京东煤矿南采区压风系统改造

1、京东煤矿地面及南采区压风系统改造 摘要：合理选择压风系统管径，取消瓶颈减少管阻，使之符合安全生产要求。关键词：长度、压力、管径、耗气量随着京东煤矿南采区各水平延深，用气量逐步增加，原地面到南采区到+580m压风管路内径太小，已不能满足井下用气的需要。设计用1594.5mm管子替代地面段总压风管，用1084mm管子替代南区方向89的管子。按目前开拓布置203采区+460m水平供风线路最长，压降最大，空压机及管路计算选型即以此为计算依据。矿井203采区+460m区段用风点计2个。203采区与南采区共用主管道,因此复核主供气管路时应考虑南采区5个用气点，其压气管路系统示意见下图。空压机计算选型和压风

2、管路计算：1按最大作业人员需风量计算矿井生产规模为8.5万吨/年，目前我矿单班下井最多下井人数为220人。压缩空气的供给量，每个不得小于0.1m3/min，故按最大作业人员需风量计算空压机排气量如下：式中：-当班最多人数，取220人 -每人需风量，取0.10m3/min -安全系数，取1.22最大班同时使用风动工具及风动设备数量见下表风动工具工作压力pa105n/m2耗气量qim3/min总台数ni同时使用系数kiyt-24型风钻4.9052.8160.82g-11型风镐3.924140.972.1空压机站必须的排气量为： 式中：-沿管路全长的漏气系数，取1.2 -风动机具磨损后，耗气量增加的

3、系数，一般选取1.10-1.15对风动工具取较大值。 -海拔高度修正系数，取1.07 -一天中可能出现的最大需气量时，使用的同型号风动机具的台数 -每台风动机具的耗气量，m3/min -同型号风动机具的同时工作系数，风镐不与风钻同时使用2.2估算空压机必须的出口压力从图中可看出，203采区+460水平东石门的用气量较大且管路较长，为2860m，则最大压力损失将发生在这趟管路中。若取每km压降为0.35105n/m3，则压力损失为：i=1-2+2-a=0.351052.860=1.001105n/m3i-压气管路中，最远一趟管路的压力损失之和，可按每公里管路损失(0.30.6)105n/m3进行

4、估算，取0.35105n/m3。 空压机必须的出口压力为：=g+i+0.981105 =(4.905+1.001+0.981)105 =6.887105n/m2 式中：-空压机的出口压力，n/m2 g-风动工具的工作压力，n/m2 0.981105-考虑到橡胶软管、旧管和上下山的影响而增加的压力值，n/m22.3确定空压机的台数和型号根据计算所得的、值，原有地面空压机符合生产要求,该空压机组额定排气量为55m3/min，排气压力为7.2105n/m2。2.4压气管路的直径计算及选择 2.4.1压风管管径的选择 按煤炭工业矿井设计规范规定，压缩空气管道干管管径应按矿井服务年限内最远采区供气距离确

5、定；采区管道管径可按矿井达到设计生产能力时，采区内供气最远距离计算。根据流体动力学的压力损失，压风管路内径计算如下： 式中 气管直径mm； l管路计算长度，取最远长度，为2860m； q通过主管路的供气量,取54.2m3/min d=6.5154.20.370428600.2 =140.32mm矿井实际的所需风量最大值为54.2m3/min。主供风管道选用直径为1594.5的无缝钢管，符合要求。 式中 南采区方向支管路气管直径mm； l管路计算长度，取最远长度，为2700m； q通过南采区方向支管路的供气量,取25.8m3/min d=6.5125.80.370427000.2 =105.37

6、mm通南采区方向的支管（指分支管路）选1084的无缝钢管，符合要求。1084的气管进南采区主平硐入付斜井下+500m水平，经+500m北石门到203采区+500m付斜井下+460m水平直到+460m车场尾端。 式中 一二采区方向支管路气管直径mm； l管路计算长度，取最远长度，为2600m； q通过一二采区方向支管路的供气量,取28.4m3/min d=6.5128.40.370426000.2 =108.36mm通一二采区方向的支管（指分支管路）选1084的无缝钢管，符合要求。2.4.2校验管路压力损失 取最远一路管道进行验算，该管道中各段的压力损失按下式计算： 式中 该管径的标准管径，m；

7、 考虑局部损失在内的该管段折算长度，=1.15，m； 该管段实际管长，m； 通过管段的空气流量，m3/min；总压力损失为各管段压力之和，即： 灾变时，一台空压机即可满足要求，最远的供风位置为203+460m掘进工作面，距离为2860m，该路线上共有8段管路，各管段上压力损失计算如下表所示：管段代号通过压气量m3/min选择计算管长/m选用管子规格（外径壁厚）/mm实际管长/ m压力损失/mpa1-254.21601594.5mm1600.0039112-325.81651084mm1620.0077573-425.84701084mm4630.0220954-511.75201084mm5180.005665-67.036301084 mm6300.0026726-77.031301084 mm1270.0005517-87.032601084 mm2550.0011038-97.03545pe633.55450.07398由上表计算可知， 0.11427（mpa） 根据煤炭工业矿井设计规范的要求，用风地点的供气压力要比风动机械工作压力高0.1 mpa，即 式中 压缩机额定排气压力，mpa； 风动机械排气压力，mpa。 经验算，0.72-0.11427=0.605730.6，压力损失符