威信县合龙山煤矿_矿井通风设计及供风标准.doc

威信县合龙山煤矿矿井通风设计及供风标准威信合龙山煤矿二0一0年三月威信县合龙山煤矿矿井通风设计编 制： 审 核：技术负责人 ： 2010.3.10矿 长 ： 2010.3.12法 人 代 表： 2010.3.15编制日期：二0一0年三月六日第一章 矿井概况第一节 矿区位置及交通一、矿井位置及交通威信县合龙山煤矿建于2003年，2004年月投产，矿井位于威信县城北东38方位，距县城平直距离11.83km，行政区则属威信县高田乡鱼进口量村所辖。矿区地理坐标：东 经:10506271050700。 北 纬: 275538275558。威信县城至高田乡公路经由矿区东部穿过，威信县城至高田乡17公里处经过矿井工业广场至高田乡集镇10公里，交通较为方便。二、矿区范围及井型：矿区由四个拐点圈定而成，拐点坐标如下：拐点号平面坐标开采控制标高：+700 +900m划定矿区面积0. 3083 km2xy1309104735511179230608183551155633090306355108104309056835510532矿型：矿井设计生产能力6万t/a,2006年核定生产能力3万元t/a。三、交通矿井紧临威信至高田乡公路，公路经过这个矿井工业广场的南侧，至威信县城公路里程20km，至高田乡10km，经威信县城至四川泸州约200km，交通较方便。第二节 矿井开拓与开采一、开采煤层我矿开采c5煤层，赋予于龙潭组（p2l）顶部，煤层直接顶为粉砂质泥岩薄层泥质灰岩，厚0.2m3.6m，局部有0.030.1m厚的灰质泥岩伪顶，直接顶板以下为c4煤层（厚0.050.15m），c4煤层以上为长兴组灰岩，灰黑色中厚层状泥质灰岩，厚58 m，坚硬。煤层底板为灰色粘土岩，有膨胀性，厚56m。c5以厚0.84.0m，平均2.0，为中灰高灰、中度硫、中热值高热什的无烟煤。矿区内为单斜构造，煤层走向北东南西，倾向北西，倾角3240 ，根据井巷揭露情况看，在矿区西南部推测有一倾向断层，但断层性质落差不明，尚待探测。二、矿井开拓我矿为平硐暗斜井开拓，下井开采，主井口位于矿区东部，标高+840m。主平硐方位197 ，长度27m变坡，掘进下山至+765m落平，再向西沿c5煤层掘进运输平巷380m。在运输平巷295m处及313m处，分别开口沿倾斜向上掘进了采区回风上山及溜煤上山，其中回风上山已与采区回风平巷贯通。采区通风系统已经形成，待采区溜煤上山与采区回风平巷贯通后，则在+825水平沿煤层走向东西掘进区段平巷（双巷掘进）及区段开切眼，形成壁式开面。我矿为突出矿井，为实施区域防突措施，计划在c5煤层底板（距c5煤层平距40m左右的位置）掘进顺层运输巷及采区轨道上山为区段，采区的进风、行人、运输及穿层抽放之用。实施穿层抽放并经效果检验，让实消除了突出危险后，方可掘进煤巷。三、开采根据我矿煤层赋存条件及开采技术条件，采用走向壁式采煤方法，工作面煤爆破落煤，单体液压支柱配接顶梁支护与顶板，三五控顶（即风五回二）搪瓷溜槽自溜，采面顺槽及运输巷刮板运输，采面为“u”型通风。第三节 矿井开采技术条件一、煤层顶、底板（见上节）。二、矿井水文质条件矿区中部为北东南西向的山脊，向北东方向逐渐降低，至矿区东北角发育一条鱼井河，最低侵蚀基准面标高820m，低于主井口20m。矿区属构造剥侵蚀低中山区，地形切割强烈，沟谷发育。区内地层倾向与坡向相反。地下水补给主要以大气降水为主，年降水量1050mm，510为半水期，约占全年降水量的78%。由于受地形条件控制，大气队水以地表坡流排泄为主，最终汇集到矿区东北部外缘的鱼井河。煤层顶板为粉砂岩，泥质灰岩，砂岩含裂隙水、孔隙水，水量小，煤层底板为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，砂岩，为相对隔水层。故矿井水文地质条件为以裂隙充水含水层为主的简单编中等类型。矿井现开采+765m水平以上。三、煤层自燃倾向性2007年8月23日重庆煤科分院提交的鉴定报告：我矿煤层自燃倾向为三类不易自燃。四、煤主爆炸危险性2007年8月15日重庆煤科分院提交的鉴定报告：我矿煤主爆炸性结论：无煤尘爆炸性。五、瓦斯：我矿为突出矿井，2009年矿井瓦斯等级鉴定批复：矿井最大相对瓦斯涌出量为11.56m3/t。最大绝对瓦斯涌出量为1.13m3/min，最大相对二氧化碳涌出量为4.5m3/t，最大绝对二氧化碳涌出量为0.44m3/min。2009年4月昆明煤炭科研究所对我矿进行了开采煤层瓦斯参数测定，+765水平c5煤层瓦斯含量（w）16.81m3/t，瓦斯压力为0.9mpa。六、地温：矿井平均地温梯度1.7c/100m，矿区内地温无异常。七、地震：地震基本列席为v5度，威信历史上未姓破坏性地震。第二章 矿井需风量第一节矿井通风一、通风方式及通风方法根据矿井的开拓布局，设有一个主井进风、运输，一个副井行人、敷设管线，一个回风井。主井位于矿区东北部，矿井为分别式通风方式。主扇为fcczno14/37，功率为37kw，额定静压2061212pa，额定全压2731276pa，风量24541260m3/min，效率83%，数量为两台，一台工作，一台备用。二、风井服务范围及时间风井能够服务于主矿井开采的时间：三、采掘工作面及硐室通风（一）采掘工作面通风采掘工作面为独立通风。 我矿现准备二采区，位于矿区中部，+770 m865水平。采面采用“u”型通风方式，矿井正常生产时有两个掘进工作面，掘进面采用矿井全风压通风状态下的局部通风机压入式通风，配备fbdno5.6/211局部通风机，并设有区段回风上山及采区回风上山，掘进工作面的乏风直接导入采区回风巷或总回风巷，实现独立通风。（二）硐室通风我矿井下无中央变电所、无充电硐室、无炸药硐室，绞车硐室、配电硐室均位于进风流中，井下无独立通风硐室。第二节 矿井需风量及分配一、矿井需风量矿井需风量计算方法，依据煤矿安全规程、采矿工程设计手册，按核定生产能力3万t/a，即现阶段和矿井开采后期均为一个回采工作面，两个掘进工作及其它巷道作配风，本矿为突出矿井，按分别法计算需风量。（一）、按井下同时作业最多人数计算 式中：矿井总需风量，m3/min；井下同时工作的最多人数，取n=40人； 每人每分钟供风标淮，m3/min； 矿井通风系数，我矿井分列式通风，取k1.20；则：q=4401.20=192m3/min2、按采煤、掘进、独立通风硐室其它巷道等处实际需风量计算 式中：q矿井实际需风量，m3/min；采面实际需风量之和，m3/min；掘进面实际需风量之和，m3/min；硐室实际需风量之和，m3/min；q它其它用风地点实际需风量之和，m3/min；矿井通风系数，取k1.2。1、采煤工作面需风量计算采煤工作面需风量，按采面瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面温度、炸药用量及工作面的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速进行验算。（1）按瓦斯涌出量预测：我矿为生产矿井，矿井瓦斯涌出理参照2009年4月昆明煤炭科学研究院提交的我矿瓦斯参数测定报告的数据，并考虑开采深度及构造等因素，预测矿井最大相对瓦斯涌出量为16.86m3/t。 我矿核定生产能力为3万t/a，则矿井绝对瓦斯涌出量按下式计算：g=式中： g绝对瓦斯涌出量，m3/min； g相相对瓦斯涌出量，16.86m3/min;d月平均日产量，91t；1440常数，每天24h换算成的分钟数；则g=16.8691/1440=1.07 m3/min；采掘工作面绝对瓦斯涌出量按此数据计算需风量式中：采面需风量，m3/min;采面瓦斯涌出量，m3/min;采面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，我矿采用爆破落煤，取kc=2.0。则：=1001.07 m3/min2=214m3/min按采面温度计算根据煤矿安全规程第一百零二条：生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26。采面需风量按下式计算：ki 式中：采面需风量，m3/min;采面的适宜风速，m/s，取1m/s；采面平均断面积m2；按最大和最小控顶断面的平均值计算，经计算6m2；ki-采面长度系数，查表取ki=0.9则：=60160.9=324m3/min。按炸药使用量计算式中：ac工作面一次使用的最大炸药量kg，ac=12kg;则：=2512=300 m3/min按采面最多人数计算 式中：采面同时工作的最多人数，取18人；经计算得q采41872m3/min。以上计算值，取最大值，为324m3/min。按风速验算根据煤矿安全规程规定，回采工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s，采面风量应满足下式要求： 式中：采面平均有效断面m2，=6。即经验算，所配风量符合要求。由于本矿井为一个采面作业，原备用工作面则： =324 m3/min =5.4m3/s。（2）掘进工作面需风量计算：掘进工作面需风量，按照瓦斯涌出量，炸药使用量，局部通风机吸风量分别计算，取其最大值，并用风速验算。按瓦斯涌（或二氧化碳）涌出量计算 式中：掘进面需风量，m3/min； 掘进面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。根据前面的叙述，取1.07m3/min； 掘进面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数。我矿为爆破掘进，取2.0。则q掘=1001.072.0=214m3/min。 按炸药使用量计算 q掘=25aj 式中：aj掘进面一次使用的最多炸药量，kg；则 q煤掘253=75m3/min。q岩掘258=200 m3/min。按局部通风机吸风量计算 式中：掘进面局部通风机额定风量，m3/min；171260 m3/min.取qf=200 m3/min; 掘进面同时运转的局部通风机台数，取1台； 为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.2。则 q掘=200v11.3=260 m3/min=4.33 m3/s按工作人员数量计算 式中：掘进面同时工作的最多人数，取8人；掘进工作面实际需风量为：q掘=4832m3/min。以上计算取最大值，为260 m3/min按风速进行验算按照煤矿安全规程规定，岩巷掘进面风量应满足下式条件：煤巷掘进工作面风量应满足下式要求： 式中：掘进面巷道过风断面，m2，岩巷4.66 m2，煤巷4.0 m2。则 岩巷掘进面: 94.66=4.22604.66=1118 煤巷掘进面：154=602602404=960经验算，量符合要求。我矿正常生产时，有一个岩巷掘进面，两个煤巷掘进面（两个煤巷掘进面为交替作业，但考虑到我矿为突出矿井，故需风量按两个煤巷进掘进面的需风量计算260780m3/min。（3）硐室需风量计算我矿井下无爆破材料库、无充电硐室、配电硐室、绞车硐室、水泵硐室均设在风流中，故=0。（4）井下其它巷道需风量计算采区形成，正常生产期间，有一条采区溜煤上山需单独供风。经瓦斯抽放后，煤层瓦斯含量为8 m3/t，则绝对瓦斯涌出量为 q它=133qs相kt=1330.511.2=81 m3/min式中：qt用风巷道最大绝对瓦斯涌出量，m3/min；kt其它用风巷道因瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，取1.2m3/min；按风速验算q它600.15s式中：s其它用风巷道的净断面m2，s=4.0m2则 600.154=36经验算，风量符合要求(三)矿井需风量：根据前面的计算，取大值q矿 =（q采+q掘+q硐+q它）k=（324+780+0+81）0.2=1422 m3/min=23.7 m3/s根据煤矿安全规程规定，以上两种计算方法的结果取最大值23.7 m3/s，因现准备区域（二采区）及+765+700水平的开采（矿井末期开采）的采、掘工作面个数不变（一采二掘），且无独立供风硐室，故现生产时期与矿井生产末期总风量均确定为24 m3/s。二、矿井风量分配（一）分配原则：1、各用风地点（包括）采面、掘进面、其它巷道）的风量，不能低于前面计算出的风量。2、为维护巷道，防止坑木腐烂，金属锈蚀，以及行人安全，所有巷道都应分配一定的风量；3、风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体浓度，风速等满足煤矿安全规程的各项要求。（二）风量分配1、采面：风量6 m3/s，风速1 m3/s；2、掘进面：（1）煤巷：风量6 m3/s（各4.5 m3/s），风速：1.20 m3/s（2）岩巷：风量5.4 m3/s，速1.6 m3/s3、其它用风巷道：风量3 m3/s，（按两条巷道考虑），风速0.37 m3/s。风速符合煤矿安全规程的要求。（三）风速验算经风速验算，井下各用风地点的风量均符合煤矿安全规程第101条的规定。第三节 矿井供风标准根据第二节计算，矿井总需风量24 m3/s，其中采面6 m3/s，每个煤矿掘进面4 m3/s，岩巷5.4 m3/s，其它用风巷道为3.0 m3/s。按照矿井采掘布局，分配给各采、掘用风点及其它用风巷道的风量不能低于上述计算值，即我矿我供风标准为：1、采面：6 m3/s 风速1 m3/s；2、煤巷：4.8 m3/s 风速1.2 m3/s；3、岩巷：5.4 m3/s 风速1.16 m3/s；4、其它用风巷道：1.5 m3/s 风速0.37 m3/s； 第三章 矿井通风阻力计算我矿井进、出风井口标高差为23m，小于150m；且井深也小于400m，根据煤炭工业矿井设计规范的有关规定，可不计算自然风压，即h自=0。第一节 矿井通风总阻力风流由主、副井口进入流，经过井下各巷道，至主要通风机吸入口，沿途克服内部相对运动造成的机械能量损失就是通风阻力，可用下式计算： h=h摩+h局+h硐+h自式中：h矿井通风总阻力，pa；h摩矿井井巷摩擦阻力，pa；h局矿井局部阻力，pa；h硐风硐的通风阻力，pa；h自矿井自然风压，pa。第二节 矿井通风容易时期和通风困难时期的通风阻力计算根据矿井防突工作的需用，我矿今年对矿井井巷布置作了较大调整。矿井主要巷道均布置在顶（或底）板岩石中，即：主提升下山沿顶板掘进，坡度-20，水平、采运输巷、采区轨道上山、采区回风巷、区段运输巷均布置在底板岩层中，用石门与煤巷贯通。我矿准备二采区，二采区以东为老空区，西部推测有一倾向断层，但断层性质不明，尚待探测，因此二采区东以原老空区为界，西以推测断层为界，上至风井水平（+865），下于二采区运输巷（+765水平），二采区开采可作为通风容易时期，开采+700+765水平，矿区西总时为矿井通风困难时期。井巷摩擦阻力按下式计算：式中：摩擦阻力，pa；摩擦阻力系数，kg/m7；l井巷长度，m；v井巷断面周长，m；s井巷净断面积，m2；通过井巷的风量，m3/s；f井巷摩擦风阻，kg/m7。本矿为生产矿井，根据煤炭工业小型矿井设计规范的有关规定，井巷通风阻力取期摩擦阻力的15%。经计算，我矿通我容易时期（二采区开