矿井一采区通风系统设计

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1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。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=4×N×K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=4×138×1.20=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2Q矿=(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它)×K矿式中：ΣQ采—采煤工作面实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ掘—掘进工作面实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ硐—硐室实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ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/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=100×q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=100×2.69×1.4=376.6m3/min=6.28m3/s。b、按工作面温度计算Q采＝60×Vc×Sc×Ki式中：Q采——工作面需风量，m3/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＝60×1.5×5.145×1.1＝509.355m3/min＝8.49m3/sc、按工作人员数量计算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3Q采=4×nc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=4×24=96m3/min=1.6m3/sd、按风速验算①验算最小风量：Qcf≥60×0.25ScbScb=lcb×hcf×70%Scb=lcb×hcf×70%=3.8×1.47×70%=3.91Qcf≥60×0.25Scb=60×0.25×3.91=58.65②验算最大风量：Qcf≤60×4.0ScsScs=lcs×hcf×70%Scs=lcs×hcf×70%=3.2×1.47×70%=3.3Qcf≤60×4.0Scs=60×4.0×3.3=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=25×A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，A普掘=6kg。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4Q普掘=25×6=150m3/min=2.5m3/s即：58.65≤Qcf≤79258.65≤509.355≤792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=100×q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/min；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=100×0.24×1.8=43.2m3/min=0.72m3/sb、按局部通风机吸风量计算Q掘＝Qf×I+60×0.25SQf——掘进面局部通风机实际吸风量，m3/s。普掘掘进工作面选用FBD№5.6/2×15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7.04m2。Q普掘=500×1＋60×0.25×7.04=605.6m3/min=10.1m3/sc、按炸药使用量计算Q普掘=25×A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，A普掘=6kg。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5Q普掘=25×6=150m3/min=2.5m3/sd、计算按人数计算Q掘＝4×Nj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＝4×20=80m3/min=1.33m3/se、按风速进行验算①验算最小风量：Q掘≥60×0.25ShfQaf≥60×0.25Shf=60×0.25×7.04=105.6②验算最大风量：Q掘≤60×4.0ShfQcf≤60×4.0Shf=60×4.0×7.04=1689.6式中：Shf——掘进工作面巷道的净断面积，取7.04m2。即：105.6≤Q掘≤1689.6105.6≤605.6≤1689.6综上所述，取最大计算值，并经风速校验，确定掘进工作面需风量为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2m3/s配风，则∑Q硐=4m3/s。其他巷道：ΣQ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=44.025×1.20=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6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1335其他巷道5合计402.3负压矿井通风负压采用下式计算：h=Σα·L·P·Q2/S3+h局式中：h——矿井通风总阻力，Pa；α——井巷摩擦阻力系数，kg·s２/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7通风小阻力矿井。三、瓦斯防治措施3.1回采工作面瓦斯防治措施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510m3/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%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8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、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FBD№5.6/2×15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，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、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。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912、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