威信縣合龍山煤礦_礦井通風設計及供風標準.doc

威信縣合龍山煤礦礦井通風設計及供風標準威信合龍山煤礦二0一0年三月威信縣合龍山煤礦礦井通風設計編 制： 審 核：技術負責人 ： 2010.3.10礦 長 ： 2010.3.12法 人 代 表： 2010.3.15編制日期：二0一0年三月六日第一章 礦井概況第一節(jié) 礦區(qū)位置及交通一、礦井位置及交通威信縣合龍山煤礦建于2003年，2004年月投產，礦井位于威信縣城北東38方位，距縣城平直距離11.83km，行政區(qū)則屬威信縣高田鄉(xiāng)魚進口量村所轄。礦區(qū)地理坐標：東 經:10506271050700。 北 緯: 275538275558。威信縣城至高田鄉(xiāng)公路經由礦區(qū)東部穿過，威信縣城至高田鄉(xiāng)17公里處經過礦井工業(yè)廣場至高田鄉(xiāng)集鎮(zhèn)10公里，交通較為方便。二、礦區(qū)范圍及井型：礦區(qū)由四個拐點圈定而成，拐點坐標如下：拐點號平面坐標開采控制標高：+700 +900m劃定礦區(qū)面積0. 3083 km2xy1309104735511179230608183551155633090306355108104309056835510532礦型：礦井設計生產能力6萬t/a,2006年核定生產能力3萬元t/a。三、交通礦井緊臨威信至高田鄉(xiāng)公路，公路經過這個礦井工業(yè)廣場的南側，至威信縣城公路里程20km，至高田鄉(xiāng)10km，經威信縣城至四川瀘州約200km，交通較方便。第二節(jié) 礦井開拓與開采一、開采煤層我礦開采c5煤層，賦予于龍?zhí)督M（p2l）頂部，煤層直接頂為粉砂質泥巖薄層泥質灰?guī)r，厚0.2m3.6m，局部有0.030.1m厚的灰質泥巖偽頂，直接頂板以下為c4煤層（厚0.050.15m），c4煤層以上為長興組灰?guī)r，灰黑色中厚層狀泥質灰?guī)r，厚58 m，堅硬。煤層底板為灰色粘土巖，有膨脹性，厚56m。c5以厚0.84.0m，平均2.0，為中灰高灰、中度硫、中熱值高熱什的無煙煤。礦區(qū)內為單斜構造，煤層走向北東南西，傾向北西，傾角3240 ，根據(jù)井巷揭露情況看，在礦區(qū)西南部推測有一傾向斷層，但斷層性質落差不明，尚待探測。二、礦井開拓我礦為平硐暗斜井開拓，下井開采，主井口位于礦區(qū)東部，標高+840m。主平硐方位197 ，長度27m變坡，掘進下山至+765m落平，再向西沿c5煤層掘進運輸平巷380m。在運輸平巷295m處及313m處，分別開口沿傾斜向上掘進了采區(qū)回風上山及溜煤上山，其中回風上山已與采區(qū)回風平巷貫通。采區(qū)通風系統(tǒng)已經形成，待采區(qū)溜煤上山與采區(qū)回風平巷貫通后，則在+825水平沿煤層走向東西掘進區(qū)段平巷（雙巷掘進）及區(qū)段開切眼，形成壁式開面。我礦為突出礦井，為實施區(qū)域防突措施，計劃在c5煤層底板（距c5煤層平距40m左右的位置）掘進順層運輸巷及采區(qū)軌道上山為區(qū)段，采區(qū)的進風、行人、運輸及穿層抽放之用。實施穿層抽放并經效果檢驗，讓實消除了突出危險后，方可掘進煤巷。三、開采根據(jù)我礦煤層賦存條件及開采技術條件，采用走向壁式采煤方法，工作面煤爆破落煤，單體液壓支柱配接頂梁支護與頂板，三五控頂（即風五回二）搪瓷溜槽自溜，采面順槽及運輸巷刮板運輸，采面為“u”型通風。第三節(jié) 礦井開采技術條件一、煤層頂、底板（見上節(jié)）。二、礦井水文質條件礦區(qū)中部為北東南西向的山脊，向北東方向逐漸降低，至礦區(qū)東北角發(fā)育一條魚井河，最低侵蝕基準面標高820m，低于主井口20m。礦區(qū)屬構造剝侵蝕低中山區(qū)，地形切割強烈，溝谷發(fā)育。區(qū)內地層傾向與坡向相反。地下水補給主要以大氣降水為主，年降水量1050mm，510為半水期，約占全年降水量的78%。由于受地形條件控制，大氣隊水以地表坡流排泄為主，最終匯集到礦區(qū)東北部外緣的魚井河。煤層頂板為粉砂巖，泥質灰?guī)r，砂巖含裂隙水、孔隙水，水量小，煤層底板為泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，砂巖，為相對隔水層。故礦井水文地質條件為以裂隙充水含水層為主的簡單編中等類型。礦井現(xiàn)開采+765m水平以上。三、煤層自燃傾向性2007年8月23日重慶煤科分院提交的鑒定報告：我礦煤層自燃傾向為三類不易自燃。四、煤主爆炸危險性2007年8月15日重慶煤科分院提交的鑒定報告：我礦煤主爆炸性結論：無煤塵爆炸性。五、瓦斯：我礦為突出礦井，2009年礦井瓦斯等級鑒定批復：礦井最大相對瓦斯涌出量為11.56m3/t。最大絕對瓦斯涌出量為1.13m3/min，最大相對二氧化碳涌出量為4.5m3/t，最大絕對二氧化碳涌出量為0.44m3/min。2009年4月昆明煤炭科研究所對我礦進行了開采煤層瓦斯參數(shù)測定，+765水平c5煤層瓦斯含量（w）16.81m3/t，瓦斯壓力為0.9mpa。六、地溫：礦井平均地溫梯度1.7c/100m，礦區(qū)內地溫無異常。七、地震：地震基本列席為v5度，威信歷史上未姓破壞性地震。第二章 礦井需風量第一節(jié)礦井通風一、通風方式及通風方法根據(jù)礦井的開拓布局，設有一個主井進風、運輸，一個副井行人、敷設管線，一個回風井。主井位于礦區(qū)東北部，礦井為分別式通風方式。主扇為fcczno14/37，功率為37kw，額定靜壓2061212pa，額定全壓2731276pa，風量24541260m3/min，效率83%，數(shù)量為兩臺，一臺工作，一臺備用。二、風井服務范圍及時間風井能夠服務于主礦井開采的時間：三、采掘工作面及硐室通風（一）采掘工作面通風采掘工作面為獨立通風。 我礦現(xiàn)準備二采區(qū)，位于礦區(qū)中部，+770 m865水平。采面采用“u”型通風方式，礦井正常生產時有兩個掘進工作面，掘進面采用礦井全風壓通風狀態(tài)下的局部通風機壓入式通風，配備fbdno5.6/211局部通風機，并設有區(qū)段回風上山及采區(qū)回風上山，掘進工作面的乏風直接導入采區(qū)回風巷或總回風巷，實現(xiàn)獨立通風。（二）硐室通風我礦井下無中央變電所、無充電硐室、無炸藥硐室，絞車硐室、配電硐室均位于進風流中，井下無獨立通風硐室。第二節(jié) 礦井需風量及分配一、礦井需風量礦井需風量計算方法，依據(jù)煤礦安全規(guī)程、采礦工程設計手冊，按核定生產能力3萬t/a，即現(xiàn)階段和礦井開采后期均為一個回采工作面，兩個掘進工作及其它巷道作配風，本礦為突出礦井，按分別法計算需風量。（一）、按井下同時作業(yè)最多人數(shù)計算 式中：礦井總需風量，m3/min；井下同時工作的最多人數(shù)，取n=40人； 每人每分鐘供風標淮，m3/min； 礦井通風系數(shù)，我礦井分列式通風，取k1.20；則：q=4401.20=192m3/min2、按采煤、掘進、獨立通風硐室其它巷道等處實際需風量計算 式中：q礦井實際需風量，m3/min；采面實際需風量之和，m3/min；掘進面實際需風量之和，m3/min；硐室實際需風量之和，m3/min；q它其它用風地點實際需風量之和，m3/min；礦井通風系數(shù)，取k1.2。1、采煤工作面需風量計算采煤工作面需風量，按采面瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面溫度、炸藥用量及工作面的最多人數(shù)分別計算，取其中最大值，并用風速進行驗算。（1）按瓦斯涌出量預測：我礦為生產礦井，礦井瓦斯涌出理參照2009年4月昆明煤炭科學研究院提交的我礦瓦斯參數(shù)測定報告的數(shù)據(jù)，并考慮開采深度及構造等因素，預測礦井最大相對瓦斯涌出量為16.86m3/t。 我礦核定生產能力為3萬t/a，則礦井絕對瓦斯涌出量按下式計算：g=式中： g絕對瓦斯涌出量，m3/min； g相相對瓦斯涌出量，16.86m3/min;d月平均日產量，91t；1440常數(shù)，每天24h換算成的分鐘數(shù)；則g=16.8691/1440=1.07 m3/min；采掘工作面絕對瓦斯涌出量按此數(shù)據(jù)計算需風量式中：采面需風量，m3/min;采面瓦斯涌出量，m3/min;采面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，我礦采用爆破落煤，取kc=2.0。則：=1001.07 m3/min2=214m3/min按采面溫度計算根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百零二條：生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26。采面需風量按下式計算：ki 式中：采面需風量，m3/min;采面的適宜風速，m/s，取1m/s；采面平均斷面積m2；按最大和最小控頂斷面的平均值計算，經計算6m2；ki-采面長度系數(shù)，查表取ki=0.9則：=60160.9=324m3/min。按炸藥使用量計算式中：ac工作面一次使用的最大炸藥量kg，ac=12kg;則：=2512=300 m3/min按采面最多人數(shù)計算 式中：采面同時工作的最多人數(shù)，取18人；經計算得q采41872m3/min。以上計算值，取最大值，為324m3/min。按風速驗算根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，回采工作面最低風速為0.25m/s，最高風速為4m/s，采面風量應滿足下式要求： 式中：采面平均有效斷面m2，=6。即經驗算，所配風量符合要求。由于本礦井為一個采面作業(yè)，原備用工作面則： =324 m3/min =5.4m3/s。（2）掘進工作面需風量計算：掘進工作面需風量，按照瓦斯涌出量，炸藥使用量，局部通風機吸風量分別計算，取其最大值，并用風速驗算。按瓦斯涌（或二氧化碳）涌出量計算 式中：掘進面需風量，m3/min； 掘進面平均絕對瓦斯涌出量，m3/min。根據(jù)前面的敘述，取1.07m3/min； 掘進面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)。我礦為爆破掘進，取2.0。則q掘=1001.072.0=214m3/min。 按炸藥使用量計算 q掘=25aj 式中：aj掘進面一次使用的最多炸藥量，kg；則 q煤掘253=75m3/min。q巖掘258=200 m3/min。按局部通風機吸風量計算 式中：掘進面局部通風機額定風量，m3/min；171260 m3/min.取qf=200 m3/min; 掘進面同時運轉的局部通風機臺數(shù)，取1臺； 為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，取1.2。則 q掘=200v11.3=260 m3/min=4.33 m3/s按工作人員數(shù)量計算 式中：掘進面同時工作的最多人數(shù)，取8人；掘進工作面實際需風量為：q掘=4832m3/min。以上計算取最大值，為260 m3/min按風速進行驗算按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定，巖巷掘進面風量應滿足下式條件：煤巷掘進工作面風量應滿足下式要求： 式中：掘進面巷道過風斷面，m2，巖巷4.66 m2，煤巷4.0 m2。則 巖巷掘進面: 94.66=4.22604.66=1118 煤巷掘進面：154=602602404=960經驗算，量符合要求。我礦正常生產時，有一個巖巷掘進面，兩個煤巷掘進面（兩個煤巷掘進面為交替作業(yè)，但考慮到我礦為突出礦井，故需風量按兩個煤巷進掘進面的需風量計算260780m3/min。（3）硐室需風量計算我礦井下無爆破材料庫、無充電硐室、配電硐室、絞車硐室、水泵硐室均設在風流中，故=0。（4）井下其它巷道需風量計算采區(qū)形成，正常生產期間，有一條采區(qū)溜煤上山需單獨供風。經瓦斯抽放后，煤層瓦斯含量為8 m3/t，則絕對瓦斯涌出量為 q它=133qs相kt=1330.511.2=81 m3/min式中：qt用風巷道最大絕對瓦斯涌出量，m3/min；kt其它用風巷道因瓦斯涌出不均勻的風量備用系數(shù)，取1.2m3/min；按風速驗算q它600.15s式中：s其它用風巷道的凈斷面m2，s=4.0m2則 600.154=36經驗算，風量符合要求(三)礦井需風量：根據(jù)前面的計算，取大值q礦 =（q采+q掘+q硐+q它）k=（324+780+0+81）0.2=1422 m3/min=23.7 m3/s根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，以上兩種計算方法的結果取最大值23.7 m3/s，因現(xiàn)準備區(qū)域（二采區(qū)）及+765+700水平的開采（礦井末期開采）的采、掘工作面?zhèn)€數(shù)不變（一采二掘），且無獨立供風硐室，故現(xiàn)生產時期與礦井生產末期總風量均確定為24 m3/s。二、礦井風量分配（一）分配原則：1、各用風地點（包括）采面、掘進面、其它巷道）的風量，不能低于前面計算出的風量。2、為維護巷道，防止坑木腐爛，金屬銹蝕，以及行人安全，所有巷道都應分配一定的風量；3、風量分配后，應保證井下各處瓦斯?jié)舛龋泻怏w濃度，風速等滿足煤礦安全規(guī)程的各項要求。（二）風量分配1、采面：風量6 m3/s，風速1 m3/s；2、掘進面：（1）煤巷：風量6 m3/s（各4.5 m3/s），風速：1.20 m3/s（2）巖巷：風量5.4 m3/s，速1.6 m3/s3、其它用風巷道：風量3 m3/s，（按兩條巷道考慮），風速0.37 m3/s。風速符合煤礦安全規(guī)程的要求。（三）風速驗算經風速驗算，井下各用風地點的風量均符合煤礦安全規(guī)程第101條的規(guī)定。第三節(jié) 礦井供風標準根據(jù)第二節(jié)計算，礦井總需風量24 m3/s，其中采面6 m3/s，每個煤礦掘進面4 m3/s，巖巷5.4 m3/s，其它用風巷道為3.0 m3/s。按照礦井采掘布局，分配給各采、掘用風點及其它用風巷道的風量不能低于上述計算值，即我礦我供風標準為：1、采面：6 m3/s 風速1 m3/s；2、煤巷：4.8 m3/s 風速1.2 m3/s；3、巖巷：5.4 m3/s 風速1.16 m3/s；4、其它用風巷道：1.5 m3/s 風速0.37 m3/s； 第三章 礦井通風阻力計算我礦井進、出風井口標高差為23m，小于150m；且井深也小于400m，根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定，可不計算自然風壓，即h自=0。第一節(jié) 礦井通風總阻力風流由主、副井口進入流，經過井下各巷道，至主要通風機吸入口，沿途克服內部相對運動造成的機械能量損失就是通風阻力，可用下式計算： h=h摩+h局+h硐+h自式中：h礦井通風總阻力，pa；h摩礦井井巷摩擦阻力，pa；h局礦井局部阻力，pa；h硐風硐的通風阻力，pa；h自礦井自然風壓，pa。第二節(jié) 礦井通風容易時期和通風困難時期的通風阻力計算根據(jù)礦井防突工作的需用，我礦今年對礦井井巷布置作了較大調整。礦井主要巷道均布置在頂（或底）板巖石中，即：主提升下山沿頂板掘進，坡度-20，水平、采運輸巷、采區(qū)軌道上山、采區(qū)回風巷、區(qū)段運輸巷均布置在底板巖層中，用石門與煤巷貫通。我礦準備二采區(qū)，二采區(qū)以東為老空區(qū)，西部推測有一傾向斷層，但斷層性質不明，尚待探測，因此二采區(qū)東以原老空區(qū)為界，西以推測斷層為界，上至風井水平（+865），下于二采區(qū)運輸巷（+765水平），二采區(qū)開采可作為通風容易時期，開采+700+765水平，礦區(qū)西總時為礦井通風困難時期。井巷摩擦阻力按下式計算：式中：摩擦阻力，pa；摩擦阻力系數(shù)，kg/m7；l井巷長度，m；v井巷斷面周長，m；s井巷凈斷面積，m2；通過井巷的風量，m3/s；f井巷摩擦風阻，kg/m7。本礦為生產礦井，根據(jù)煤炭工業(yè)小型礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定，井巷通風阻力取期摩擦阻力的15%。經計算，我礦通我容易時期（二采區(qū)開