矿井一采区通风系统设计.doc
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1、山西石楼华润联盛赵家沟煤业有限公司一采区通风系统设计 采区通风系统设计一通风系统依据井田开拓部署,矿井采用中央并列式通风方式,主斜井、副斜井进风,回风立井回风。1.2风井数目、位置、服务范围及时间共布置三个井筒,主斜井、副斜井为进风井,回风立井为专用回风井。主斜井、副斜井、回风立井均位于一个工业场地内。一采区回采工作面采用U型全风压通风,掘进工作面采用压入式通风。1.3 预测矿井达到设计生产能力后矿井瓦斯和二氧化碳涌出量计算如下:根据山西省煤炭工业局综合测试中心2012年所做的山西石楼华润联盛赵家沟煤业有限公司矿井瓦斯等级鉴定报告, 2煤层最大绝对瓦斯涌出量0.55m3/min,属低瓦斯矿井。
2、二矿井风量、负压及等积孔2.1矿井通风风量计算1、矿井需风量计算根据煤矿安全规程第一百零三条规定,矿井总进风量计算如下:(1)按井下同时工作的最多人数计算Q矿=4NK矿式中:N井下同时工作的最多人数138人;K矿矿井通风系数,1.20;Q矿=41381.20=662.4m3/min=11.04m3/s(2)按采煤、掘进、硐室及其它回风地点实际需要风量的总和计算Q矿=(Q采+Q掘+Q硐+Q其它)K矿式中:Q采采煤工作面实际需要风量的总和,m3/s;Q掘掘进工作面实际需要风量的总和,m3/s;Q硐硐室实际需要风量的总和,m3/s;Q其它矿井除采煤、掘进和硐室外的其它井巷需要进行通风的风量总和,m3
3、/s;K矿矿井通风系数,1.20。2、矿井采煤工作面风量计算采煤工作面应按瓦斯(或CO2)涌出量、工作面温度、同时工作的最多人数分别计算,取其中最大值,并用风速验算。a、按瓦斯涌出量计算以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准计算需风量。因此工作面风量计算如下:Q采=100q采K采通(m3/min)式中:Q采回采工作面实际需风量,m3/min;q采采煤工作面回风巷风流中绝对瓦斯涌出量,m3/min;K采通采煤工作面为瓦斯涌出不均匀的风量备用系数,取1.4;则Q采=1002.691.4=376.6m3/min=6.28m3/s。b、按工作面温度计算Q采60VcScKi式中:Q采工作面需风量,m
4、3/min;Vc工作面适宜风速,依据煤矿通风能力核定办法回采工作面温度与风速的对应关系取1.5m/s;Sc回采工作面平均有效断面,工作面取5.145m2;Ki工作面长度系数,取1.1。Q采601.55.1451.1509.355m3/min8.49m3/sc、按工作人员数量计算Q采=4nc式中:Q采工作面供风量,m3/min; 4每人每分钟应供给的最低风量,m3/min; nc采煤工作面同时工作的最多人数,按交接班时24人考虑。Q采=424=96m3/min=1.6m3/sd、按风速验算验算最小风量:Qcf600.25ScbScb=lcbhcf70%Scb=lcbhcf70%=3.81.477
5、0%=3.91Qcf600.25Scb=600.253.91=58.65验算最大风量:Qcf604.0ScsScs=lcshcf70%Scs=lcshcf70%=3.21.4770%=3.3Qcf604.0Scs=604.03.3=792式中:Scb回采工作面最大控顶距有效断面, m2;lcb回采工作面最大空顶距,取3.8m;hcf回采工作面实际采高,取1.47m;Scs回采工作面最小空顶距有效断面, m2;lcs回采工作面最小空顶距,取3.2m;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。e、按炸药使用量计算Q普掘=25A普掘式中
6、:Q普掘普掘掘进工作面需要风量,m3/min;A普掘掘进工作面一次爆破的最大炸药用量,A普掘=6kg。Q普掘=256=150m3/min=2.5m3/s即:58.65Qcf79258.65509.355792综上所述,取最大计算值,并经风速校验,确定采煤工作面需风量为8.49m3/s。3、矿井掘进工作面风量计算煤巷、半煤岩巷和岩巷独头通风掘进工作面的风量,应按瓦斯(或CO2)涌出量、炸药用量、局部通风机吸风量、同时工作的最多人数分别计算,取其中最大值,并用风速验算。a、按瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通式中:Q掘掘进工作面实际需要的风量,m3/s;q掘一个掘进工作面瓦斯绝对涌出量, m/m
7、in;K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数,取1.8。则Q普掘=1000.241.8=43.2m3/min=0.72m3/sb、按局部通风机吸风量计算Q掘QfI+600.25SQf掘进面局部通风机实际吸风量,m3/s。普掘掘进工作面选用FBD5.6/215型对旋轴流式局部通风机,额定风量500m3/min; I掘进面同时运转的局部通风机台数,取1台;S掘进工作面断面积,取7.04 m2。Q普掘=5001600.257.04 =605.6m3/min=10.1m3/sc、按炸药使用量计算Q普掘=25A普掘式中:Q普掘普掘掘进工作面需要风量,m3/min;A普掘掘进工作面一次爆破的最大炸药用量
8、,A普掘=6kg。Q普掘=256=150m3/min=2.5m3/sd、计算按人数计算Q掘4Nj式中:4每人每分钟供给的风量不得小于4m3;Nj掘进工作面同时工作的最多人数,取20人。Q普掘420=80m3/min=1.33m3/se、按风速进行验算验算最小风量:Q掘600.25ShfQaf600.25Shf=600.257.04=105.6验算最大风量:Q掘604.0ShfQcf604.0Shf=604.07.04=1689.6式中:Shf掘进工作面巷道的净断面积,取7.04m2。即:105.6Q掘1689.6105.6605.61689.6综上所述,取最大计算值,并经风速校验,确定掘进工作
9、面需风量为10.1m3/s。考虑两个掘进工作面,故掘进工作面需风量为20.2m3/s。4、硐室及其它井巷需风量采区水仓和采区变电所采用独立通风,按2 m3/s配风,则Q硐=4m3/s。其他巷道:Q其它=5m3/s综上计算可知一采区总风量如下:Q=(8.49+20.2+4+5)1.20=44.0251.20=45.22m3/s2.2风量分配矿井移交生产时,风量分配如见表4-2-1。矿井通风用风点风量分配表表4-2-1 顺序用风地点数量(个)单位配风量(m3/s)总配风量(m3/s)备注12号煤一采区工作面18.498.4922号煤一采区普掘工作面210.120.23消防材料库1334采区变电所1
10、335其他巷道5合 计402.3负压矿井通风负压采用下式计算:h=LPQ2/S3+h局式中:h矿井通风总阻力,Pa;井巷摩擦阻力系数,kgs/m4;L井巷长度,m;P井巷净断面周长,m;S井巷净断面面积,m2;Q通过井巷的风量,m3/s;h局局部阻力,h局=15%h,Pa。经计算,矿井通风容易时期负压798.24Pa,通风困难时期负压988.59Pa。2.4等积孔矿井等积孔采用下式计算:A=1.19Q/h0.5式中:A等积孔,m2;Q风量,m3/s;h风压,Pa。经计算,矿井通风容易时期和困难时期等积孔分别为2.23m2和2.01m2,属通风小阻力矿井。三 、瓦斯防治措施 3.1回采工作面瓦斯
11、防治措施 1、回采工作面采用长壁式采煤法,U型通风方法。符合国家现行标准煤矿安全规程的有关规定。 2、回采工作面配风量为510 m3/min,符合规程规定的风速要求。 3、回采工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。 4、 回采工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。 5、 回采工作面及其它巷道内,体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。6、 回采工作面及其它作
12、业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。7、 对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备,必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时方可通电开动。8、 回采工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。9、 回采工作面放炮必须执行“一炮三检”,即:装药前、放炮前和放炮后,瓦斯员检查放炮地点及其前后20米范围内的瓦斯情况,当瓦斯浓度达到或超过1%时,不得装药放炮,每次检查结果必须填写在瓦斯日报、牌板、记录手册上。10、 回采工作面放炮都必须严格执行“三人连锁放炮制度”,由放炮员
13、、瓦斯员和带班长三人连锁,换牌管理,任何一人不在,不得放炮。如果瓦斯超限、顶板等存在隐患,必须立即停止发炮,进行处理。放炮后,由三人对放炮地点进行检查,确定无误后人员开始工作。11、 矿井必须从回采生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚;当发生瓦斯积聚时,必须及时处理。 3.2掘进工作面瓦斯防治措施 1、 掘进工作面采用局部通风机通风,掘进工作面选用FBD5.6/215型对旋轴流式局部通风机,通风方式采用压入式。 2、巷道掘进局部通风方式采用压入式,并必须符合国家现行标准煤矿安全规程的有关规定。 3、压入式局部通风机和启动装置,必须安装在距掘进巷道回风口不得小于10m处。全风压供给该处的风量必须大于
14、通风机的吸入风量。局部通风机安装地点到回风口的巷道中的最低风速必须符合煤矿安全规程有关规定。 4、掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。5、 掘进工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。6、 掘进工作面及其它巷道内,体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。7、 掘进工作面及其它作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时
15、,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。 8、 对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备,必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时方可通电开动。9、 掘进工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。10、 掘进工作面放炮必须执行“一炮三检”,即:装药前、放炮前和放炮后,瓦斯员检查放炮地点及其前后20米范围内的瓦斯情况,当瓦斯浓度达到或超过1%时,不得装药放炮,每次检查结果必须填写在瓦斯日报、牌板、记录手册上。11、 掘进工作面放炮都必须严格执行“三人连锁放炮制度”,由放炮员、瓦斯员和带班长三人连锁,换牌管理,任何一人不在,不得放炮。如果瓦斯超限、
16、顶板等存在隐患,必须立即停止发炮,进行处理。放炮后,由三人对放炮地点进行检查,确定无误后人员开始工作。12、 矿井必须从掘进生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚;当发生瓦斯积聚时,必须及时处理。3.3硐室瓦斯防治措施1、硐室除消防材料库、采区变电所为独立通风外,其余均采用新风串联。2、井下机电设备硐室应设在进风风流中。如果硐室深度不超过6m、入口宽度不小于1.5m而无瓦斯涌出,可采用扩散通风。井下个别机电设备硐室,可设在回风流中,但此回风流中的瓦斯浓度不得超过0.5%,并必须安装甲烷断电仪。四 、井下通风设施及构筑物4.1井下通风设施及构筑物设计采用的通风设施及构筑物有风门、调节风门、密闭、风桥和
17、风帘等。对其结构和设计简述如下:1、风门:铁制,设在进、回风巷之间,用于隔绝风流和便于行人、检修等。门前后5m内支架完好,门墙厚不小于0.5m,四周掏槽深0.20.3m;结构严密,漏风少,向关门方向倾向8085;风门迎风开启;列车通过风门区域,设置声光信号。2、调节风门:铁制,用于调节通过巷道的风流大小、安设在大巷、掘进工作面、独立通风硐室的回风通道等需要调节风流的巷道中。3、密闭:分为永久密闭和临时密闭两种,用于隔绝风流。临时密闭用木板及黄泥建筑,永久密闭用砖、料石、水泥等建筑。密闭墙两帮、顶、底需掏槽,槽深在煤中不得小于1m,岩石中不得小于0.5m;用不燃性材料建筑,墙无裂缝、无漏风。4、
18、风帘:采用不燃性材料制作,主要设在回采工作面的上隅角,用于疏导风流。5、挡风墙:用以截断风流流动或防止瓦斯自采空区向工作区扩散。临时挡风墙用木板及黄泥建筑,永久挡风墙用料石、水泥等建筑。挡风墙两帮、顶、底需掏槽,槽深在煤中不得小于1m,岩石中不小于0.5m;用不燃性材料建筑,墙无裂缝,无漏风;墙内外5m内支架完好。6、测风站:用以测量全矿井总进风量和回风量,以及采煤工作面、掘进工作面的进风量和回风量。测风站必须设在直线巷道中;测风站本身的长度不得小于4m,附近至少要有1015m断面没有变化;测风站不得设在风流汇合处附近,站内不得有障碍。测风站应设置记录牌,记录内容有巷道断面、风速、风量、瓦斯浓
19、度、测风时间。7、风硐:主要通风机和井筒之间的联络硐,井下污风流均通过此风硐排出地面,风硐内应安装风速和负压传感器。断面不应小于4m2,内壁光滑不漏风。4.2通风设施的安全可靠性为保证井下风流按设计路线流动,在巷道布置了完善的通风设施。1、独立通风硐室,进、回风巷尽头联络处等设置有调节风门,以控制风流流量。2、进、回风巷间废弃的联络措施巷设置了密闭墙。3、回风立井井口设置了防爆门,确保爆炸事故时主通风机不被冲击波冲毁,便于矿井救灾及恢复生产。4、井下风门、调节风门等通风构筑物,布置在巷道水平段及直线段,安全、可靠性较强,当通风设施受采动影响后,应及时修复,以减少通风构筑物处漏风。5、进、回风井
20、之间和主要进、回风巷之间的每个联络巷中,必须砌筑永久性挡风墙;需要使用的联络巷,必须设置2道联锁的正向风门和2道反向风门。6、控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门,应安设自动风门或设专人管理,并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全风门。4.3通风设施施工1、永久设施:(包括风门、密闭、风窗、风桥、防爆门、安全出口硐室)(1)墙体用不燃性材料建筑,严密不漏风(手触无感觉、耳听无声音)。(2)墙体平整(1m内凸凹不大于10mm,料石、砖砌勾缝除外);无裂缝(雷管线不能插入)、重缝和空缝。(3)密闭周边,煤与软岩必须掏槽(硬岩见硬底、
21、硬帮可不掏槽),沿密闭周边抹不少于0.1m宽的裙边,其厚度不小于0.01m。(4)设施周围5m范围内巷道支护良好,无杂物、积水、淤泥。(5)密闭内有水的,要设反水池或反水管;密闭前无瓦斯积聚;要设栅栏(符合扩散通风标准,可不设栅栏)、警标、说明牌板。(6)风门不少于2道,通车风门间距不小于1列车长度,人行风门间距不小于5m,进回风巷道之间的风门至少设2道正向、2道反向联锁风门,风门能自动关闭,有闭锁装置,风门不能同时敞开。(7)门框要包边沿口,有衬垫,四周接触严密(以不透光为准,通车门底坎除外),门扇平整不漏风,门扇与门框不歪扭,调节风窗调节位置要设在门墙上方,并能调节。(8)防爆门施工、防爆
22、门应布置在出风井同一轴线上;、出风井与风硐的交叉点到防爆门的距离,比该点到主要通风机吸风口的距离至少要短10m。、防爆门的结构,必须有足够的强度,并有防腐和防抛出的设施。、装有主要通风机的出风井口安装防爆门,防爆门每6个月检查维修1次。(9)安全出口硐室施工本矿回风立井作为安全出口,担负紧急情况下的行人任务,因此该井筒设置了行人硐室(安全出口硐室),安全出口硐室距离井口35m,硐室通过斜巷与地面相通,斜巷中同时铺设台阶,安全出口硐室设两道联锁的双向风门。 2、临时设施(包括临时风门、临时密闭)(1)临时密闭要设在顶、帮良好处,见硬底、硬帮,与煤岩体接实。(2)设施周围5m范围内巷道支护良好,无
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