2022年煤矿西采区通风系统改造设计方案.docx
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1、精品学习资源煤矿西采区通风系统改造设计公司矿生产技术部2021 年 10 月 28 日矿井通风系统改造设计人员名单设计人设计负责人通风负责人技术负责人机电负责人生产技术部总工程师欢迎下载精品学习资源矿长通风系统改造设计依据:煤矿安全规程,版煤炭工业出版社,2007 年矿井通风与空气调剂,中国矿业高校出版社,1990 年煤矿安全工程设计煤炭工业出版社,1994 年采矿工程设计手册煤炭工业出版社,2003 年通风安全学,中国矿业高校出版社,2000 年通风系统改造设计原就:按“以风定产”原就,使改造后的通风系统才能与矿井生产才能相匹配改造设计技术上合理牢靠,风量充分,风流稳固、风速合理以最少的投资
2、,较少的工程量与材料消耗,获得最好的经济效益依据本公司的实际情形,尽可能选用先进技术和装备改造后的系统安全牢靠,防灾、抗灾才能强目录第一节、矿井简况5其次节、矿井通风系统现状及存在问题5一、通风系统现状 5二、存在问题 6第三节、矿井通风系统改造方案的挑选6一、方案挑选 6二、方案设计的运算基础 7第四节、矿井需风量运算及风速验算8一、需风量运算 8二、风量安排及风速验算 14第五节、矿井通风阻力运算15一、通风阻力运算 15二、通风阻力分析 18第六节、通风设备挑选 18一、工况点运算 18欢迎下载精品学习资源二、电机功率运算18三、风硐改造 19第七节、通风系统改造20一、生产巷道现状20
3、二、巷道改造方案20欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源第一节、矿井简况煤矿位于贵州省黔西南布依族、苗族自治州普安县楼下镇;地理坐标为:东经 1045400 1045534,北纬 25 2247 2524 40;矿井外形为不规章形,面积 4.7993km;主井口标高为 1405.48m,副井标高为 1404.60m, 风井标高为 1446.54m,主平硐标高为 1309.79m;本井田可采煤层 4 层,即 17#、18#、19#、20#煤层;矿井采纳平硐、斜井开拓方式,原设计生产才能 30 万吨年, 2021 年实际产煤 36 万吨;目前共有两个采区,西采区地质构造简洁,煤量大,2021
4、年产出煤量 21 万吨; 2021 年,西风井将担负年产 25 万吨以上产量的通风任务,需供风量 4000m3/min左右;煤矿煤层开采次序先上后下,近距离煤层群分组联合布置,上山开采,采区式区段后退式,区段内后退式回采;采煤工作面采纳走向长壁后退式采煤法,采煤工艺为炮采、支护形式为2.5m 单体液压支柱协作绞接顶梁、四对八梁全断面支护;全部垮落法治理顶板;矿井通风系统现状及存在问题一、通风系统现状煤矿矿井通风方式为中心并列式,通风方法为抽出式,主、副,主平硐井进风,东西采区风井回风;地面通风机房安设两台同型号离心式扇风机,一台运转,一台备用;3西采区主扇型号为 BD-11NO14型,功率为
5、255kw,数量 2 台(一台工作, 一台备用),额定风量 1200-2880m3/min、风压 1000 3100Pa;采区实际总进风量 2024m/min ,负压 980Pa;东采区主扇型号为 FBCDZ防爆对旋轴流式风机,数量 2 台(一台工作,一台备 用 ) , 配 套 电 机 YBF225-4 主扇 功 率 为 2 75kw, 额 定 风 量 1510-欢迎下载精品学习资源3100m3/min 、 风 压 1300 3300Pa; 采 区实 际总 进风 量 2283m3/min , 负压1100Pa;掘进工作面使用FBDNo6/215kw 型,全矿共有局部扇风机八台(四台工 作,四台
6、备用),电机功率为2 15kw、风量为 330m3/min-500m3/min,风筒为 600mm的矿用抗静电阻燃风筒 , 采纳压入通风本矿井采纳抽出式通风,二、存在问题煤矿原设计才能为 45 万吨年,但是实际生产才能难以达到设计生产才能,今年矿井对各个生产系统进行了一系列改造,矿井生产才能达90 万吨 年;矿井通风系统虽进行了系列改造,但仍不能完全与矿井实际生产才能相匹配,给通风安全治理带来隐患;主要存在以下几方面的问题:1、按目前的采掘布局布置,西采区主要通风机的供风量已达到极限;日常因供风量不足影响生产安全;2、主要通风机严峻老化,故障较多,运行不稳固,供风量不连续不行靠;3、井下采场逐
7、步向西采区转移,采区要布置2 个采煤工作面和二个掘进工作面,所需风量增加,通风距离增大,通风阻力增大,现运行的主要通风机难以满意安全生产需要;4、矿井主要通风巷道都布置地煤层中,变形严峻,通风断面小,阻力大, 风速超限,供风量不足;第三节、矿井通风系统改造方案的挑选一、方案挑选煤矿原设计才能为 30 万吨,矿井初期主要开采首采区的17#煤,现西采区 17#煤层已回采终止,矿井东西采区近两年内也将终止,矿井今后的生产2主要集中在西采区开采;采区开头投产时采区主要进风巷道断面积为5.6 8.02m2, 主要回风巷道断面积为 6.9m2,并开采 17#煤层,通风距离短,通风网络简洁,测定通风阻力为
8、1205Pa,等积孔为 2.26m ,网络上属于通风简洁矿井;目前矿井通风系统存在的问题主要为矿井总风量达到极限、主要通风机严欢迎下载精品学习资源重老化,故障较多,运行不稳固、通风系统将由生产系统的增加,所需的风量增加,通风距离增大,通风阻力增大,现运行风机难以满意安全生产需要;煤矿通风系统改造的目的在于提高矿井总风量,保证主要通风机安全运转, 使通风才能与生产才能相匹配;鉴于以上对矿井通风网路、通风设备的分析,通风系统改造的方案为:更换矿井主要通风机和巷道改造;二、方案设计的运算基础煤矿通风系统改造的方案为更换主要通风机和巷道改造,今后采掘头面个数及机电硐室数量基本稳固,但随采掘地点的变化,
9、通风系统有较大变 化;因此主要通风机选型,须从以下几方面作为选型运算的基础:(一)重新运算矿井需风量,合理配风,并以此来运算矿井通风阻力;(二)随采掘布局的变化,矿井生产逐步转移到西采区,形成西采区通风系统;生产系统增加,矿井配风量增加,通风路线延长、通风阻力增大,矿井通风进入困难时期;因此应以通风路线最长、阻力最大的困难时期作为风机选型的基础;(三)依据矿井采掘方案,矿井需风量运算 1 个回采工作面、 1 个备用工作面, 4 个掘进工作面、 2 个独立通风的硐室作为风量运算基础;1 个回采工作面为: 1903 工作面;1 个备用工作面: 1904 工作面;4 个掘进工作面: 17#煤层和 1
10、9#煤层;(四)通风阻力运算通风简洁时期: 阻力运算以 1903 回采工作面为通风阻力运算路线;西采区1 个回采工作面, 2 个掘进工作面,留有30m的煤柱;通风困难时期: 阻力运算以 1904 回采工作面和 1903 回采工作面作为通风困难时期阻力运算路线;通风困难时期西采区1 个回采工作面, 1 个备用面, 4个掘进工作面, 2 个硐室,按工作面的最长运算;欢迎下载精品学习资源第四节、矿井需风量运算及风速验算一、需风量运算采煤工作面的实际需要风量,应按稀释和冲淡抽放以后的工作面瓦斯涌出 量要求,并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行运算后,取其中最 大值,并经风速验算;经分析和运算认
11、为,本矿井地温不高,炮采工作面人数 少,一般不超过 35 人,因此,影响工作面风量确定的主要缘由是瓦斯涌出量和风速;(一)采煤工作面需风量运算1、西 1903工作面的配风量(1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量运算;Q采 1=100q 采Kc3式中: Q 采采煤工作面实际需要的风量,m/s ;q33瓦采采煤工作面肯定瓦斯涌出量,m/min ;取 5.7m /minQ3KC采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数,即该工作面瓦斯肯定涌出量的最大值与平均值之比;炮采工作面取1.4 2.0 ,本矿取 1.8采 1=100q 采Kc=1005.7 1.8=1026 m /min(2)按工作面温度运算Q 采V
12、c ScKi式中Vc采煤工作面相宜风速,取 1.0m3/s;2Sc采煤工作面平均有效断面,取 7.04m ;Ki 工作面长度系数,取 1.0;故 Q 采17.041=422.4m3/min( 3)按炸药使用量运算Q 采25Ac/60=0.417Ac欢迎下载精品学习资源18kg;式中Ac :采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量,取故 Q 采0.41718=450m3/min欢迎下载精品学习资源(4)按工作面工作人员数量运算欢迎下载精品学习资源33Q 采=4n=435=140m/min =2.3 m /s式中: n采煤工作面同时工作的最多人数, 35 人;33以上运算最大值 Q采=maxQ采 1
13、 1,Q 采 2 取 Q采=787.2m/min=13.12m /s(5)按风速验算0.25 ScQ 采4Sc,就 0.25Sc0.257.04 1.76 m3/s Q 采4Sc47.0428.16m3/s Q 采33故 Q 采 1026m /min=17.1m /s 满意要求;3西采区 1903 工作面所需风量为 1026 m /min ,2、西 1904工作面的配风量(1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量运算;Q采 1=100q 采Kc3式中: Q 采采煤工作面实际需要的风量,m/s ;q33瓦采采煤工作面肯定瓦斯涌出量,m/min ;取 4.6m /minQ3KC采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用
14、风量系数,即该工作面瓦斯肯定涌出量的最大值与平均值之比;炮采工作面取1.4 2.0 ,本矿取 1.8采 1=100q 采Kc=1004.6 1.8=828 m /min(2)按工作面温度运算Q 采V c ScKi式中Vc采煤工作面相宜风速,取 1.0m3/s;2Sc采煤工作面平均有效断面,取 7.04m ;采煤工作面空气温度采煤工作面风速, V m/sKi 工作面长度系数,取 1.0;故 Q 采17.041=422.4m3/min 表 1 采煤工作面温度与风速对比表150.3-0.515-180.5-0.818-200.8-1.020-231.0-1.523-261.5-2.0欢迎下载精品学习
15、资源2依据煤矿地温梯度及季节变化情形,井下工作面温度一般在1722 之间,对比上表,取工作面风速V采 i =1.0m/s ;S 采i 第 i 个采煤工作面的平均断面积 m ; K采面调整系数;(3) )按炸药使用量运算Q 采25Ac/60=0.417Ac式中Ac :采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量,取欢迎下载精品学习资源18kg;故 Q 采0.41711.25=281m3/min欢迎下载精品学习资源(4) )按工作面工作人员数量运算33Q 采=4n=435=140m/min =2.3 m /s式中: n采煤工作面同时工作的最多人数, 35 人;欢迎下载精品学习资源3以上运算最大值 Q采=
16、maxQ采 1 1,Q 采 2 取 Q采=787.2m/min=13.12m(5) 按风速验算0.25 ScQ 采4Sc,3/s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就 0.25Sc0.257.04 1.76 m3/s Q 采欢迎下载精品学习资源4Sc47.0428.16m3/s Q 采3故 Q 采 13.8m3/s 满意要求;西采区 1904工作面所需风量为 828 m /min ,各个独立通风的掘进工作面实际需风量, 应按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药用量、局部通风机实际吸风量、风速和人数等规定要求分别进行运算, 并取其中最大值;(二)采区掘进工作面需风量运算1、西 1905 运输巷配风量运
17、算(1) )按每班掘进工作面人数运算 :33Q 掘 3 =4 nj =412=64m /min=1.06 m /s3式中: nj 掘进工作面同时工作的最多人数, 1 人; 经运算,掘进工作面风量为 1.06m /s ;(2) 按瓦斯(或二氧化碳)涌出量运算欢迎下载精品学习资源Q 掘 1=100 q 瓦掘K 掘通式中: T-昼夜产量 , 6.09 6m 1.5t/m 3=54.8t3q 绝瓦斯相对涌出量, 1.26m /t ;K 掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数,该数值应经过观看实测后取得;一般取 1.4 2.0 ;取 1.4就: Q 掘 1=100q 掘Kd=100 0.9454.8
18、/24601.4=343m3/min(3) 按炸药使用量运算:Q 掘 2 =Aj b( tc)式中: Aj 掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,4.5kg ;3b每公斤炸药爆破后生成的当量CO 的量,依据炸药有毒气体国家标准,取 b=0.1m/kg ;t 通风时间,一般不少于 20min;c 爆破经通风后,答应工人进入工作面工作的CO浓度,一般取c=0.0024%;3Q 掘=25Aj=25 4.5=112.5m /min(4) 按局部通风机吸风量运算:33Q掘 = Q 局I 9S=375 1+96.08=382 m /minQ 掘局部通风机实际吸风量,该对旋式局部通风机2 15K 额定风量33
19、为 456295 m /min ,取 375 m /min 进行运算,S安装局部通风机巷道断面 9为防止局部通风机吸循环风的风速I 局部通风机的台数3经运算,以上运算最大值 Q掘=maxQ掘 1,Q 掘 1,Q 掘 3 ,就一般钻爆法掘进工作面风量为 382m/min ;(5) 按风速验算:依据煤矿安全规程规定煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满意:15SjQ 掘240Sj2式中: Sj 掘进工作面巷道过风断面, 7.04m ;欢迎下载精品学习资源所以: Q掘 156.08=91.2m3/min=1.52m3/s欢迎下载精品学习资源33Q掘2406.08=1459.2m /min=24.32m
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- 2022 煤矿 采区 通风 系统 改造 设计方案
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