第五章通風(fēng)和安全

第五章通風(fēng)和安全第五章通風(fēng)和安全第五章通風(fēng)和安全偉隆煤業(yè)有限責(zé)任公司大塘煤礦主通風(fēng)機(jī)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(gè)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(shí)儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量為52.13萬噸，礦井設(shè)計(jì)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(fēng)設(shè)計(jì)依照：礦井設(shè)計(jì)能力為9萬噸／年，礦井回采工作面1個(gè)，采面長度60米，均勻采高0.75米左右，掘進(jìn)工作面2個(gè)。礦井的主要供風(fēng)硐室有中央泵房、中央變電所、副下山絞車房1個(gè)，副下山采區(qū)泵房1個(gè)。三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)方式：礦井的主斜井作為進(jìn)風(fēng)井，副斜井作為回風(fēng)井，要增添通風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。目前，安裝一組風(fēng)機(jī)作抽出式通風(fēng)，以滿足礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)需要。礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列與單翼對角混雜式，礦井通風(fēng)方式為抽出式。四、礦井風(fēng)量計(jì)算1、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算Q礦進(jìn)=4NK礦通/50=4×278×1.25/60=2.33（m3/s）式中：Q礦井——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)4m3/min/人；N——同時(shí)工作最多人數(shù),28人；K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.25；60-----秒。2、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)質(zhì)需風(fēng)量的總和計(jì)算：礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)回采工作面2個(gè)，掘進(jìn)工作面1個(gè)，此中煤或半煤掘進(jìn)工作面1個(gè)，全巖掘進(jìn)工作面1個(gè)；主要供風(fēng)硐室有中央泵房、變電所、變電所。礦井開采后期，增添供風(fēng)硐室有副下山絞車房1個(gè)，副下山采區(qū)泵房1個(gè)。（1）回采工作面需要風(fēng)量①按回采工作面氣象條件計(jì)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(shí)質(zhì)需要的風(fēng)量，m3/minVer-------采煤工作面的風(fēng)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(jì)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(jì)算Q采=4Ni/60=4×15/60=1.00（m3/s）式中：Q采——第

i個(gè)回采工作面實(shí)質(zhì)需要的風(fēng)量，

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

15人。60--------秒；3）按瓦斯涌出量計(jì)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(jì)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(fēng)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(jì)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(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算a)驗(yàn)算最小風(fēng)量Q采≥60×0.25Scp=37.28m3/=0.62m3/sScb=1cb×hcb×70％=2.49㎡b)驗(yàn)算最狂風(fēng)量Q采≤60×4.0Scs=453.26m3/min=7.55m3/sScs=1cs×hcf×70％=1.89㎡c)綜合機(jī)械采煤工作面，在采區(qū)煤層灌水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，驗(yàn)算最狂風(fēng)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(shí)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(fēng)速，m3/s；70％--------有效通風(fēng)斷面系數(shù)；4.0--------采煤工作面同意的最狂風(fēng)速，m/s;5.0--------采煤工作忙嗎同意的最狂風(fēng)速，m/s;依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，回采工作面最狂風(fēng)量Q采=4.21m3/s，經(jīng)驗(yàn)算滿足風(fēng)速要求。6.掘進(jìn)工作面風(fēng)量7.瓦斯涌出量計(jì)算Q掘=100×qch4×K備/60=100×0.1×2/60=0.33m3/S式中：Q備--------掘進(jìn)工作面通風(fēng)系數(shù)，取

2；qch4--------為掘進(jìn)巷道瓦斯對涌出量

0.1m3/min；60--------

秒。8.按炸藥耗費(fèi)計(jì)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(fēng)量，m3/min.Kg;A--------為掘進(jìn)巷道一次放炮最多炸藥耗費(fèi)量，3Kg;9.按人數(shù)計(jì)算Q掘=4N/60=4×10/60=0.67m3/S式中:N--------掘進(jìn)工作面最多人數(shù)，10人。10.按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)質(zhì)吸風(fēng)量計(jì)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(fēng)機(jī)實(shí)質(zhì)吸風(fēng)量m3/min；裝備FBD№5.0/2×5.5型局部通風(fēng)機(jī)，吸風(fēng)量取210m3/min；I--------掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)；0.15--------無瓦斯涌出巖巷的同意最低風(fēng)速；0.25--------有瓦斯涌出巖巷，半煤巖巷和煤巷的同意最低風(fēng)速；Shd--------局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道最大斷面積，4.3㎡。）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)算最小風(fēng)量Q掘≥60×0.25Shf=60×0.25×7.14=107.1m3/min=1.79m3/sb)驗(yàn)算最狂風(fēng)量Q掘≤60×4.0Shf=60×4×7.14=1713.6m3/min=28.56m3/s式中：Shf--------掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，取運(yùn)輸巷凈斷面積7.14㎡；依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，進(jìn)工作面最狂風(fēng)量Q掘=4.58m3/s，經(jīng)驗(yàn)算滿足風(fēng)速要求。11.其他地點(diǎn)風(fēng)量他通流行人巷及硐室裝備風(fēng)量按0.25m/s,的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)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(jìn)風(fēng)量礦井簡單/困難時(shí)期風(fēng)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(fēng)系數(shù)12：礦井總進(jìn)風(fēng)量據(jù)以上計(jì)算，礦井簡單/困難時(shí)期總進(jìn)風(fēng)量均為23.46m3/s。簡單/困難時(shí)期均按24m3/s進(jìn)行配風(fēng)。各用風(fēng)地點(diǎn)配風(fēng)量：回采工作面：5.5m3/s/個(gè)；掘進(jìn)工作面4.6m3/s/個(gè)；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(fēng)量：3.2m3/s。風(fēng)速驗(yàn)算：主井筒（進(jìn)風(fēng)井）V主=Q礦/S主=60.2/8=7.35m/s配風(fēng)原則：（1）回采工作面：350m3/min（5.83m3/s）/個(gè)（2）掘進(jìn)工作面：200m3/min（3.33m3/s）/個(gè)（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(fēng)量進(jìn)行分配，南翼采區(qū)2個(gè)采面，四個(gè)掘進(jìn)面、一個(gè)下山絞車房、一個(gè)下山采區(qū)泵房，北翼采區(qū)一個(gè)采面、三個(gè)掘進(jìn)面、一個(gè)下山絞車房、一個(gè)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(fēng)量。計(jì)算出南翼需要實(shí)質(zhì)風(fēng)量后，節(jié)余分配給北翼。南翼需要實(shí)質(zhì)風(fēng)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(fēng)量為：Q北=3612－1908=1704m3/min五、風(fēng)壓及等積孔計(jì)算礦井通風(fēng)摩擦阻力采納下式計(jì)算：h=m8alpS式中：a--------通風(fēng)阻力系數(shù)，（NS2/m8);l--------巷道長度（m）q-------經(jīng)過巷道的風(fēng)量，（m3/s）;s--------巷道凈斷面，（m2）；p--------巷道凈周長，（m）;等積采納下式計(jì)算：A=式中：A--------全礦井等積孔，（m2）；Q--------礦井需風(fēng)量，（m3/s）;h--------全礦井通風(fēng)阻力，（Pa）;礦井通風(fēng)風(fēng)壓及通風(fēng)積孔計(jì)算詳見表4-2-1和4-2-2。表4-2-1通風(fēng)簡單時(shí)期風(fēng)壓及通風(fēng)等積孔計(jì)算表序號(hào)巷道名稱支護(hù)方巷道長凈斷面凈周長摩擦風(fēng)風(fēng)量通風(fēng)摩風(fēng)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(yùn)輸下山金支5101運(yùn)輸金支巷6101運(yùn)輸金支巷7101工作金支面8101回風(fēng)金支巷9101聯(lián)系金支巷10回風(fēng)斜井錨噴11回風(fēng)斜井錨噴12引風(fēng)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(jì)311.0214局部阻力按通風(fēng)摩擦阻力的15％計(jì)46.6515總計(jì)357.6716等積孔1.51表4-2-2通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)壓及通風(fēng)等積孔計(jì)算表序號(hào)巷道名稱支護(hù)方巷道長凈斷面凈周長摩擦風(fēng)風(fēng)量通風(fēng)摩風(fēng)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(yùn)輸下山金支2004.38.430.012084.824.655運(yùn)輸下山金支804.38.430.0111.411.022.656運(yùn)輸石門金支154.38.430.0110.11.622.357303運(yùn)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(fēng)金支5008.212.20.015.53.350.67巷10回風(fēng)下山金支1904.38.430.00722058.024.6511回風(fēng)斜井錨噴565.58.880.00722210.424.0012回風(fēng)斜井錨噴5335.58.880.007224117.984.3613引回風(fēng)硐砌碹305.690.003242.664.2914下計(jì)15局部阻力按通風(fēng)摩擦阻力的15％計(jì)16總計(jì)514.1417等積孔1.26六、通風(fēng)設(shè)備選型（一）計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)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(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算1、南翼困難時(shí)期h扇南大=h難南大=1884.06pa2、南翼簡單時(shí)期h扇南小=h扇南小=949.09pa3、北翼困難時(shí)期h扇北大=h難北大=1224.56pa4、北翼簡單時(shí)期h扇北小=h易北小=809.43pa列表以下：內(nèi)容風(fēng)量（m3/min）風(fēng)壓（pa）等積孔（m2）時(shí)期南翼北翼南翼北翼南翼北翼簡單時(shí)期2003.41789.2949.09809.432.332.52困難時(shí)期2003.41789.21884.061224.561.652.05（三）風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算（1）南翼風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)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(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)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(shí)期總阻力PaQ扇南——南翼風(fēng)機(jī)風(fēng)量m3/sK——電機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)1.1～1.1