第五章通風和安全

第五章通風和安全第五章通風和安全第五章通風和安全偉隆煤業(yè)有限責任公司大塘煤礦主通風機選型說明書。編制：覃國濤審查：謝澤建二○一二年一月二十天一、礦井大要：大塘煤礦為廣西羅城偉隆煤業(yè)有限公司北陵山煤礦的一個分礦井，是廣西羅城偉隆煤業(yè)有限公司的手下煤礦。煤層傾角12°，開采垂深90.15～381.15米。經(jīng)重新核實儲量可采儲量為52.13萬噸，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為9萬ｔ／ａ，礦井服務(wù)年限為5.5年。該礦井為低瓦斯礦井。二、礦井通風設(shè)計依照：礦井設(shè)計能力為9萬噸／年，礦井回采工作面1個，采面長度60米，均勻采高0.75米左右，掘進工作面2個。礦井的主要供風硐室有中央泵房、中央變電所、副下山絞車房1個，副下山采區(qū)泵房1個。三、礦井通風系統(tǒng)及通風方式：礦井的主斜井作為進風井，副斜井作為回風井，要增添通風量達到設(shè)計要求。目前，安裝一組風機作抽出式通風，以滿足礦井達產(chǎn)時的通風需要。礦井通風系統(tǒng)為中央并列與單翼對角混雜式，礦井通風方式為抽出式。四、礦井風量計算1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算Q礦進=4NK礦通/50=4×278×1.25/60=2.33（m3/s）式中：Q礦井——礦井總進風量，m3/s；4——每人每分鐘供風標準4m3/min/人；N——同時工作最多人數(shù),28人；K礦通——礦井通風系數(shù)，取1.25；60-----秒。2、按采煤、掘進、硐室及其他地點實質(zhì)需風量的總和計算：礦井達產(chǎn)時回采工作面2個，掘進工作面1個，此中煤或半煤掘進工作面1個，全巖掘進工作面1個；主要供風硐室有中央泵房、變電所、變電所。礦井開采后期，增添供風硐室有副下山絞車房1個，副下山采區(qū)泵房1個。（1）回采工作面需要風量①按回采工作面氣象條件計算Q采=60×70％×Ver×Ser×kch·kcl=60×70％×1.5×3.12×1×0.9=177（m3/min）=2.95m3/s式中：Q采------回采工作面實質(zhì)需要的風量，m3/minVer-------采煤工作面的風速；依據(jù)A1056-2008取值范圍，取

1.5；Ser--------采煤工作面的均勻有效斷面積；按最大和最小控頂距均勻值計算，此中工作面最大控頂距5.0m，最小控頂距為3.8m，一煤工作面采高0.71m，其有效斷面為3.12m；kch--------采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)；依據(jù)AQ1056-2008取值范圍，取1；kcl--------采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)；依據(jù)AQ1056-02008取值范圍，取0.9；②按回采工作面最多人數(shù)計算Q采=4Ni/60=4×15/60=1.00（m3/s）式中：Q采——第

i個回采工作面實質(zhì)需要的風量，

m3/s；4-------4m3/人·min;Ni--------第i個回采工作面最多人數(shù)，

15人。60--------秒；3）按瓦斯涌出量計算Q采=100qch4·k=100×0.82/60×1.2=1.64m3/s式中：k-------

備用系數(shù)，取

1.2；qch4--------瓦斯絕對涌出量

0.82m3/min.4)按回采工作面溫度計算Q溫=vc×sc×k1=1.5×3.12×0.9=4.21m3/s式中：vc--------回采工作面適合風速，取

1.5m/s;sc--------回采工作面均勻斷面，按最大和最小控頂距均勻值計算，5.0+3.8）÷2×0.71=3.12㎡；kl=回采工作面長度系數(shù)，取0.9.5）按風速進行驗算a)驗算最小風量Q采≥60×0.25Scp=37.28m3/=0.62m3/sScb=1cb×hcb×70％=2.49㎡b)驗算最狂風量Q采≤60×4.0Scs=453.26m3/min=7.55m3/sScs=1cs×hcf×70％=1.89㎡c)綜合機械采煤工作面，在采區(qū)煤層灌水和采煤機噴霧降塵等措施后，驗算最狂風量Q采≤60×5.0Scs=567m3/min=9.45m3/s式中：Scb--------采煤工作面最大控頂距有效斷面，㎡；1cb--------采煤工作面最大控頂距，m;hcf--------采煤工作面實質(zhì)采高，m;Scf--------采煤工作面最小控頂距有效斷面，㎡；1cs-------采煤工作面最小控頂距，m;0.25--------采煤工作面同意的最小風速，m3/s；70％--------有效通風斷面系數(shù)；4.0--------采煤工作面同意的最狂風速，m/s;5.0--------采煤工作忙嗎同意的最狂風速，m/s;依據(jù)上述計算結(jié)果，回采工作面最狂風量Q采=4.21m3/s，經(jīng)驗算滿足風速要求。6.掘進工作面風量7.瓦斯涌出量計算Q掘=100×qch4×K備/60=100×0.1×2/60=0.33m3/S式中：Q備--------掘進工作面通風系數(shù)，取

2；qch4--------為掘進巷道瓦斯對涌出量

0.1m3/min；60--------

秒。8.按炸藥耗費計算Q掘=25A/60=25×4/60=1.67m3/S式中：25--------每公斤炸藥爆破后，每分鐘需供應(yīng)的風量，m3/min.Kg;A--------為掘進巷道一次放炮最多炸藥耗費量，3Kg;9.按人數(shù)計算Q掘=4N/60=4×10/60=0.67m3/S式中:N--------掘進工作面最多人數(shù)，10人。10.按局部通風機實質(zhì)吸風量計算a)無瓦斯涌出的巖巷Q掘=Qaf·I＋60×0.15Shd=210×160×0.15×4.3=248.7m3/min=4.15m3/sb)有瓦斯涌出的巖巷Q掘=Qaf·I＋60×0.25Shd=210×1＋60×0.25×4.3=274.5m3/min=4.58m3/s式中：Qaf--------扇風機實質(zhì)吸風量m3/min；裝備FBD№5.0/2×5.5型局部通風機，吸風量取210m3/min；I--------掘進工作面同時通風的局部通風機臺數(shù)；0.15--------無瓦斯涌出巖巷的同意最低風速；0.25--------有瓦斯涌出巖巷，半煤巖巷和煤巷的同意最低風速；Shd--------局部通風機安裝地點到回風口間的巷道最大斷面積，4.3㎡。）按風速進行驗算驗算最小風量Q掘≥60×0.25Shf=60×0.25×7.14=107.1m3/min=1.79m3/sb)驗算最狂風量Q掘≤60×4.0Shf=60×4×7.14=1713.6m3/min=28.56m3/s式中：Shf--------掘進工作面巷道的凈斷面積，取運輸巷凈斷面積7.14㎡；依據(jù)上述計算結(jié)果，進工作面最狂風量Q掘=4.58m3/s，經(jīng)驗算滿足風速要求。11.其他地點風量他通流行人巷及硐室裝備風量按0.25m/s,的風速進行計算，中央變電所水泵房：1.8m3/s；采區(qū)水泵房1.8m3/s：上部車場絞車房1.8m3/s。4）礦井進風量礦井簡單/困難時期風量Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+Q其他）·K礦通=（4.21＋4.58×2＋5.4）×1.25=23.46m3/s式中：1.25--------漏風系數(shù)12：礦井總進風量據(jù)以上計算，礦井簡單/困難時期總進風量均為23.46m3/s。簡單/困難時期均按24m3/s進行配風。各用風地點配風量：回采工作面：5.5m3/s/個；掘進工作面4.6m3/s/個；中央變電所及水泵房：2m3/s；采區(qū)水泵房：2m3/s；采區(qū)絞車房：2m3/s，其他風量：3.2m3/s。風速驗算：主井筒（進風井）V主=Q礦/S主=60.2/8=7.35m/s配風原則：（1）回采工作面：350m3/min（5.83m3/s）/個（2）掘進工作面：200m3/min（3.33m3/s）/個（3）炸藥庫：60m3/min（1m3/s）（4）+50泵房100m3/min（1.67m3/s），＋50變電所60m3/min(1m3/s)；25m泵房100m3/min（1.67m3/s），－25變電所60m3/min(1m3/s)；5）下山絞車房30m3/min（0.5m3/s），下山采區(qū)泵房60m3/min1m3/s）。按南、北兩翼采區(qū)所需風量進行分配，南翼采區(qū)2個采面，四個掘進面、一個下山絞車房、一個下山采區(qū)泵房，北翼采區(qū)一個采面、三個掘進面、一個下山絞車房、一個下山泵房，北翼包含：+50中央泵房、＋50中央變電所、炸藥庫、－25泵房、變電所風量。計算出南翼需要實質(zhì)風量后，節(jié)余分配給北翼。南翼需要實質(zhì)風量為：Q南=（Q采+Q掘+Q絞+Q泵）×k備=（2×350+4×200+30+60）×1.2=1908m3/min則北翼風量為：Q北=3612－1908=1704m3/min五、風壓及等積孔計算礦井通風摩擦阻力采納下式計算：h=m8alpS式中：a--------通風阻力系數(shù)，（NS2/m8);l--------巷道長度（m）q-------經(jīng)過巷道的風量，（m3/s）;s--------巷道凈斷面，（m2）；p--------巷道凈周長，（m）;等積采納下式計算：A=式中：A--------全礦井等積孔，（m2）；Q--------礦井需風量，（m3/s）;h--------全礦井通風阻力，（Pa）;礦井通風風壓及通風積孔計算詳見表4-2-1和4-2-2。表4-2-1通風簡單時期風壓及通風等積孔計算表序號巷道名稱支護方巷道長凈斷面凈周長摩擦風風量通風摩風式度阻系數(shù)擦阻力速（）（㎡）（m）n.S2/3/s（pa）m/smmm41主斜井錨噴2井底車場錨噴3上部車場錨噴4運輸下山金支5101運輸金支巷6101運輸金支巷7101工作金支面8101回風金支巷9101聯(lián)系金支巷10回風斜井錨噴11回風斜井錨噴12引風硐錨噴

5606.59.70.00812492.283.69488.610.80.005242.352.79267.210.40.005201.452.781044.38.430.012044.114.655507.1410.80.0170.730.981367.1410.80.015.51.220.77803.1210.220.0425.534.201.761436.1910.080.015.51.840.891165.778.90.006871.791.21565.58.880.00722210.424.005335.58.880.007224117.984.36305.590.003242.664.2913小計311.0214局部阻力按通風摩擦阻力的15％計46.6515總計357.6716等積孔1.51表4-2-2通風困難時期風壓及通風等積孔計算表序號巷道名稱支護方巷道長凈斷面凈周長摩擦風風量通風摩風式度阻系數(shù)擦阻力速（m）(㎡)(m)n.S2/m3/s(pa)m/sm41主斜井錨噴5606.59.70.00812493.423.692井底車場錨噴488.610.80.0055242.582.793上部車場錨噴267.210.40.0055221.933.064運輸下山金支2004.38.430.012084.824.655運輸下山金支804.38.430.0111.411.022.656運輸石門金支154.38.430.0110.11.622.357303運輸金支5007.1410.80.015.54.490.77巷8303工作金支802.58.420.0425.554.772.20面9303回風金支5008.212.20.015.53.350.67巷10回風下山金支1904.38.430.00722058.024.6511回風斜井錨噴565.58.880.00722210.424.0012回風斜井錨噴5335.58.880.007224117.984.3613引回風硐砌碹305.690.003242.664.2914下計15局部阻力按通風摩擦阻力的15％計16總計514.1417等積孔1.26六、通風設(shè)備選型（一）計算風機風量1、南翼Q扇南=Q南·K=1908×1.05=2003.4m3/min=33.39m3/s2、北翼Q扇北=Q北·K=1704×1.05=1789.2m3/min=29.8m3/s（二）風機風壓計算1、南翼困難時期h扇南大=h難南大=1884.06pa2、南翼簡單時期h扇南小=h扇南小=949.09pa3、北翼困難時期h扇北大=h難北大=1224.56pa4、北翼簡單時期h扇北小=h易北小=809.43pa列表以下：內(nèi)容風量（m3/min）風壓（pa）等積孔（m2）時期南翼北翼南翼北翼南翼北翼簡單時期2003.41789.2949.09809.432.332.52困難時期2003.41789.21884.061224.561.652.05（三）風機電動機功率計算（1）南翼風機電動機功率N南=（Pas·Q扇南/1020η）×Kst=（1884.06×33.39/1020×0.83）×1.15=85.45≈86kW（2）北翼風機電動機功率N北=（Pas·Q扇北/1020η）×Kst=（1224.56×29.82/1020×0.78）×1.15=52.78≈53kW式中：pas——南翼最困難時期總阻力PaQ扇南——南翼風機風量m3/sK——電機功率儲備系數(shù)1.1～1.1