大远煤矿压风自救系统

山西大远煤业有限公司压风自救系统设计说明书邯郸市瑞达工程设计有限公司2011年10月总经理：赵文庄技术负责人：章承民项目负责人：邓英华参加编制人员名单项目名称山西大远煤业有限公司压风自救系统方案设计参加设计人员专业姓名职称机械邓英华工程师审查人员专业姓名职务（职称）机械成玉岭所长迟勇总工程师目录前言..........................................................................................................1第一章矿井压风系统现状......................................................................2第一节压风系统现状..........................................................................2第二节压风系统设计的必要性..........................................................2第二章供风系统设备能力校核..............................................................3第一节压风设备能力..........................................................................3第二节压风设备能力校验..................................................................4第三节压风管道能力校验..................................................................5第三章压风系统改造..............................................................................61前言为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，保障煤矿职工生命安全，促进煤矿安全生产，根据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发［2010］23号）精神，各生产矿井必须建立健全煤矿井下安全避险“六大系统”，保障职工身心健康，保护职工生命不受侵害，促进煤炭事业健康发展。煤矿压风自救系统，是以矿井现有的压风管路为基础，并将压风管路延伸到所有有工作人员作业的地点，在压风管路上安装“矿井压风自救装置”，构成一套完整的“压风自救系统”。正常生产时为矿井用风设备提供动力，灾害时，为被困人员接受新鲜空气的“呼吸”系统。一、编制本设计的依据1、《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》安监总煤装〔2010〕146号；2、《煤矿安全规程》（第437条、第438条、第439条）；3、《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全监管总局令第19号）第106条；4、该矿提供的有关图纸、文字材料及意见。二、编制本设计的指导思想1、贯彻执行党和国家安全生产方针和有关矿山安全法规的具体规定，严格按照《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》等有关技术规程、规范、从严精心设计，以促进安全生产，保障职工身心健康和生命安全。2、采用先进的机电设备和安全装置，坚持“安全第一，预防为主”的原则，防患于未然。23、以安全和经济效益为中心，从该矿井的实际出发，坚持设计为生产服务，减少资金投入，缩短工期，早日实现压风自救系统的完善，为安全生产打好基础。三、本设计的主要内容，技术经济指标校核现有压风系统是否满足灾害情况下的供风需求。第一章矿井压风系统现状第一节压风系统现状一、设备现状地面压风机房：4台固定式空压机，其中3台固定水冷式单螺杆空压机FHOG210W型,排气压力：0.8MPa，额定功率：160kW，排气量：27.5m3/min/台；1台固定风冷式螺杆空压机，排气压力：0.8MPa，额定功率：160kW，排气量：20m3/min/台。地面空压机站共设4台空压机，3台工作，1台备用。井下有比较完善的供风管路系统。二、井下工作地区、工作人数统计考虑井下最大作业班，按照人均每分钟0.1m3供风量标准计算，岗位92人，在籍系数1.4，最大作业班人数92×1.4=129人。工作人员主要分布在1201北中工作面。第二节压风系统设计的必要性一、煤矿安全生产特殊生产环境的要求。煤矿生产作业环境受到来自于水、火、瓦斯、煤尘、顶板等多种自然灾害的影响，矿工生命受到多种灾害的威胁，生产过程中难免有事故3发生，一旦发生事故，最便捷的救援方法就是供给水和空气，供风施救管路的作用无可替代。二、煤矿安全生产形势的要求。近几年来，国家、地方政府及企业抓安全的力度大了，措施多了，安全监督的作用强化了，但从煤矿近几年的安全状况来看，效果并不理想，依然有重大事故发生。总结以往事故成功救援的经验，现场完整的供风管路起到了至关重要的作用。三、党和国家对于煤矿职工生命保护的要求。党和国家关心煤炭企业的发展，关心煤矿职工的身心健康，逐年提高对煤矿安全设施的资金投入，完善改造不利于煤企职工生活的诸多环节。四、科学管理的要求。随着煤矿生产管理水平的不断提高，国家安全管理局对煤矿生产提出了更高的要求，科学管理、人文管理、安全第一、生命高于一切已成为煤矿生产的宗旨，在这样的大环境下，矿井生产必须的安全设备设施都得到极大改善，作为煤矿安全避险系统之一的供风施救系统是必不可少的。因此，对矿井不完善的供风系统改造势在必行。第二章供风系统设备能力校核第一节压风设备能力目前该矿的压风设备为：地面压风机房：地面压风机房：4台固定式空压机，其中3台固定水冷式单螺杆空压机FHOG210W型,，排气压力：0.8MPa，额定功率：160kW，4排气量：27.5m3/min/台；1台固定风冷式螺杆空压机，排气压力：0.8MPa，额定功率：160kW，排气量：20m3/min/台。地面空压机站共设4台空压机，3台工作，1台备用。压风设备能力能力：Q=Q1+Q2+Q3=20+27.5×3=102.5m3/min。第二节压风设备能力校验一、校验事故状态下空压机给气能力事故状态下所需供气量：Q＝Kqin＝1.2×0.1×129=15.48m3/min式中：K—富裕系数取1.2；qi——井下人员的需气量不少于0.1-0.15m3/min，计算取0.1m3/min；n——矿井当班最多井下作业人数，129人；可见，事故状态下地面空压机房1台空压机工作，另外3台可作为备用满足井下人员的需氧量，因此该矿固定空压机能够满足“压风自救系统”供风要求。二、校验空压机的出口压力空压机出口压力，应保证在克服管道最大压力损失后，仍能满足避难人员吸氧压力要求。p＝phg+ΣΔp+0.1式中：phg——自救装置适用工作压力，0.3-0.7Mpa；取0.4Mpa5P——输气管路各部分压力损失之和；L——输气管路最远长度，L＝2.2kM；MPaLP09.01000λ——30～40kPa/km；0.1——考虑到旧管等影响而增加的压力损失，MPa。p＝phg+ΣΔp+0.1＝0.4+0.09+0.1=0.59MPa0.8MPa可见压风机工作压力满足事故状态下压风自救系统用风要求。第三节压风管道能力校验该矿井下压风管道路线复杂，为了便于计算，选择避灾路线最长的1201北中工作面，该段管路为最不利管路。地面空压机房→主井口（Ø159×6，100m）→主井G3处（Ø159×6，457m）→井底水平煤仓（Ø59×3，130m）→暗斜井皮带巷（Ø59×3，185m）→一部皮带巷（Ø59×3，150m）→1201北运输大巷（Ø59×3，1156m）。压气管路内径校验：1、地面空压机房→主井口→主井G3处干管管径计算：D=6.563Q0.37L0.2=6.563×27.50.37×5570.2=79.2mm式中：Q——通过干管路段的空气体积流量，取最大27.5m3/min；L——敷设至主井G3处干管管路长度为557m。地面空压机房至主井下部煤仓处干管管径为Ø159的钢管，满足压风6自救用风要求。2、井底水平煤仓→一部皮带巷干管管径计算：D=6.563Q0.37L0.2=6.563×100.37×4650.2=52mm式中：Q——通过干管路段的空气体积流量，取最大10m3/min；L——井底水平煤仓→一部皮带巷干管管路长度为465m。主井下部煤仓处→一部皮带巷干管管径为Ø59的钢管，满足压风自救用风要求。3、1201北运输大巷支管管径计算：D=6.563Q0.37L0.2=6.563×60.37×11560.2=52mm式中：Q——通过支管路段的空气体积流量，取最大6m3/min；L——支管管路计算长度，1156m。1201北运输大巷支管管径为Ø59的钢管，能满足压风自救用风要求。根据计算知，井下最远工作地区的供风管路满足灾变情况下的井下人员供风需求。第三章压风系统改造一、改造及新增设备需在回风斜井中新增压风管路Ø59×3的无缝钢管550m，地面90m，共计640m；新增加压风自救装置不少于46套。二、压风自救装置安装地点和技术方案（一）安装地点7有岗位工、流动人员作业和避灾途径的巷道：1、在避灾路线巷道的压缩空气管道上每100m安装一组压风自救装置。2、采掘工作面巷道内，在压风管路上安装压风自救装置，间距不大于100m；3、距离采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处各设置一组压风自救装置。（二）技术方案1、在避灾路线巷道的压缩空气管道上每100m安装一组压风自救装置。2、采掘工作面巷道内，在压风管路上安装压风自救装置，间距不大于100m；距离采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处各设置一组压风自救装置。每组压风自救装置应可供5~8人使用，平均每个人的压缩空气供给量不得小于0.1m3/min。以上设置的压风自救装置要随着工作面的回采不断向后移设。3、压风自救装置安装要求：(1)安装位置应尽可能接近工作场地,保证井下工作人员在发生灾害时有足够的时间进入并开启自救装置，真正起到救灾防护的作用。(2)压风自救装置安装地点要求巷帮和顶板比较完整稳定，地点要宽敞，顶板无淋水，宽度要以过往的车辆不会破坏自救装置为准，人行道宽度0.8m以上，管路阀门安装高度一般为距底板1.2～1.3m。(3)压风自救装置数量要满足该区域作业人员需要。8(4)在采煤工作面进风顺槽安装时，在供风管路上预留与自救装置连接管径一致的风接头，以便移设安装。