南风井改变实施方案.docx

山西离柳焦煤集团兑镇煤矿通风系统改变实施方案一、矿井简介山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿（以下简称兑镇煤矿）隶属于吕梁市，为地方国有煤矿，井田属霍西煤田汾孝矿区西部煤田，兑镇煤矿于1978年开始建设，1986年竣工试生产，1988年经山西省煤炭厅组织验收合格投产，生产能力为120万t/a，批准开采10号，11号煤层。该井田位于山西省孝义市兑镇南，东北距孝义市城区22km。行政区划属兑镇镇管辖。其地理坐标为北纬370237-370510，东经1110306-1110512。介休-阳泉曲铁路线和孝义-交口的公路均由井田北侧通过，井田内建有2.8km铁路专用线与介阳线接轨，年装运能力280万t，交通运输十分便利。兑镇煤矿东侧为新峪煤矿，西侧、南侧为新柳煤矿。二、开采系统现状兑镇煤矿矿井采用斜井开拓方式，开采10号、11号煤层。全矿井共布置主斜井、副斜井、人行斜井、回风斜井4个井筒。矿井采用斜井单水平开拓方式，水平标高为+820m。主井、副井及人行井与+820水平运输大巷相连，+820水平运输大巷布置在11号煤层底板岩层中，沿岩层走向布置，总回风大巷位于+820运输大巷西侧，布置于9号、10号、11号煤层中，沿煤层走向布置。 全井田划分为五个采区，一、二采区已采完，现采三采区、四采区和五采区。三采区采用双翼布置方式，工作面西东布置，条带式开采；四采区、五采区采用单翼布置方式，工作面南北布置，条带式开采。、采煤方法及工作面现状兑镇煤矿现有一采一备两个采煤工作面，为41103综采放顶煤工作面和31105备用工作面；三个掘进工作面，分别为51101运输顺槽掘进工作面、51101回风顺槽掘进工作面以及51103运输顺槽掘进工作面。所有掘进工作面均采用EBZ135型综掘机掘进。三、矿井通风系统及南风井开拓现状兑镇煤矿通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式。矿井目前有3个进风井：人行斜井，副斜井，主斜井，副斜井为主要进风井；1个回风井：回风斜井。当前矿井安装有两台BD-8-22型对旋式轴流风机，1台工作，1台备用。电机配用YBF-450S1-8型，功率200kw2电压6kV。该风机风量范围为65113m/s，负压范围为15002400Pa。风机运行工况为风量81m3/s，负压1900Pa，电机实际功率297kW, 矿井总风阻为0.2533Ns2/m8，等积孔为2.36m，外部漏风率4.57%，（山西省煤炭工业局综合测试中心2012年6月实测）。矿井风量统计表项 目风量Q(m3/min)备 注人行斜井进风量1000副斜井进风量2500主斜井进风量1520回采工作面880备用回采面600掘进工作面2180三个掘进工作面充电硐室150机电硐室500三个机电硐室消防材料库300采区水仓260两个水仓回风斜井回风量5200目前矿井总进风量为83.67m3/s，井下用风风量为81.17 m3/s，风量富余量并不多，如果增开掘进面或增加其他用风地点，矿井将面临风量不足的困难。另外，矿井主要通风路线长度达9277m，矿井用风段阻力较大。原风机可暂时满足矿井通风的要求。但随着矿井的不断延伸开拓，通风距离会越来越长，瓦斯涌出量也会有所增加，矿井配风量必然会加大，原有的通风系统将不能满足矿井通风要求，必须进行通风系统改造。缩短通风流程、降低通风阻力是保证矿井风量的首选措施，建设南部回风立井可大大缩短通风流程，增大矿井的进风风量，成为通风系统改造的首选方案。南部回风立井的投入使用可以满足矿井生产能力的要求。 依据煤矿安全规程第18条规定及山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿新建南部回风井设计确定在矿井井田南部建设边界回风井。即：在孟家庄村西南台地上新建一个净直径为5.0m的回风立井，该井垂深176m，混凝土浇筑。落底于9号煤层与现有回风大巷连通。将原有回风斜井暂时关闭，以三个斜井一个立井开拓井田南部采区剩余资源。目前南风井基础设施建设已经全部完毕，依据兑镇煤矿南风井贯通后矿井通风设计和离柳焦煤行字【2014】106号批复文件要求，为保证本次南风井正式启用暨通风系统改变安全顺利进行，特编制本安全技术措施。 四、 矿井通风参数计算、矿井通风阻力计算计算原则：、进行矿井通风总阻力计算，应考虑主要通风机在服务期限内（1525年），既能克服矿井的最大阻力（既通风困难时期），又能保证矿井在现阶段（既容易时期）的情况下通风机的效率不低于0.70，所以必须计算这两个时期的总阻力；、确定矿井通风容易时期和困难时期。因矿井为老矿井通风系统改造，现阶段即为矿井通风容易时期；当矿井开采到井田东部边界时为困难时期；、确定计算阻力路线。根据所给出的两个时期矿井通风线路图，选择一条风量最大、巷道总长度最长的线路计算最大阻力。计算时在选定的路线上（容易和困难时期分别选定），从进风井口到回风井口逐段编号，然后对各段井巷进行阻力计算，再将各段计算结果累加起来，便得出通风容易和困难时期的井巷通风Hrmin和Hrmax；、因矿井为老矿井通风系统改造，则只计算现阶段即通风容易和五采区开拓完毕后通风困难时期的井巷通风总阻力。、矿井通风的总阻力，根据将使用的主风机性能参考，不应超过2940Pa。容易和困难时期阻力计算按照风流经过巷道时产生阻力的方式不同，可分为摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力一般占矿井通风总阻力的90%左右，是选择通风机的主要参数，可由下式计算：Hr=LUQ2/S3=RQ2式中： Hr摩擦阻力，Pa；摩擦阻力系数，Kg/m3；L巷道长度，m；S巷道净断面面积，m2；U巷道净断面周长，m；R井巷摩擦风阻，Ns/m8；U通过巷道的风量，m3/s；主要通风机的选择是工作风压要满足最大的通风阻力，因此先确定通风容易时期和通风困难时期的最大阻力路线。本次计算根据兑镇煤矿2012年6月通风阻力测定的通风阻力系数进行南风井投运后的通风阻力计算，对于困难时期的巷道阻力系数则通过同类巷道阻力系数推算的方式进行计算。经计算，当新风机投入使用后，矿井通风容易时负压993.6Pa，通风困难时负压1975.3Pa。、矿井总风阻、等积孔计算根据公式：计算等积孔式中：A等积孔，m2； Q矿井总风量，m3/s； h矿井负压，Pa。经计算，矿井容易时期等积孔为4.23m2，困难时期等积孔为3.00m2，矿井通风难易程度属容易。、矿井主要通风机参数计算计算通风机风量由于外部漏风（即井口防爆门及主要通风机附近的反风门等处的漏风），风机风量Qf大于矿井风量Qm。Qf=kQm 式中： k漏风损失系数，风井不做提升时取1.1，箕斗井兼做回风井时取1.15，回风井兼做提升人员时取1.2，本矿井回风井不做提升用，所以k=1.1则：Qf= 1.05112= 117.6m3/s计算通风机风压通风机全压Htd和矿井自然风压HN共同克服矿井通风系统的总阻力hm、通风机附属装置的阻力hd及扩散器出口的动能损失hvd。根据提供的通风机性能曲线，由下式求出通风机全压。经过监测，兑镇煤矿所在地区的自然风压，一年中的最高气压为12.6Pa，最低气压为6.43Pa。Htd =hmhdhvd-HN 通风机需要的风压：Hr= hmhvd-HN =1211PaHk=hk+h+hZ=2192Pa根据通风机的风量和静压，本次设计选用FBCDZ-10-27型风机，配套电机为YBF560M2-10，功率315KW2，电压6KV。该风机的风量范围80165m3/s，负压范围7803180pa。符合矿井供风需求。求通风机的实际工况点通风容易时：通风网络阻力系数： 0.09通风网络特性方程：Hr=0.09Q2通风困难时：通风网络阻力系数： =0.16通风网络特性方程：Hk=0.16Q2按上述方程(1)和(2)分别作通风网络特性曲线，该曲线与通风机性能特性曲线的交点M1和M2，分别为容易时和困难时通风机的工况点，见图4-1所示：容易时： QA=125.5m3/s Hr=1342Pa r=68% =43/35困难时： QB=121m3/s HB=2326Pa B=83% =46/38图4-9 容易时期和困难时期通风机的工况点、电动机参数计算容易时电动机功率：297kW困难时电动机功率：406kW由上述计算可知：前述所选矿井主风机配套电机合适可用，符合要求。、矿井风量分配计算由以上计算估算出矿井风量为6720m3/min，通风系统改变后，井下各用风地点计划配风量应满足下列计算要求：回采工作面风量计算、每个回采工作面按气候条件确定需要风量，其计算公式为：Q采=Q基本K采高K采面长K温其中：Q采采煤工作面需要风量，m3/min；Q基本不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min。Q基本工作面控顶距工作面实际采高70%适宜风速（不小于1m/s）60Q基本（31105）42.270%160=369.6 m3/minQ基本（41103）42.470%160=403.2 m3/minK采高回采工作面采高调整系数，取1.5（见表1）K采面长回采工作面长度调整系数，取1.0（见表2）K温回采工作面温度调整系数，取1.0（见表3）所以：Q采（31105）=369.61.51.01=554.4m3/minQ采（41103）=403.21.51.01=604.8m3/min表1 K采高回采工作面采高调整系数采高200长度调整系数（K长）1.01.01.31.31.5表3 K温回采工作面温度调整系数工作面空气温度（C）采煤工作面风速（m/s）配风调整系数K温180.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6、按瓦斯涌出量计算Q采=100q采KCH4其中：Q采采煤工作面实际需要风量，m3/min；Q采回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均涌出量；根据实测，取0.52 m3/min。KCH4采面瓦斯涌出不均衡系数，取1.2。所以：Q采=1000.521.2=62.4m3/min；、按二氧化碳涌出量计算：其中：Q采采煤工作面实际需要风量，m3/min；QCO2回采工作面回风巷风流中二氧化碳的平均涌出量；根据实测，取0.96 m3/min。KCO2采面二氧化碳涌出不均衡系数，取1.2。所以：Q采=100q采CO2KCO2=1000.961.2=115.2m3/min；、按工作面温度计算工作面温度大于18，小于20Q采=60VS其中：V：工作面适宜的风速，取1.0m/sS：工作面断面， S采=3(M-0.3)。式中 M煤层开采高度所以：S采（31103）=3(M-0.3)=3(2.2-0.3)=5.7m2S采（41103）=3(M-0.3)=3(2.4-0.3)=6.3m2则：Q采（31102）=605.71.0=342m3/min；Q采（41103）=606.31.0=378m3/min；、按工作面同时工作的总人数计算：Q采=4N其中：N：工作面同时工作的人数，根据规程为36人。所以：Q采=436=114m3/min；、按风速进行验算：15sQ采240s其中：S：工作面平均断面 85.5 m3/min Q采4N （m3/min）其中：N：掘进工作面最多人数为17；Q掘=417按最低风速进行验算：15sQ掘240s其中：S掘进工作面的断面积，。1510.4Q51101回风24010.4即：156m3/minQ51101回风2496m3/min1515.2Q51103运输24015.2即：228 m3/minQ31105运输3648m3/min所以各掘进巷道局部通风机全风压供风处的风量为：Q51103运输=858 m3/minQ51101回风=606 m3/minQ51101运输=626 m3/min硐室风量1、四采区水仓、三采变电所，四采变1# 2#电所根据实际情况取80 m3/min。2、充电硐室根据实际检测气体的情况取100 m3/min。3、其他巷道为200m3/min。综上计算，决定矿井总风量：Q需=（Q采+Q掘+Q硐+Q其他）K通，m3/minQ需全矿井所需的风量，m3/min；Q采采煤工作面需要风量总和，m3/min；Q采= Q41103+Q31105=1159m3/min；Q掘掘进工作面所需风量；Q掘=858+606+626=2090m3/min；Q硐各硐室需要风量m3/minQ硐=80+80+80+80+100=420m3/minQ其他其他巷道需要风量为200m3/min；K通矿井通风系数，包括矿井内部漏风配风不均衡等因素，取1.1Q需=（1436+1460+420+200）1.2=4403m3/min；即:矿井需风量为4403 m3/min.矿井风量分配因我矿开采历史较长，采区的不断延伸以及四、五采区工作面上部煤层被小煤窑的不断破坏，矿井通风阻力随之增大，存在漏风现象。为创造良好的工作环境，41103回采工作面选用DBKJ-7.5/255型通风机，吸风量为630-980m3/min；51103运输顺槽掘进工作面选用DBKJ-6.3/230型局部通风机，吸风量为260-630 m3/min。51101回风顺槽掘进工作面选用FBD-6.0/215型局部通风机，吸风量为290-450 m3/min，51101运输顺槽掘进工作面选用FBDY-6.0/215型局部通风机，吸风量为250-450 m3/min。在首先满足各用风地点计划风量的前提下，根据工作面通风阻力和漏风情况，剩余风量按工作面最优风量进行分配。各个工作面通过调整增阻调节风窗的增阻来控制风量，使之达到最优风速。因此工作面实际供风大于计划风量。矿井风量分配计划表项 目风量Q(m3/min)备 注人行斜井进风量1020副斜井进风量2820主斜井进风量1440进风斜井进风量1440回采工作面960备用回采面660掘进工作面2160三个掘进工作面充电硐室360机电硐室900三个机电硐室消防材料库300采区水仓720两个水仓其他巷道600回风斜井回风量6720即时，由测风人员根据实际情况进行调整。五、井下通风设施调整及准备工作、主风机及其附属装置、配电及检测系统安装调试情况主风机FBCDZ-10-27型风机，配套电机为YBF560M2-10最早安排进行安装；附属装置防爆门、安全出口风门等要同步安装完成；配电采用双回路供电，检测系统有负压、全压、瓦斯传感器、轴温传感器、水平震动传感器、垂直震动传感器、水注计等。新主扇试运转72小时，运转正常，监测记录新主扇电流、电压、轴承温度、功率、效率等参数能达到要求；试运转时为了不影响到原有通风系统，打开防爆盖和安全门，与现有通风系统隔绝后运行。运行前监控系统使用KJ90NB系统，原回风斜井安装风速、温度、瓦斯、一氧传感器。按照新建南部回风井初步设计新主扇启用后监控系统仍使用KJ90NB系统：在风机房设置安全监控系统一个分站，与风机性能在线检测装置联网。检测系统有负压、全压、瓦斯传感器、轴温传感器、水平震动传感器、垂直震动传感器、水注计等，必须经过调试。配有风机值班人员，并经过培训；在回风井井口设置：负压传感器、设备开停传感器各2个。确保该矿的通风安全。、旧主扇停运前需做的通风设施和相关附属工程南回风井井底联络巷先联通回风大巷，且贯通之前必须在联络巷设置密闭和两道无压风门。在南回风井井口根据设计施工安全通道、安全门和防爆门，通风机房。、旧主扇停运后新主扇启运前做的通风工作打开并拆除新南回风立井井底联络巷设置的风门和闭墙。打开并拆除原回风斜井的旧防爆门，打开旧风道使原回风斜井为进风斜井。关闭新南回风井安全门和防爆门。开启1号主扇时先开启1号主扇上自动风门，关闭2号主扇上自动风门（若开启2号主扇时先开启2号主扇上自动风门，关闭1号主扇上自动风门）。、新主扇启运后做的通风工作充电硐室处留设两道调节风窗。密闭充电硐室旧风井下回风流侧，拆除原总回风巷到中间煤仓联络巷段密闭。形成旧风井进风，从中间煤仓上口进入集中皮带巷、充电硐室。回风由总回风巷从北向南的新通风系统。拆除多余通风构筑物。检查井下各区域通风设施并进行风量调节。待风流稳定后彻底拆除旧风机。六、改变通风系统安全技术措施责任分工：1、矿长对改变通风系统全面负责。2、总工程师对改变通风系统现场指挥全面负责。3、通风助理对改变通风系统现场施工及监测监控系统安装维护全面负责。4、调度主任对改变通风系统现场调度全面负责。5、机电矿长对主风机供电系统等全面负责。6、安全矿长对改变通风系统安全工作负责。7、救护队队长对井下灾害应急救援工作负责。8、安全、调度、通风、机电及生产技术科负责改变通风系统期间的安全监督、停风、停电的协调调度以及相关技术资料的提供。、相关专业工作组及工作任务为了保证主扇运转正常有序进行，职责明确，根据工作需要成立如下专业组：机电组组长：江云协同风机厂家负责新主扇安装及调试工作，负责旧主扇的停运、新主扇的启动、井下停供电工作和设备的拆除。通风组组长：刘泽兵负责全矿井通风系统调整、设施拆除和构筑、监控设备布置及主扇启运期间的气体检查工作安全组 组长：梁朝福负责停送风前后的安全检查和措施的监督落实以及井口的设警戒拦人。调度组组长：马喜超负责井下作业人员的安全撤出和人员清点工作。应急救援组组长：王振江负责井下发生灾害时的应急救援及井下气体检测、排放工作。、运行实施步骤2014年5月13日1.上午由机电队负责检查南风井防爆盖、安全出口、所涉及到的各种风门是否可以正常使用，主副风机底阀是否全部关闭。2.拆除南风井风机两扇风门，并清理卫生。3.下午由安全科组织检查各项准备是否到位。2014年5月14日1.七点整由调度室、安全科负责清点井下人员，并组织井下人员撤离。2.七点三十分经检查并确认井下无作业人员后通知矿井停电并停用原有主风机，开启原有风机附属的防爆门。当确认后由调度室通知开启南风井底阀，同时开启主风机。3.八点整确定风流风压稳定后组织通风队、掘进队进入井下，由通风队负责构筑新闭墙，由掘进队负责开启总回风段旧闭墙。4.下午在确定风流风压稳定后通风科下井测风、调风。5.确定井下通风系统可靠且稳定后由矿领导开会决定是否开始生产。七、停、启主扇安全技术组织措施、机电组接到启动新主扇的命令后，启动新主扇，新主扇启动后，检查高压柜电流表、电压表指示是否正常，观察负压、电流、电机及轴承温度、电机震动是否正常，巡查风机是否有剧烈震动和撞击现象，传感器有无松动现象，风机在运转中发生电器、机械故障应及时向指挥部汇报，根据情况分别进行处理，并做好详细记录。风机房值班人员双人双岗连续观察各仪表指示是否正常，一旦发生异常情况，立即报告调度室。、启用风机时要低频启动，频率由低到高，风量从小到大，最后达到正常状态。、新主扇运转前的准备认真检查主风机双回路供电线路，检查双回路是否由不同母线端供电，检查线路是否分接其他负荷，发现隐患及时整改。更换风机前1小时，通风组、机电组与安全组人员对井下进行全面检查，调度接到井下汇报：只有井下气体正常，通风设施全部完好，机电无失爆，方可及时撤出井下所有人员，切断井下一切非本质安全电源。安全组在井口设岗严禁任何人员进入井下。新风机启动前检查：、测电机绕组冷态绝缘电阻，其最低绝缘电阻大于等于50M。如果绝缘电阻高于以上值，则可以运转；如果绝缘电阻低于以上值，厂家人员与机电组联合检查及时排除； 、检查反风设施、防爆门、风硐和扩散器等附属设施规格质量符合相关技术规范标准要求。、检查电机转向是否正确； 、检查风硐内外, 不应有杂物,尤其在风硐内必须彻底清理干净; 、各种保护装置，包括水注计、电流表、电压表、轴温传感器，负压传感器等监控设备完好。、检查主风机过流、漏电、失压、欠压、断相、温度保护是否正常。、主扇司机、电工、开关风门人员就位。、检查风机房、调度室、井下电话是否畅通。领导小组下达改变通风系统命令，按照停旧主扇，打开旧防爆门，关闭新防爆门，启动新主扇。运转应符合下列要求:、起动时, 各部位无异常现象, 否则应立即停车;、叶片安装角调整后, 电动机电流应不超过额定电流;、 起动后, 轴承温升稳定后配套电动机滚动轴承的正常工作温度不得高于70，最高温度不得超过95，轴承温升不得超过60K。定子的正常工作温度最高不得超过130，温升不得超过90K。运转时应做好的定期检查和记录:、电动机电流，电压;、每隔半小时到1小时观察电机轴承和定子绕组温度, 一般运行两小时温度基本稳定;、环境温度;、运转声音是否正常，有无摩擦现象和其它异常声音；、检查联接螺栓有无松动；、检查仪表和电气设备的使用状况，有无损坏或失灵；、测量风机风量、风压等参数。应对通风机进行全面检查, 无误后即可投入正式运行。通风机在使用过程中, 应备有运行记录, 系统地记录风机运行情况。内容包括:、通风机启动和停机时间、停机原因;、环境温度、湿度和大气压力;、电动机工作电压、电流、各轴承温度及电机绕组温度;、通风机风量、静压;、轴承加换润滑脂的时间、数量和牌号;、定期检查中发现的异常问题及故障排除情况。试运转时必须由厂家，矿方人员，通风队测风人员同时到场，并风流进行测试。试运转无异常后方可投入正常运行，观察并记录好各参数和各参数整定的情况。瓦斯监控系统必须保证正常运转，监控到位，主扇启动后，瓦检员在专业救护队人员陪同下，每10分对主风机出口气体进行检查，及时汇报领导组并记录；风流、风压稳定2小时后，风机口瓦斯低于0.5%，一氧气体低于0.0024%，监控系统反映井下各地点瓦斯与一氧气体都不超限，在专业救护队陪同下，瓦检员、测风员从进风井下井检查气体、测定风量。检查与测定时必须由进风井进入，沿进风路线逐段检查与测量，最后进入回风段，只有经过认真检查，井下通风设施完好，气体不超限，设备完好，方可向井下供电作业。若通过检查气体超限或监控探头显示异常必须及时报告领导组，制定措施排除隐患。停止旧主扇后，监控人员不间断认真观察监控设备显示数据，发现异常及时汇报。为了保证启用新主扇不出现尘土飞扬，停运旧主扇前，必须对井下所有巷道进行清洗一次。新主扇正常运行作业后，主扇机房每班双岗连续观察主扇运行情况并记录各项指标。瓦斯员在一周时间内每班连续巡查三次井下各密闭气体情况，气体正常后，每班继续检查各密闭一次。主风机投入运行后及时委托有资质的单位对主风机性能进行测试。八、矿井通风安全技术组织措施为防止在通风系统改变过程中及矿井风量调整期间通风、瓦斯、煤层事故的发生，特制定以下措施：更换主扇前