京東煤礦南采區(qū)壓風(fēng)系統(tǒng)改造

1、京東煤礦地面及南采區(qū)壓風(fēng)系統(tǒng)改造 摘要：合理選擇壓風(fēng)系統(tǒng)管徑，取消瓶頸減少管阻，使之符合安全生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：長度、壓力、管徑、耗氣量隨著京東煤礦南采區(qū)各水平延深，用氣量逐步增加，原地面到南采區(qū)到+580m壓風(fēng)管路內(nèi)徑太小，已不能滿足井下用氣的需要。設(shè)計(jì)用1594.5mm管子替代地面段總壓風(fēng)管，用1084mm管子替代南區(qū)方向89的管子。按目前開拓布置203采區(qū)+460m水平供風(fēng)線路最長，壓降最大，空壓機(jī)及管路計(jì)算選型即以此為計(jì)算依據(jù)。礦井203采區(qū)+460m區(qū)段用風(fēng)點(diǎn)計(jì)2個(gè)。203采區(qū)與南采區(qū)共用主管道,因此復(fù)核主供氣管路時(shí)應(yīng)考慮南采區(qū)5個(gè)用氣點(diǎn)，其壓氣管路系統(tǒng)示意見下圖?？諌簷C(jī)計(jì)算選型和壓風(fēng)

2、管路計(jì)算：1按最大作業(yè)人員需風(fēng)量計(jì)算礦井生產(chǎn)規(guī)模為8.5萬噸/年，目前我礦單班下井最多下井人數(shù)為220人。壓縮空氣的供給量，每個(gè)不得小于0.1m3/min，故按最大作業(yè)人員需風(fēng)量計(jì)算空壓機(jī)排氣量如下：式中：-當(dāng)班最多人數(shù)，取220人 -每人需風(fēng)量，取0.10m3/min -安全系數(shù)，取1.22最大班同時(shí)使用風(fēng)動(dòng)工具及風(fēng)動(dòng)設(shè)備數(shù)量見下表風(fēng)動(dòng)工具工作壓力pa105n/m2耗氣量qim3/min總臺(tái)數(shù)ni同時(shí)使用系數(shù)kiyt-24型風(fēng)鉆4.9052.8160.82g-11型風(fēng)鎬3.924140.972.1空壓機(jī)站必須的排氣量為： 式中：-沿管路全長的漏氣系數(shù)，取1.2 -風(fēng)動(dòng)機(jī)具磨損后，耗氣量增加的

3、系數(shù)，一般選取1.10-1.15對(duì)風(fēng)動(dòng)工具取較大值。 -海拔高度修正系數(shù)，取1.07 -一天中可能出現(xiàn)的最大需氣量時(shí)，使用的同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的臺(tái)數(shù) -每臺(tái)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的耗氣量，m3/min -同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的同時(shí)工作系數(shù)，風(fēng)鎬不與風(fēng)鉆同時(shí)使用2.2估算空壓機(jī)必須的出口壓力從圖中可看出，203采區(qū)+460水平東石門的用氣量較大且管路較長，為2860m，則最大壓力損失將發(fā)生在這趟管路中。若取每km壓降為0.35105n/m3，則壓力損失為：i=1-2+2-a=0.351052.860=1.001105n/m3i-壓氣管路中，最遠(yuǎn)一趟管路的壓力損失之和，可按每公里管路損失(0.30.6)105n/m3進(jìn)行

4、估算，取0.35105n/m3。 空壓機(jī)必須的出口壓力為：=g+i+0.981105 =(4.905+1.001+0.981)105 =6.887105n/m2 式中：-空壓機(jī)的出口壓力，n/m2 g-風(fēng)動(dòng)工具的工作壓力，n/m2 0.981105-考慮到橡膠軟管、舊管和上下山的影響而增加的壓力值，n/m22.3確定空壓機(jī)的臺(tái)數(shù)和型號(hào)根據(jù)計(jì)算所得的、值，原有地面空壓機(jī)符合生產(chǎn)要求,該空壓機(jī)組額定排氣量為55m3/min，排氣壓力為7.2105n/m2。2.4壓氣管路的直徑計(jì)算及選擇 2.4.1壓風(fēng)管管徑的選擇 按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，壓縮空氣管道干管管徑應(yīng)按礦井服務(wù)年限內(nèi)最遠(yuǎn)采區(qū)供氣距離確

5、定；采區(qū)管道管徑可按礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，采區(qū)內(nèi)供氣最遠(yuǎn)距離計(jì)算。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)的壓力損失，壓風(fēng)管路內(nèi)徑計(jì)算如下： 式中 氣管直徑mm； l管路計(jì)算長度，取最遠(yuǎn)長度，為2860m； q通過主管路的供氣量,取54.2m3/min d=6.5154.20.370428600.2 =140.32mm礦井實(shí)際的所需風(fēng)量最大值為54.2m3/min。主供風(fēng)管道選用直徑為1594.5的無縫鋼管，符合要求。 式中 南采區(qū)方向支管路氣管直徑mm； l管路計(jì)算長度，取最遠(yuǎn)長度，為2700m； q通過南采區(qū)方向支管路的供氣量,取25.8m3/min d=6.5125.80.370427000.2 =105.37

6、mm通南采區(qū)方向的支管（指分支管路）選1084的無縫鋼管，符合要求。1084的氣管進(jìn)南采區(qū)主平硐入付斜井下+500m水平，經(jīng)+500m北石門到203采區(qū)+500m付斜井下+460m水平直到+460m車場尾端。 式中 一二采區(qū)方向支管路氣管直徑mm； l管路計(jì)算長度，取最遠(yuǎn)長度，為2600m； q通過一二采區(qū)方向支管路的供氣量,取28.4m3/min d=6.5128.40.370426000.2 =108.36mm通一二采區(qū)方向的支管（指分支管路）選1084的無縫鋼管，符合要求。2.4.2校驗(yàn)管路壓力損失 取最遠(yuǎn)一路管道進(jìn)行驗(yàn)算，該管道中各段的壓力損失按下式計(jì)算： 式中 該管徑的標(biāo)準(zhǔn)管徑，m；

7、 考慮局部損失在內(nèi)的該管段折算長度，=1.15，m； 該管段實(shí)際管長，m； 通過管段的空氣流量，m3/min；總壓力損失為各管段壓力之和，即： 災(zāi)變時(shí)，一臺(tái)空壓機(jī)即可滿足要求，最遠(yuǎn)的供風(fēng)位置為203+460m掘進(jìn)工作面，距離為2860m，該路線上共有8段管路，各管段上壓力損失計(jì)算如下表所示：管段代號(hào)通過壓氣量m3/min選擇計(jì)算管長/m選用管子規(guī)格（外徑壁厚）/mm實(shí)際管長/ m壓力損失/mpa1-254.21601594.5mm1600.0039112-325.81651084mm1620.0077573-425.84701084mm4630.0220954-511.75201084mm5180.005665-67.036301084 mm6300.0026726-77.031301084 mm1270.0005517-87.032601084 mm2550.0011038-97.03545pe633.55450.07398由上表計(jì)算可知， 0.11427（mpa） 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，用風(fēng)地點(diǎn)的供氣壓力要比風(fēng)動(dòng)機(jī)械工作壓力高0.1 mpa，即 式中 壓縮機(jī)額定排氣壓力，mpa； 風(fēng)動(dòng)機(jī)械排氣壓力，mpa。 經(jīng)驗(yàn)算，0.72-0.11427=0.605730.6，壓力損失符