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 159 ×4.5mm 管子替代地面段总压风管， 用 108 ×4mm 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

2、南采区 5 个用气点，其压气管路系统示意见下图。1空压机计算选型和压风管路计算：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：QNQRR2200.10 1.226.4m3 / min式中： N - 当班最多人数，取220 人QR - 每人需风量，取0.10m3/minR - 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工作压力耗气量 q i总台数同时使用系数风动工具Pam 3/minn iki10 5 N/m 2Y

3、T-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：Q 12 yni qi ki 1.21.15 1.07(162.80.82) 54.2m3 / min式中：1 - 沿管路全长的漏气系数，取1.22 - 风动机具磨损后，耗气量增加的系数，一般选取 1.10-1.15 对风动工具取较大值。y - 海拔高度修正系数，取 1.07ni -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qi -每台风动机具的耗气量，m3/minki -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，

4、 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 0.35 ×10 5N/m 3 ，则压力损失为： i= 1-2 + 2-A =0.35 ×10 5 ×2.860=1.001 ×10 5N/m 3 i- 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 (0.3 0.6) ×10 5N/m 3 进行估算，取0.35 ×10 5 N/m 3。2空压机必须的出口压力为： = g + i +0.981 ×10 5=(4.905+1.0

5、01+0.981)×10 5=6.887 ×10 5 N/m 2式中： - 空压机的出口压力，N/m 2 g-风动工具的工作压力，N/m 20.981 ×10 5 - 考虑到橡胶软管、?旧管和上下山的影响而增加的压力值， N/m 22.3 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 55m 3/min ，排气压力为 7.2 ×10 5 N/m 2。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定；采区管道管

6、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：d主6.51Q 0.3704L0.2式中d主 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 54.2m 3/mind=6.51 ×54.2 0.3704 ×2860 0.2=140.32mm矿井实际的所需风量最大值为54.2m 3 /min 。主供风管道选用直径为159 ×4.5 的无缝钢管，符合要求。d南支6.51Q 0.3704L0.2式中d南支 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2700

7、m ；Q 通过南采区方向支管路的供气量,取 25.8m 3 /mind=6.51 ×25.8 0.3704 ×2700 0.23=105.37mm通南采区方向的支管（指分支管路）选108 ×4 的无缝钢管，符合要求。108 ×4 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。d一支 6.51Q 0.3704L0.2式中d一支 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 28.4m 3

8、/mind=6.51 ×28.4 0.3704 ×2600 0.2=108.36mm通一二采区方向的支管（指分支管路）选 108 ×4 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pi 按下式计算：pi10 12lidi 5Qi 1.85式中di 该管径的标准管径，m ；li 考虑局部损失在内的该管段折算长度， li =1.15 l ， m ；l该管段实际管长， m ；Qi 通过管段的空气流量， m 3 /min ；总压力损失 p 为各管段压力之和，即：np pii 2灾变时，一台空压机即可满足要求， 最远的供风

9、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：管段通过压选择计选用管子规格实际管长压力损失气量算管长（外径×壁厚）代号/ m/MPam 3/min/m/mm1-254.2160 159 ×4.5mm1600.0039112-325.8165108 ×4mm1620.00775743-425.8470108 ×4mm4630.0220954-511.7520108 ×4mm5180.005665-67.03630 108×4 mm6300.0026726-77.03130 108×4 mm1270.0005517-87.03260108×2550.0011034 mm8-97.03545×5450.07398PE63 3.5由上表计算可知，p 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pHppe0.1式中pH 压缩机额定排气压力，Mpa ；pe 风动机械排气压力，Mpa 。经验算， 0