、采区回风巷传感器类型、数量、位置及配置:
采区回风巷设甲烷传感器一台,甲烷传感器报警点≥1.0%,采区回风巷还应设置温度传感器、烟雾传感器、风速传感器。
CO传感器报警点0.0024%,温度传感器报警点30℃,风速传感器报警点8m/s。
5、其它地点类型、数量、位置:
煤仓设一处甲烷传感器,报警点≥1.5%,断电点≥1.5%,复电点<1.5%。
断电范围:
煤仓周围内的全部非本质安全型电气设备。
带式输送机滚筒下风侧10-15m处应设置一氧化碳传感器,报警点0.0024%。
运输道设烟雾传感器和断路开关。
采区内各地点设置及日常管理维护必须符合《AQ1029—2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》标准要求。
各类传感器设置参数按公司技术管理规定执行。
四、防尘系统
四七采区煤尘有强爆炸性,爆炸火焰长度大于>400mm,爆炸指数为85%,四七采区必须建立完善防尘供水系统,矿井防尘供水系统与井下消防系统共用一套管路。
因此必须保证水压,水量都能满足要求。
-390静压水池(200m3)(4寸)→二水平主、副下山(4寸)→-600西翼大巷(4寸)→三七轨道、运煤下山(4寸)→四七轨道、运煤下山(4寸)→四七采区采掘工作面(2寸)。
防尘管路必须垫高或吊挂,不得直接放在巷道底板上。
小于或等于90度的转弯要有弯头。
管径必须按照设计要求进行铺设,不得改小,也不必改大。
所有管路分岔处,要安水阀,如管路长便于管理可适当增加闸阀。
采区轨道下山防尘管路每隔100m设有洒水三通,采区运输巷防尘管路必须每隔50m设有洒水三通。
采区进回风道,均应在入出口处50m范围内分别设一道净化水幕。
工作面两道应分别在两道,三角门以内30m左右设一道,离工作面30m左右设一道。
掘进工作面应在入口内30m左右设一道,距掘进工作面20~30m左右设一道。
井下煤仓、溜煤眼、翻罐笼、输送机、装煤机和其它转载点都应设置转载装置。
回采工作面上、下道离工作面20~30m应分别安装一个水针,掘进头离工作面20m左右应安装一个水针。
采区进回风巷必须设置主要隔爆棚,采掘工作面必须设有辅助隔爆棚。
五、防灭火系统
四七采区防灭火管路与防尘管路共用,四七采区煤层自燃倾向,根据江苏煤炭地质勘探研究所煤自燃倾向性等级鉴定报告表提供的鉴定结果为Ⅱ类,煤层属于自燃煤层,所以必须加强自然发火预测预报工作。
预先选定构筑防火门的位置。
当采煤工作面投产和通风系统形成后,必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙,并储备足够数量的封闭防火门的材料。
当采煤工作面回采结束后,立即进行永久性封闭。
矿井通风容易时期井巷摩擦阻力计算表
区段
巷道名称
断面
形状
支护
形式
α/(Ns2/m4)
L/m
U/m
S/m2
S3/m6
R/(Ns2/m8)
Q/
(m3/s)
Q2/
(m9/s2)
h摩/Pa
v/(m/s)
1~2
副井
圆形
混凝土碹
0.059650
390
15.70
19.6
7558.38
0.04832
62.4
3893.76
188.15
3.18
3~4
二水平副下山上口
半圆拱
锚喷
0.008100
190
11.80
9.2
778.69
0.02332
29.65
879.1225
20.50
3.22
4~5
二水平副下山下口
半圆拱
锚喷
0.008100
500
9.55
6
216.00
0.17906
29.7
882.09
157.95
4.95
5~6
三七采区测风站
半圆拱
锚喷
0.008100
249
11.96
9.4
830.58
0.02904
24.75
612.5625
17.79
2.63
6~7
三三变电所外(进)
半圆拱
锚喷
0.008100
1100
11.96
9.4
830.58
0.12830
23.9
571.21
73.29
2.54
7~8
三七变电所外(进)
半圆拱
锚喷
0.008100
855
13.60
12.2
1815.85
0.05187
23.6
556.96
28.89
1.93
8~9
三七轨道下山
半圆拱
锚喷
0.008100
680
11.03
8.0
512.00
0.11866
21.83
476.5489
56.55
2.73
9-10
四七轨道下山
半圆拱
锚喷
0.008100
295
12.58
10.4
1124.86
0.02672
11
121
3.23
1.06
10~11
四七总回下山
半圆拱
锚喷
0.008100
253
12.58
10.4
1124.86
0.02292
21.38
457.1044
10.48
2.06
11~12
7472运输巷
梯形
锚网
0.015400
452
10.32
7.0
343.00
0.20943
6.87
47.1969
9.88
0.98
12~13
7472切眼
矩形
单体柱
铰接梁
0.050000
60
9.55
6.0
216.00
0.13264
6.9
47.61
6.31
1.15
13~14
7472材料巷
梯形
锚网
0.015400
440
10.32
7.0
343.00
0.20387
6.95
48.3025
9.85
0.99
14~15
三七皮带下山
半圆拱
锚喷
0.008100
730
12.58
10.4
1124.86
0.06613
21.92
480.4864
31.77
2.11
15-16
三三变电所外(回)
半圆拱
锚喷
0.008100
938
11.03
8
512.00
0.16368
23.3
542.89
88.86
2.91
16~17
一横贯外
半圆拱
锚喷
0.008100
775
10.39
7.1
357.91
0.18223
23.4
547.56
99.78
3.30
11~12
三七总回
半圆拱
锚喷
0.008100
958
11.37
8.5
614.13
0.14367
23.8
566.44
81.38
2.80
12~13
中央集中上山(炸药库上)
半圆拱
锚喷
0.008100
143
10.60
7.4
405.22
0.03030
25.5
650.25
19.70
3.45
13~14
中央
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 采区 通风 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)