通风能力核定Microsoft Word 文档 2.docx
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通风能力核定MicrosoftWord文档2
柳湾煤矿通风能力核定报告
根据山西焦煤通发【2012】274号文、焦煤通函【2012】4号文的管理规定和AQ1056-2008煤矿通风能力核定标准,现就柳湾煤矿2015年通风能力核定如下:
一、矿井通风系统状况
矿井现有5个进风井、两个回风井、通风方式为混合式;通风方法为抽出式通风。
1、三号回风井:
三号回风井风机型号为TZK58-№24—1型,电机功率为400KW、风机转速988、级数1级、叶片12片、风叶角度为35°,三号回风井总排风量为6680m3/min,总进风量为6492m3/min,通风总阻力为1441Pa,等积孔为3.49m2;
2、交子里回风井:
交子里风井风机型号FBCDZ№22型,电机功率为2*160KW、风机转速750、级数1级、叶片数:
一级13片;二级10片,风叶角度+6°,交子里风井总排风量为5582m3/min,总进风量5316m3/min,交子里风井总阻力1421Pa,等积孔为3.27m2。
矿井总进风量11808m3/min、矿井总扇排量12262m3/min。
二、矿井的瓦斯情况
根据山西焦晋煤瓦发【2013】249号转发《关于2012年度瓦斯等级鉴定结果的批复的通知》文件,矿井瓦斯相对涌出量为0.47m3/t,绝对涌出量为4.24m3/min。
二氧化碳相对涌出量为1.55m3/t,绝对涌出量为14.10m3/min,故柳湾煤矿井属瓦斯矿井。
三、煤的自燃
根据2014年7月9日《煤层自燃倾向性鉴定报告》,柳湾煤矿9、10、11号煤层均具有自然发火倾向性,9、10、11号煤为Ⅱ类,属自燃煤层,自然发火期为6~12个月。
四、矿井风量计算
Q需风量=(∑Q采+∑Q掘+∑Q备+∑Q硐+∑Q其它)*K
(一)综采工作面:
采煤工作面实际需要风量计算:
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、人员等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
(1)按照气象条件计算:
Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K采面长
式中:
V采——采煤工作面风速,按采煤工作面进风流的温度中选取,1m/s。
S采——采煤工作面平均有效断面,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,10.7㎡。
K采高——采煤工作面采高调整系数,>2.5m及放顶煤面,取1.2.
K采面长——采煤工作面长度调整系数,大于180m取1.3
70%——有效通风断面系数。
60——为单位换算产生的系数。
Q采=60×70%×1×10.7×1.2×1.3=701.064m³/min
(2)按照瓦斯涌出量计算
Q采=125×Q采×KCH4
式中:
Q采——采煤工作面回风巷回风流中最大绝对瓦斯涌出量,0.268m³/min。
KCH4——采煤工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数,正常生产时连续观测一个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均绝对瓦斯涌出量的比值,取0.387
125——按采煤工作面回风流中的瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数。
Q采=125×0.268×2.2=73.7m³/min
(3)按照二氧化碳涌出量计算
Q采=100×Qco2×Kco2
式中:
Qco2——采煤工作面回风巷回风流中最大绝对二氧化碳涌出量1.004m³/min。
Kco2——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀备用风量系数,正常生产时连续观测一个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均绝对二氧化碳涌出量的比值,取2.2
100——按采煤工作面回风流中的二氧化碳浓度不超过1%的换算系数。
Q采=100×1.004×2.2=220.88m³/min
(4)按工作人数数量计算
Q采≥4N
式中:
N——采煤工作面同时工作最大人数(交接班时,两班考虑),70人。
4——每人需风量,m³/min。
Q采≥4×70=280m³/min
取气候条件计算的最大值作为该工作面实际需要风量,701.064m³/min
(5)按风速进行验算
a)验算最小风量
Q采≥60×0.25S最大
701≥60×0.25×8.8
701≥148.35
S最大=L最大×H采高×70%
S最大=4.845×2.6×70%=8.8
b)验算最大风量
Q采≤60×4.0S最小
701≤60×4.0×8.8
701≤2112
S最小=L最小×H采高×70%
S最小=3.385×2.6×70%=6.16
c)综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,验算最大风量。
Q采≤60×5.0S最小
701≤60×5.0×6.16
701≤1848
式中:
S最大——采煤工作面最大控顶有效断面积12.6㎡
L最大——采煤工作面最大控顶距,4.85m
H采高——采煤工作面实际采高,2.6m
S最小——采煤工作面最小控顶有效断面积,㎡
L最小——采煤工作面最小控顶距,3.385m
0.25——采煤工作面允许的最小风速,m/s
70%——有效通风断面系数
4.0——采煤工作面允许的最大风速,m/s
5.0——采煤工作面允许的最大风速,m/s
(二)、掘进工作面
每个掘进工作面实际需要风量,应按照瓦斯涌出量、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最大额定吸风量(带变频器时,可按实际吸风量考虑)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——掘进工作面风流中最大绝对瓦斯涌出量,m³/min。
取0.217
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,连续观测一月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值,取1.7.
125——掘进工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数。
Q掘=125×Q掘×K掘通
Q掘=125×0.217×1.7=46.1125
(2)按照二氧化碳涌出量计算
Q掘=100×QCO2×KCO2
式中:
Q掘——掘进工作面风流中最大绝对瓦斯涌出量,m³/min。
取0.632
K掘通——工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数为1.7.
100——掘进工作面回风流中瓦斯浓度不应超过1%的换算系数。
Q掘=100×qCO2×KCO2
Q掘=100×0.632×1.7=107.44m³/min
(3)按炸药量计算
一级煤矿许用炸药
Q掘≥50A
式中:
A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,8.4kg
备注:
根据爆破经验,每千克炸药量供风系数暂定为50,如有变化在进行调整。
Q掘≥50A
Q掘≥50*8.4m³/min
≥420m³/min
按上述3条件计算的最大值,确定为工作面实际需风量。
(4)局部通风机吸风量计算
根据掘进工作面实际需风量,按照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×n)
Q扇——局部通风机实际吸风量,m³/min。
Q掘——掘进工作面实际需风量,420m³/min。
n——风筒百米漏风率,0.5%。
L掘——掘进工作面长度,1700m。
根据局部通风机实际吸风量计算值进行风机选型
Q扇=Q掘/(1-L掘/100×n)
Q扇=420/(1-1700/100×0.2%)
Q扇=434.78m³/min
根据局部通风机实际吸风量,选取两台型号FBD№6.0的2×15KW对旋式风机为该掘进工作面供风,吸风量范围在288-438m³/min
(5)按局部通风机最大额定吸风量计算
Q掘=Q扇×I+60×0.25S最大
式中:
Q扇——局部通风机最大额定吸风,438m³/min
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数,1台
0.25——煤巷、半煤岩巷允许的最低风速
S最大——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,12㎡。
Q掘=Q扇×I+60×0.25S最大
Q掘=438×1+60×0.25×12=618m³/min
(6)按工作面人数数量计算
Q掘≥4N
Q掘≥4×35=140m³/min
式中:
N——掘进工作面同时工作的最多人数,35人。
取上述1-6条件计算的最大值作为掘进工作面实际需要风量,618m³/min
(7)按风速进行验算
a)验算最小风量
Q掘≥60×0.25S掘
618≥162
b)验算最大风量
Q掘≤60×4S掘
Q掘≤2592
式中S掘——掘进巷道的净断面积,㎡
(三)、硐室实际需要风量计算
各个独立通风硐室的需要风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算。
1、J1#变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W
PCP×60t
Qmr=
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,1000KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m3³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=99.94m3/min
2、J猴车巷硐室
按硐室需要风量计算
Q=60m3/min
3、J2#变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
⊿
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,800KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=79.95m3/min
4、J南翼变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W€
PCP×60t
Qmr==
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,1000KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=99.93m3/min
5、三盘区后期1#变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W€
PCP×60t
Qmr==
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,300KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=29.95m3/min
6、三盘区后期火药库
根据我矿实际情况所需风量
Q=110m3/min
7、三盘区后期2#变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W€
PCP×60t
Qmr==
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,600KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=59.96m3/min
8、四盘区变电所
机电硐室需要风量计算
3600∑W€
PCP×60t
Qmr==
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m3/min。
∑W——机电硐室中变压器总功率,300KW
θ——机电硐室发热系数,0.02
ρ——空气密度,一般可取ρ=1.20Kg/m³
cρ——空气的定压比热,一般可取cρ=1.0006KJ/(KG`K)
Δt——机电硐室的进、回风流的温度差,取K为10
3600∑W
€
PCP×60t
Qmr=
Qmr=29.98m3/min
硐室需风量按下式计算
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+------+Q硐n
=99.94+60+79.95+99.93+29.95+110+59.96+29.98
=569.71m3/min
柳湾煤矿全矿井共有独立通风硐室8个,保证硐室温度和有害气体浓度符合《煤矿安全规程》规定,按经验配置各硐室的风量。
(四)、其他巷道需风量的计算
其他巷道的需要风量,应根据各巷道瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用其最大值之和。
Q后期第三联巷=60VS=60×0.15×6=54m3/min
Q后期第一联巷=60VS=60×0.15×=72m3/min
Q960第一联巷=60VS=60×0.15×6=54m3/min
Q960第三联巷=60VS=60×0.15×6=54m3/min
Q西翼联巷=60VS=60×0.15×7=63m3/min
QJ一联巷=60VS=60×0.15×10=90m3/min
QJ二联巷=60VS=60×0.15×10=90m3/min
QJ三联巷=60VS=60×0.15×4.5=40.5m3/min
QJ进回风井联巷=60VS=60×0.15×4.5=40.5m3/min
QJ强排水仓=60VS=60×0.15×4.0=36m3/min
综上所述,其他巷道需要风量总和
∑Q其他=Q后期第一联巷+Q后期第三联巷+Q960第一联巷+Q960第三联巷+Q西翼联巷+QJ一联巷+QJ二联巷+QJ三联巷+QJ进回风井联巷+QJ强排水仓
=54+72+54+54+63+90+90+40.5+40.5+36
=594m3/min
柳湾煤矿硐室及其他巷道总需要风量计算
∑Q=(∑Q硐+∑Q其他)
=(569.71+594)
=1163.71m3/min
全矿井总进风量为:
∑Q总进=6492+5316
=11808m3/min
五、采掘数量配置
根据山西焦煤矿井风量管理规定采掘比为1:
2确定采掘工作面数量
11808-1163.71≥(701X+2×618X)×1.2
X≥4.58
即矿井需4个回采面和8个掘进面。
盘区总需要风量的确定
Q矿井≥(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它)×K
≥(701×4+618×8+569.71+594)×1.2
≥8911.71×1.2
≥10694.05m3/min
柳湾煤矿井实际风量:
11808m3/min﹥10694.05m3/min
六、通风能力计算
目前矿井总进风量为11808m3/min,其中3号回风井范围内进风为6492m3/min,扇排风量为6680m3/min,3号回风井范围内采掘比为1:
3。
交子里井范围内进风5222m3/min,扇排风量为5582m3/min,交子里井范围内采掘比为3:
5,根据需风量计算可以布置4个采煤工作面;8个掘进工作面、8个独立通风硐室时,矿井风量满足矿井安全生产的要求。
交子里井范围内11#煤放顶煤工作面特征表
工作面平均长(m)
平均采高(m)
原煤密度(t/m3)
回采率(%)
年工作日数(d)
正规循环作业系数(%)
工作面个数
日推进度
(m/d)
采煤方法
年生产能力(万t/a)
200
4.7
1.43
90
330
0.9
4.2
综放
150.91
交子里井范围内10#煤综采工作面特征表
工作面平均长(m)
平均采高(m)
原煤密度(t/m3)
回采率(%)
年工作日数(d)
正规循环作业系(%)
工作面个数
日推进度(m/d)
采煤方法
生产能力(万t/a)
195
1.4
1.43
90
330
0.9
1
4.2
综采
50.09
3号回风井范围内11#煤放顶煤工作面特征表
工作面平均长(m)
平均采高(m)
原煤密度(t/m3)
回采率(%)
年工作日数(d)
正规循环作业系数(%)
工作面个数
日推进度(m/d)
采煤方法
生产能力(万t/a
190
4.7
1.43
90
330
0.9
1
4.2
综放
143.36
综掘工作面名称
巷道纯煤面积(m2)
原煤视密度(t/m3)
日进尺(m/d)
年工作日数(d)
生产能力(万吨/年)
J1114材料巷
11.4
1.43
12
330
6.46
J1114运输巷
11.6
1.43
12
330
6.57
J轨道巷
12
1.43
12
330
6.80
J1117材料巷
11.2
1.43
12
330
6.34
J1117运输巷
11.4
1.43
12
330
6.46
231127材料巷
11.3
1.43
12
330
6.40
231127运输巷
11.5
1.43
12
330
6.51
五盘区西翼轨道巷
14
1.43
9
330
5.95
合计
51.47
掘进工作面特征表
P=∑P采i+∑P掘j
i=1j=1
式中:
P------------矿井通风能力,万t/a
P采i----------第i回采工作面正常生产条件下的年产量,万t/a
P掘j----------第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量,万t/a
m1---------回采工作面数量,个
m2---------掘进工作面数量,个
m1\m2应符合合理采掘比。
交子里井范围内的通风能力核定为
PJ=150.91+150.91+50.09=351.91万吨/a
三号回风井范围内的通风能力核定为:
P三号井=143.36万吨/a)
P掘进煤=(6.46+6.57+6.80+6.34+6.46+6.40+6.51+5.95)
=51.47万吨/a
全矿井通风能力核定为:
P全矿井=PJ+P三号井+P掘进煤
=343.21+143.36+51.47
=546.74万吨/a
因此,根据现场实际核定,柳湾煤矿矿井通风能力为538.04万吨/a.
七、矿井通风能力验证
(1)通风机工况点参数为:
交子里井风量为91.32m3/s、静压为1421Pa;3号回风井,风量为111.33m3/s,静压为1441Pa。
根据柳湾煤矿2014年矿井反风演习总结,矿井反风演习反风操作时间3分钟,恢复正常通风操作时间2分钟,供给风量为正常风量的48.17%.
(2)、矿井通风网络的能力验证
柳湾煤矿矿井总进风量、总回风量比较大,其中3#井通风阻力较大,3#井总阻力1441pa,总排风量为6680m3/min,3#井等积孔为3.49m2,这说明3#井通风较容易,交子里回风井通风总阻力为1421pa,总排风量为5582m3/min,矿井等积孔3.27m2,这说明交子里回风井范围的矿井通风容易,总体通风网络中的通风阻力分配合理且与风量想匹配。
矿井定期对井下的风门、密闭、挡风墙等通风设施进行检查维护,从而达到良好的通风效果,使得通风系统更加稳定、合理、可靠。
因此,通风网络能力能够满足井下生产安全的需要。
(3)、矿井用风地点有效风量验证
从柳湾煤矿有效风量测定的结果看,矿井各盘区、各作业地点的有效风量均大于盘区、作业地点的需要风量,井下巷道、用风地点的风流方向稳定,风量满足要求,井巷风速满足要求,温度符合《煤矿安全规程》规定。
(4)、矿井稀释排放瓦斯能力验证
柳湾煤矿属瓦斯矿井,通风系统完整、可靠,目前井下各盘区均布置专用回风巷,采掘工作面均是独立通风系统;井下没有不合理的串联通风、扩散通风、采空区通风的现象。
同时还制定了严格的瓦斯管理制度,对瓦斯隐患能够及早发现、早治理。
加强了局部通风管理,杜绝了无计划停电停风现象,加强了对瓦斯排放工作的管理,狠抓了瓦斯管理的重点和薄弱环节。
交子里井回风流中的CH4和CO2平均浓度为
CJCH4=qJCH4绝/QJ=2.05/5582*100%=0.04%<0.6%
CJCO2=qJCO2绝/QJ回=6.69/5582*100%=0.12%<0.6%
3号回风井回风流中的CH4和CO2平均浓度为
C3号CH4=q3号CH4绝/Q3号回=2.08/6680*100%=0.03%<0.6%
C3号CO2=q3号CO2绝/Q3号回=7.41/6680*100%=0.11%<0.6%
矿井其他地点的瓦斯浓度也不超限。
八、矿井通风能力核定结果
综合运用矿井通风阻力测定,通风机性能测定、有效风量与漏风通道测定、瓦斯等级鉴定的基础数据,对柳湾煤矿的通风能力进行了核定和评价。
柳湾煤矿通风网络稳定,通风机运转安全经济,井下风量分配合理;矿井原设计生产能力为500万吨/a,井下布置4个回采工作面、8个掘进工作面,使用的主要通风机TZK58NO24—I型和FBCDZ№22,其中交子里井电机功率为2*160KW,3号回风井电机功率为400KW;交子里井矿井总进风量5316m3/min,总排风量为5582m3/min,等积孔为2.88m2;3号回风井总进风量6492m3/min,总扇排量为6680m3/min,矿井等积孔为3.49m2。
根据通风能力核定的计算方法,最终确定柳湾煤矿通风能力为546.74万吨/a.
附:
矿井各主要地点有效风量、风速、温度验证表
矿井用风地点有效风量验证
序号
名称
地点
风量(m3/min)
风速(m/s)
温度(oC)
需风量
实测风量
是否满足要求
规程
规定
实际
测定
是否符合要求
规程
规定
实际
测定
是否符合要求
1
矿井总进总回
2#主斜井
807
是
≤8
1.03
是
不大于26
14
2#副斜井
634
是
≤8
0.67
是
不大于26
14
西沟材料斜井
2324
是
≤8
4.56
是
不大于26
14
3#副斜井
4530
是
≤8
4.44
是
不大于26
14
交子里进风立井
3513
是
≤15
2.91
是
不大于26
14
交子里回风立井
5582
是
≤8
5.89
是
不大于26
18
3#回风井
6680
是
≤8
7.79
是
不大于26
18
2
采煤工作面
J1113综放
710
828
是
0.25-4
0.74
是
不大于26
18
是
J1012综采
710
740
是
0.25-4
1.10
是
不大于26
19
是
231124综放
710
857
是
0.25-4
1.00
是
不大于26
18
是
3
掘进
工作面
J1114材料巷
410
468
是
0.25-4
0.66
是
不大于26
16
是
J1114运输巷
4
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