礦塵防治技術(shù) 6.2礦井防塵灑水管網(wǎng)系統(tǒng)及用水量計(jì)算電子教材2

模塊六礦井防塵灑水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二講礦井防塵灑水管網(wǎng)系統(tǒng)及用水量計(jì)算管網(wǎng)系統(tǒng)L管網(wǎng)布置形式及選擇管道與附件〔法蘭盤、彎頭、閥門等〕連接成一整體稱為管路。井下假設(shè)干條管路按需要相互聯(lián)接就構(gòu)成了礦井管網(wǎng)系統(tǒng)。礦井防塵管網(wǎng)系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)，可分為樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)兩種類型。所謂樹狀網(wǎng)是指管網(wǎng)布置像樹枝一樣。從樹干到樹稍越來越細(xì)，樹狀分倒立或正立形狀受供水方式制約，見圖6T-7a、bo如全礦井從井底水倉集中供水，那么管網(wǎng)系統(tǒng)正好是一個(gè)正立狀樹狀網(wǎng)。地面水池集中供水為倒立樹狀網(wǎng)。倒立樹狀網(wǎng)是礦井防塵常見的管網(wǎng)形狀之一，它適用于靜壓供水的礦井。所謂環(huán)狀網(wǎng)是將主干管路連成環(huán)狀〔圖6-1-7c〕。由于環(huán)聯(lián)管四通八達(dá)，當(dāng)局部管線損壞時(shí)，一側(cè)斷水影響范圍較小，全礦井或整個(gè)采區(qū)防塵工作不致中斷。環(huán)狀網(wǎng)適用于生產(chǎn)集中的水平煤層和作業(yè)地點(diǎn)所需水壓根本均等的礦井或井下相同水平設(shè)有幾個(gè)大小不等的靜壓水池同時(shí)為全礦井供水的礦井。圖6-1-7礦井防塵供水管網(wǎng)形狀樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)相比，樹狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、主干管線短、投資少，但可靠性較環(huán)狀網(wǎng)差。當(dāng)某一條管路損壞時(shí)，在它以后的各分支管路都將斷水。環(huán)狀網(wǎng)那么可以克服這一弊病，但主干管路長度常需要成倍增長，造價(jià)也就相應(yīng)增加。在生產(chǎn)實(shí)踐中究竟采用哪種形式，應(yīng)以平安可靠、經(jīng)濟(jì)合理為原那么，結(jié)合各礦具體條件因地制宜地選擇。2.用水點(diǎn)裝置井下防塵灑水管與消防水管一般共用，要求同時(shí)滿足井下消防和井下防塵用水的需要。1．滅火裝置1)在井下的以下位置應(yīng)設(shè)消火栓：(1)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域及井下交通樞紐的15m以內(nèi)：主、副井筒馬頭門兩端；采區(qū)各上下山口；變電所等機(jī)電硐室入口；爆炸材料庫硐室、檢修硐室、材料庫硐室入口；掘進(jìn)巷道迎頭；回采工作面進(jìn)、回風(fēng)巷口；膠帶輸送機(jī)機(jī)頭。(2)有火災(zāi)危險(xiǎn)的巷道內(nèi)：斜井井筒、井底車場、膠帶輸送機(jī)大巷每隔50m；采用可燃性材料支護(hù)的巷道每隔50m；煤層大巷，采區(qū)上山、下山、工作面運(yùn)輸及回風(fēng)順槽等水平或傾斜巷道每隔l00m；巖石大巷、石門每隔300m。2)在有火災(zāi)危險(xiǎn)的巷道中，處于其他巷道已設(shè)消火栓保護(hù)半徑之內(nèi)的區(qū)域，可不設(shè)消火栓。在一般巷道中，消火栓的保護(hù)半徑應(yīng)按50m計(jì)；在巖石大巷、石門中可按150m計(jì)。3)以下位置宜設(shè)相應(yīng)的固定滅火裝置：(1)膠帶輸送機(jī)機(jī)頭處設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；(2)馬頭門內(nèi)側(cè)20m處設(shè)水噴霧隔火裝置；(3)井下變壓器、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備設(shè)泡沫滅火系統(tǒng)；(4)其他經(jīng)采礦工藝認(rèn)定火災(zāi)危險(xiǎn)較大的井下巷道或硐室。2．給水栓1)以下部位應(yīng)設(shè)置相應(yīng)規(guī)格的給水栓：(1)設(shè)有供水管道的各條大巷、上下山及順槽每隔100m應(yīng)設(shè)置一個(gè)規(guī)格為DN25的給水栓；(2)掘進(jìn)巷道中巖巷每l00m、煤巷每50m設(shè)置一個(gè)規(guī)格為DN25的給水栓；(3)溜煤眼、翻車機(jī)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等需要沖洗巷道的位置。2)濕式鑿巖及濕式煤電鉆的引水管或分水器的引水管，注水泵、噴霧泵吸水桶的進(jìn)水管，宜通過軟管與供水系統(tǒng)的給水栓相接。給水栓的規(guī)格必須與用水點(diǎn)的最大流量匹配。3．噴霧裝置1)在井下采掘工作面的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)截割部、放頂煤工作面放煤口、液壓支架產(chǎn)塵源、破碎機(jī)等處以及運(yùn)輸系統(tǒng)中的煤倉、溜煤眼、翻車機(jī)、裝車機(jī)、膠帶輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等的轉(zhuǎn)載點(diǎn)上均應(yīng)設(shè)置噴霧防塵裝置。采掘工作面的外噴霧應(yīng)采用由高壓噴嘴構(gòu)成的高壓噴霧裝置。2)在以下地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置風(fēng)流凈化水幕：采煤工作面進(jìn)回風(fēng)順槽靠近上下出口30m內(nèi)；掘進(jìn)工作面距迎頭50m內(nèi)；裝煤點(diǎn)下風(fēng)方向15?25m處；膠帶輸送機(jī)巷道、刮板輸送機(jī)順槽及巷道；采區(qū)回風(fēng)巷及承當(dāng)運(yùn)煤的進(jìn)風(fēng)巷;回風(fēng)大巷、承當(dāng)運(yùn)煤的進(jìn)風(fēng)大巷及斜井。任務(wù)實(shí)施確定礦井防塵用水量礦井防塵設(shè)計(jì)用水量Qs可按下式計(jì)算：Q=K(EQ+￡Qj+￡Q+￡Qf+￡Q+￡Q) (6-1-1)式中：Qs——礦井防塵用水量，m3/h;K——充裕系數(shù)，取1.25?1.35；EQc——各采煤工作面防塵用水量之總和，m3/h；EQJ——各掘進(jìn)工作面防塵用水量之總和，m3/h；EQy——主要運(yùn)輸巷的運(yùn)輸及轉(zhuǎn)載系統(tǒng)防塵用水量之總和，m3/h；EQf——運(yùn)輸大巷風(fēng)流凈化水幕用水量之總和，m3/h；EQx——礦井消火栓總流量，取27m3/h；EQq——防治粉塵的其他用水量之總和，m3/h。1．采煤工作面防塵用水量采煤工作面防塵用水量包括煤層注水、采空區(qū)灌水、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、液壓支架移架、回柱噴霧、濕式打眼、爆破落煤噴霧、沖洗煤壁、出煤灑水、工作面順槽輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、回風(fēng)順槽凈化水幕、沖洗順槽沉積煤塵及支架乳化液用水等用水量。由于水炮泥用水量不大，可不計(jì)。1)煤層注水用水量Qc1計(jì)算式如下：Qc1=Qk+Qz (6-1-2)式中：Qk——每一處的濕式鉆孔用水量，可取Qk=3m3/h；Qz——每一工作面的煤層注水流量，m3/h;Qz=1.3AGql (6-1-3)1.3——漏水與注水超流量的綜合系數(shù)；A—-受注水濕潤的煤產(chǎn)量與工作面總產(chǎn)量的比值；G——工作面平均小時(shí)產(chǎn)量，t/h；q1——噸煤注水量，q1=0.02?0.035m3/t。2)采空區(qū)灌水用水量Qc2計(jì)算式如下：Qc2=ncQd (6-1-4)式中Qc2——每一工作面的灌水用水量，m3/h；Qd——單孔灌水流量，傾斜分層超前鉆孔采空區(qū)灌水流量可取lm3/h,回風(fēng)順槽采空區(qū)水管灌水可取6m3/h,水平分層采空區(qū)灌水可取2m3/h。3)采煤機(jī)內(nèi)外噴霧用水量Qc3可按表6-1-2選用：表6-1-2采煤機(jī)耗水量參考生產(chǎn)能力采煤機(jī)組國產(chǎn)采煤機(jī)進(jìn)口采煤機(jī)(Mt/a)總功率(kW)耗水量(m3/h)耗水量(m3/h)8>15000.06X4000.06X5206>10000.06X3200.06X3754>5000.06X2350.06X2302W5000.06X1500.06X1204)液壓支架降、移架、放煤時(shí)噴霧水量Qc4(m3/h)Qc4=14q4 I"5)式中：nc4——同時(shí)使用的架間、放煤口噴霧噴嘴數(shù)。q4——噴嘴流量，m3/h,可取0.2m3/h。5)濕式煤電鉆打眼用水量Qsc5Qc5=0.5m3/h。6)爆破落煤噴霧用水量Qc6Qc6=1.2m3/ho7)沖洗煤壁用水量Qc7Qc7=l.2m3/ho8)出(攉)煤灑水量Qc8(m3/h)Qc8=Gq8〔6-1-6〕c88式中：q8——噸煤灑水量，q8=0.02—0.035m3/h；G——工作面平均小時(shí)產(chǎn)量，t/h。9〕運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧用水量Qc9〔m3/h〕Qc9=nc9Qcz 〔6-1-式中：nc9——轉(zhuǎn)載點(diǎn)個(gè)數(shù)；Qcz——噴嘴的噴霧流量，根據(jù)煤的水分選取適宜流量的噴嘴，設(shè)計(jì)時(shí)可按0.2m3/h計(jì)算。10〕進(jìn)、回風(fēng)順槽風(fēng)流凈化水幕用水量Qc10〔m3/h〕Qc10=nc10Qcm 〔6-1制式中：Qc10——噴嘴個(gè)數(shù)；Qcm——個(gè)噴嘴的噴霧流量，設(shè)計(jì)時(shí)可按0.1?0.15m3/h計(jì)算。11〕回風(fēng)與運(yùn)輸順槽巷沖洗沉積煤塵用水量Qnc11Qc11=2m3/h。12〕單體液壓支柱乳化液用水量Q1?c12采用單體液壓支柱支護(hù)時(shí)，應(yīng)把乳化液用水量Qc12考慮在內(nèi)。各采煤工作面防塵用水量之總和￡Qc為：機(jī)采或綜采工作面防塵用水量之和￡Qcg與炮采工作面防塵用水量之和￡Qcb的總和。即：￡Qc=￡Qcg+￡Qcb〔6-1-9〕而計(jì)算采煤工作面防塵用水量時(shí)，應(yīng)考慮到各防塵措施并非同時(shí)全部采用，因此不能采取將全部用水量相加的方法進(jìn)行計(jì)算，對非同時(shí)采用的防塵措施，可選取其中用水量較大的一項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算：Qcg=Qc1^Qc2〕+Qc3+Qc4+Qc9+Qc10+Qc11+Qc12 〔"10〕^6=^1〔或^2〕+^6〔或Qc7或Qc5〕+Qc8+Qc9+Qc10+Qc11+Qc12 d-⑷2．掘進(jìn)工作面防塵用水量掘進(jìn)工作面防塵用水量包括濕式打眼、爆破落巖〔煤〕噴霧、沖洗巖〔煤〕幫、裝巖〔煤〕灑水、噴霧，掘進(jìn)機(jī)噴霧、濕式除塵器噴霧、錨噴支護(hù)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、風(fēng)流凈化水幕等用水量。1〕鑿巖機(jī)濕式打眼用水量Qj1Qj1=nj1Qh 〔6-1-12〕式中：nj1——鑿巖機(jī)同時(shí)工作臺(tái)數(shù)，臺(tái)；Qh——單臺(tái)鑿巖機(jī)用水量，Qh=0.3m3/ho2〕濕式煤電鉆打眼用水量Qj2Qj2=0.5m3/h3〕爆破落巖風(fēng)水噴霧器用水量Q.3j3Qj3=1.5m3/h4〕爆破落煤噴霧用水量Qj4Qj4=1.5m3/h5〕沖洗巖〔煤〕幫用水量Qj5j5Qj5=lm3/h6〕裝巖〔煤〕灑水用水量Qj6Qj6=Gq6式中：G——掘進(jìn)工作面平均小時(shí)產(chǎn)量，t/h；q6——裝巖灑水時(shí)，取0.02m3/h；裝煤灑水時(shí)，取0.03?0.035m3/h。7〕裝巖機(jī)裝巖噴霧用水量Qj7Qj7=0.5m3/h。8〕掘進(jìn)機(jī)噴霧用水量Q.rj8Qj8=Gq8 m3/h 〔6-1-13〕式中：G——掘進(jìn)工作面平均小時(shí)產(chǎn)量，t/h；q8——噸煤噴霧水量，可取0.02?0.35m3/h。9〕掘進(jìn)機(jī)配套濕式除塵器噴霧用水量Qj9,根據(jù)除塵器型號(hào)及用水方式確定其用水量，可取Qj9=1.5~1.8m3/h。10〕錨噴支護(hù)混凝土噴射機(jī)上料口除塵器噴霧用水量Qj10,根據(jù)除塵器型號(hào)確定噴霧用水量，可取Qj10=0.8m3/h。11〕混凝土噴頭用水量011，可取Qj11=0.8m3/h。12〕轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧用水量Qj12,根據(jù)煤的水分大小選取適宜流量的噴嘴，設(shè)計(jì)時(shí)可取Qj12=0.2m3/h13〕風(fēng)流凈化水幕用水量Q.13j13Qj13=nj13Qjm (6-1-14)式中：nj13—-水幕的噴嘴個(gè)數(shù)；Qjm——噴嘴的噴霧流量，0.1?0.15m3/h。各掘進(jìn)工作面防塵用水量之和Eq為：巖巷掘進(jìn)工作面防塵用水量之和￡Qjy與煤及半煤巖巷炮掘工作防塵用水量之和￡Qjmb，加上煤巷機(jī)掘工作面防塵用水量之和EQjg的總和。即：EQj=EQjy+Ejmb+EQjg (6-1-15)式中：Qjy=Qj3^Qj5或Qj1)十Qj6+Qj7+Qj10+Qj11+Qj13 (6-1Qjmb=Qj4^Qj5或Qj2)+Qj6+Qj13；d-MQjg=Qj8+Qj9+Qjl2+Qj13。(6-13．主要運(yùn)輸巷的運(yùn)輸及轉(zhuǎn)載系統(tǒng)防塵用水量主要運(yùn)輸巷道及轉(zhuǎn)裝載點(diǎn)防塵用水量包括電機(jī)車運(yùn)輸、集中運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、裝車站及翻罐籠等處的噴霧用水量，計(jì)算如下：1)電機(jī)車運(yùn)輸噴霧用水量Qyl(m3/h)Qyl=nyQpi (6-1-19)式中：ny—-噴嘴個(gè)數(shù)，取4?6個(gè)；Qpl——噴嘴的噴霧流量，可取0.3m3/h。2)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧用水量Qy2(m3/h)Qy2=nyQp2 (6-1-20)式中：Qp2——噴嘴的噴霧流量，0.2m3/h。3)裝車站噴霧用水量Qy3(m3/h)裝車站噴霧用水量應(yīng)根據(jù)煤的水分、礦車容量及單位時(shí)間放煤量等條件確定噴嘴個(gè)數(shù)及噴霧流量。1t礦車可取0.4?0.6m3/h,3t礦車可取1.5?3m3/h。4)翻罐籠卸載噴霧用水量Qy4(m3/h)Qy4=,nyQpl (6