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文档简介

1、.第一章井田地质概况一、地理概况: 1.交通位置;2. 自然地理地形;3. 气象及地震情况;4.主要自然灾害。二、井田开发概况:井田范围、走向长、倾斜长、上下标高;矿井的开发历史;相邻井田(矿区)的情况。三、地质构造:井田内的断层、褶曲、陷落柱、火成岩浸入等构造情况及对开采的影响。四、地层:地层年代及地层特征;含煤地层。五、煤层(附:煤层特征表):井田内可采煤层的层数、厚度、间距、倾角、走向、倾向及煤层变化情况;煤层内夹石及火成岩侵入情况;煤层顶底板岩石性质、厚度、稳定性及对采掘的影响;煤的硬度、容重。六、煤质 :井田内所含煤层煤质的技术指标情况,包括水分、灰分、挥发分、全硫、发热量。七、水文

2、地质:井田内主要含水层的岩性、厚度;隔水层的岩性、厚度及隔水性质;断层的导水性及断层防水煤柱;其它构造对水文地质影响情况;工作面涌水的主要来源,涌水量;矿井充水因素分析。八、其它开采技术条件:瓦斯涌出量,煤层自燃倾向性及自然发火期;煤尘爆炸危险性;地温等。第二章矿井生产概况一、井田开拓开采1.井田境界、储量、设计能力及服务年限。2.井田开拓:(1)开拓方式、井筒个数、位置、用途、断面尺寸、装备等情况。(2)矿井水平划分,采区(盘区)划分,大巷位置、数量、断面尺寸、用途等情况。(3)井底车场形式。(4)井下主要机电硐室、火药库、消防材料库等布置情况。3.井下开采(1)采区内采煤工作面数量、位置、

3、采煤方法及工艺、支护形式和主要机电设备。(2)开拓、掘进工作面数量、位置、掘进方法及工艺、主要机电设备。(附:生产采区内主要机械设备一览表)。二、矿井提升运输、通风、排水、压气设备1.提升设备(1)主井:主井的技术参数、支护形式;提升运输方式、提升运输设备的型号、数量、功率等情况。(2)副井:副井的技术参数、支护形式;提升运输方式、提升运输设备的型号、数量、功率等情况。(3)其他井筒:行人井(辅助运输井)的技术参数、支护形式;提升运输方式、提升运输设备的型号、数量、功率等情况。2.通风设备概述矿井的通风方式、通风方法等通风情况;矿井的总风量、总阻力;主要通风机的型号、风压、风量、功率、效率等及

4、配套电机的技术参数。3.主排水设备概述矿井的涌水情况,正常涌水量;最大涌水量;水泵房的位置标高;各排水泵的型号、流量、扬程及配套电机功率;矿井各主排水管路系统及排水能力。4.压缩空气设备概述矿井的压缩空气站情况;空气压缩机台数、型号、排气量、排气压力;压缩空气管路系统情况;矿井压缩空气的使用情况。三、矿井生产系统1.矿井运输系统:说明矿井各运输环节(工作面、运输上山、运输大巷、井底车场和主井)的运输方式及设备;矿井运输系统线路。2.矿井运料系统:说明矿井各运料环节(副井、井底车场、运输大巷、运输上山和工作面)的运输方式及设备;矿井运料系统线路。3.矸石排放系统:说明矿井各排矸系统环节的运输方式

5、及设备;矿井排矸系统线路(从掘进工作面地面)。4.矿井通风系统:说明矿井的通风方式、通风方法等通风情况;矿井通风线路。5.辅助生产系统。四、供电1.供电电源:来源,电压等级。2.井上、下供配电系统概述。五、给水、排水、采暖、通风及供热1.地面及井下供水情况:水量、水源。2.井下排水:井下排水地面的处理情况。3.井下消防洒水:地面水池的布置情况,井下主要大巷、井底车场洒水管网的布置情况、三通、阀门和消火栓的布置情况。4.防冻:井口冬季预热方式、设备等。5.面锅炉房设备:地面锅炉数量、型号等。第三章矿井通风系统设计第一节 矿井通风系统拟定根据矿井采掘系统,确定合理的矿井通风系统。拟定矿井通风系统主

6、要是拟定进风井与回风井的布置方式,矿井风流路线,矿井主要通风机的工作方法,这是矿井通风设计的基础。矿井通风系统应和矿井的开拓、开采设计一起考虑,并通过技术、经济比较之后确定。确定的通风系统,应符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。一、拟定矿井通风系统的基本要求1.每个矿井必须至少要有2个能行人的通达地面的安全出口,各个出口之间的距离不得少于30米。新建和改扩建矿井,如果采用中央式通风时,还要在井田边界附近设置安全出口;当井田一翼走向较长,矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时,必须掘出井田边界附近的安全出口。井下每一个水平到上一个水平和每个采区至少都必须有2个便于行人的安全出口,并

7、与通达地面的安全出口相连通。通到地面的2个安全出口和2个水平间的安全出口,都必须有便于行人的设施(台阶和梯子间等)。2.风井位置要在洪水位标高以上(大中型矿井考虑百年一遇、小型矿井50年一遇),进风井口须避免污染空气进入,距有害气体源的地点不得小于500米。井口工程地质及井筒施工地质条件简单,占地少、压煤少、交通方便、便于施工。3.进、回风井之间和主要进、回风巷之间的每个联络巷中,必须砌筑永久性风墙;需要使用的联络巷,必须安设2道联锁的正向风门和2道反向风门。4.箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,应遵守下列规定:(1)箕斗提升井兼作回风井时,井上下装、卸载装置和井塔(架)必须有完

8、善的封闭措施,其漏风率不得超过15,并应有可靠的防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时,井筒中的风速不得超过6m/s,且必须装设甲烷断电仪。(2)箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时,箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s,并应有可靠的防尘措施,井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。5.进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的,应制定安全措施。6.矿井开拓新水平和准备新采区的回风,必须引入总回风巷或主要回风巷中。在未构成通风系统前,可将此种回风引入生产水平的进风中;但在有瓦斯

9、喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井中,开拓新水平和准备新采区时,必须先在无瓦斯喷出或无煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤(岩)层中掘进巷道并构成通风系统,为构成通风系统的掘进巷道的回风,可以引入生产水平的进风中。上述2种回风流中的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度必须符合规程第一百条的规定,并制订安全措施,报企业技术负责人审批。7.生产水平和采区必须实行分区通风。准备采区,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可回采。高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的

10、采区,必须设置至少1条专用回风巷;低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置1条专用回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。8.采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面,布置独立通风有困难时,在制定措施后,可采用串联通风,但串联通风的次数不得超过1次。采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道,布置独立通风确有困难时,其回风可以串入采煤工作面,但必须制定安全措施,且串联通风的次数不得超过1次;构成独立通风系统后,必须

11、立即改为独立通风。对于本条规定的串联通风,必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪,且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合规程第一百条的规定。开采有瓦斯喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层时,严禁任何2个工作面之间串联通风。9.有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。10.采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时,应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。矿井在同一煤层、同翼、同一采区相邻正在开采的采煤工作面沿空送巷时,采掘工作面严禁同时作业。水采工作面由采空区回风时,工作面必须有足够

12、的新鲜风流,工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和二氧化碳浓度必须符合规程第一百三十六条、第一百三十八条和第一百三十九条的规定。11.采空区必须及时封闭。必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后45天内,必须在所有与已采区相连通的巷道中设置防火墙,全部封闭采区。12.控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门,应安设自动风门或设专人管理,并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。开采突出煤层时,工作面回风侧不应设置风窗。13.新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变

13、一翼通风系统后,必须重新进行矿井通风阻力测定。14.矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图,并按月补充修改。多煤层同时开采的矿井,必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制矿井通风系统立体示意图和矿井通风网络图。15.矿井必须采用机械通风。主要通风机的安装和使用应符合下列要求:(1)主要通风机必须安装在地面;装有通风机的井口必须封闭严密,其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%,有提升设备时不得超过15%。(2)必须保证主要通风机连续运转。(3)必须安装2套同等能力的主要通风机装置,其中1套作备用,备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和

14、1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机,在满足生产要求时,可继续使用。(4)严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。(5)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门,防爆门每6个月检查维修1次。(6)至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时,必须经矿技术负责人批准。(7)新安装的主要通风机投入使用前,必须进行1次通风机性能测定和试运转工作,以后每5年至少进行1次性能测定。16.生产矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40。每季度应至少检查1次反风设施,每年应进行1次反风演

15、习;矿井通风系统有较大变化时,应进行1次反风演习。17.严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表,还必须有直通矿调度室的电话,并有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程。主要通风机的运转应由专职司机负责,司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录簿内;发现异常,立即报告。18.因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时,必须制定停风措施。变电所或电厂在停电以前,必须将预计停电时间通知矿调度室。主要通风机停止运转时,受停风影响的地点,必须立即停止工作、切断电源,工作人员先撤到进风巷道中,由值班矿长迅速决定全矿井是否停止生产、工作人员是否全部撤出。主

16、要通风机停止运转期间,对由1台主要通风机担负全矿通风的矿井,必须打开井口防爆门和有关风门,利用自然风压通风;对由多台主要通风机联合通风的矿井,必须正确控制风流,防止风流紊乱。19.矿井通风系统中,如果某一分区风路的风阻过大,主要通风机不能供给其足够风量时,可在井下安设辅助通风机,但必须供给辅助通风机房新鲜风流;在辅助通风机停止运转期间,必须打开绕道风门。严禁在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中安设辅助通风机。20.矿井开拓或准备采区时,在设计中必须根据该处全风压供风量和瓦斯涌出量编制通风设计。掘进巷道的通风方式、局部通风机和风筒的安装和使用等应在作业规程中明确规定。21.掘进巷道必须采用矿井

17、全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式,不得采用抽出式(压气、水力引射器不受此限);如果采用混合式,必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。22.安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定:(1)局部通风机必须由指定人员负责管理,保证正常运转。(2)压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m;全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量,局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合规程第一百零一条的有关规定。(3)高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(

18、二氧化碳)突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机,并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专(专用开关、专用电缆、专用变压器)供电,专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电;备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源,当正常工作的局部通风机故障时,备用局部通风机能自动启动,保持掘进工作面正常通风。(4)其他掘进工作面和通风地点正常工作的局部通风机可不配备安装备用局部通风机,但正常工作的局部通风机必须采用三专供电;或正常工作的局部通风机配备安装一台同等能力的备用局部通风机,并能自动切换。

19、正常工作的局部通风机和备用局部通风机的电源必须取自同时带电的不同母线段的相互独立的电源,保证正常工作的局部通风机故障时,备用局部通风机正常工作。(5)必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离、混合式通风的局部通风机和风筒的安设、正常工作的局部通风机和备用局部通风机自动切换的交叉风筒接头的规格和安设标准,应在作业规程中明确规定。(6)正常工作和备用局部通风机均失电停止运转后,当电源恢复时,正常工作的局部通风机和备用局部通风机均不得自行启动,必须人工开启局部通风机。(7)使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁,保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区内全部非本质安全型电气

20、设备的电源。正常工作的局部通风机故障,切换到备用局部通风机工作时,该局部通风机通风范围内应停止工作,排除故障;待故障被排除,恢复到正常工作的局部通风后方可恢复工作。使用2台局部通风机同时供风的,2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁。(8)每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验,每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验,试验期间不得影响局部通风,试验记录要存档备查。(9)严禁使用3台以上(含3台)局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。”23.使用局部通风机通风的掘进工作面,不得停风;因检修、停电、故障等原因停风时,必须将人员

21、全部撤至全风压进风流处,并切断电源。恢复通风前,必须由专职瓦斯检查员检查瓦斯,只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可由指定人员开启局部通风机。24.井下爆炸材料库必须有独立的通风系统,回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。新建矿井采用对角式通风系统时,投产初期可利用采区岩石上山或用不燃性材料支护和不燃性背板背严的煤层上山作爆炸材料库的回风巷。必须保证爆炸材料库每小时能有其总容积4倍的风量。25.井下充电室必须有独立的通风系统,回风风流应引入回风巷。井下充电室,在同一时间内,5t及其以下的电机车充电电池的数量不超过3组、5t以上的电机车充电电池

22、的数量不超过1组时,可不采用独立的风流通风,但必须在新鲜风流中。井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度,不得超过0.5%。26.井下机电设备硐室应当设在进风风流中;该硐室采用扩散通风的,其深度不得超过6m、入口宽度不得小于1.5m,并且无瓦斯涌出。井下个别机电设备设在回风流中的,必须安装甲烷传感器并具备甲烷超限断电功能。采区变电所必须有独立的通风系统。27.井巷中的风流速度应符合表2要求。设有梯子间的井筒或修理中的井筒,风速不得超过8m/s;梯子间四周经封闭后,井筒中的最高允许风速可按表2规定执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表2的规定值,但不得低于0.5m/s。综合机械化采

23、煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,其最大风速可高于表1的规定值,但不得超过5m/s。表1 井巷中的允许风流速度井 巷 名 称允许风速/(m/s)最低最高无提升设备的风井和风硐15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风巷8架线电机车巷道1.08运输机巷,采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其他通风人行巷道0.15二、确定矿井通风系统的方法依据矿井通风设计的条件,提出多个技术上可行的方案。首先根据矿井生产实际,选定23个技术上可行,且符合安全要求的方案进行经济比较,将最优方案确定为设计方案。矿井通风系统

24、应具有较强的抗灾能力,当井下一旦发生灾害性事故后,所确定的通风系统能将灾害控制在最小范围,并能迅速恢复生产。(附通风系统图;通风网络图;通风立体示意图)第二节 矿井风量计算一、风量计算依据矿井需要的风量应按下列要求分别计算,并选取其中的最大值:(1)按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。(2)按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量,必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度,风速以及温度,每人供风量符合规程的有关规定。二、风量计算原则无论矿井或采区的供风量,均按该地区各个实际用风地点,按照风量计算依据,分别计算

25、出各个用风地点的实际最大需风量,从而求出该地区的风量总和,再考虑一定的备用风量系数后,作为该地区的供风量。即由采、掘工作面、硐室和其他用风地点计算到各个采区和全矿井总风量。三、矿井风量计算的基础资料1.新井设计、生产矿井的改、扩建和新水平延深时的采、掘工作面、硐室和其他用风地点的配置数量、工程设计、平面布置图和地质说明书。2.矿井和采、掘工作面瓦斯涌出量预测资料。瓦斯涌出量可按煤层瓦斯含量预测资料、瓦斯来源和开采条件等因素进行计算;或按矿井实际瓦斯涌出量和瓦斯梯度进行计算。当设计新井瓦斯资料不足时,也可参照邻近生产矿井的瓦斯资料进行计算。3.采、掘工作面和通风巷道风流温度预测资料。按矿井当地的

26、气温、地温、井下机械设备等热源、其他热源和岩石的热物理性能,计算井下各通风巷道和采、掘工作面的风流温度。4.每个机械硐室的装机容量和运转的电动机总功率、爆破材料库的空间总容积和充电硐室中蓄电池机车同时充电的台数和吨数。四、矿井需风量的计算方法1.矿井需要风量按各采煤、掘进工作面,硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。Q矿(Q采+Q掘+Q硐+Q备Q其它)×K矿通 (m3/min) 式中:Q采采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min;Q掘掘进工作面实际需要风量的总和,m3/min;Q硐硐室实际需要风量的总和,m3/min;Q备备用工作面实际需

27、要风量的总和,m3/min;Q其它矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和,m3/min;K矿通矿井通风系数(抽出式K矿通取1.151.2,压入式K矿通取1.251.3)。(1)采煤工作面的需要风量每个回采工作面实际需要风量,应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算,然后取其中最大值。低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量(用瓦斯涌出量计算,采用高瓦斯计算公式)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温式中: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

28、基本风量,m3/min。Q基本工作面控顶距×工作面实际采高×工作面有效断面70%×适宜风速(不小于1m/s);K采高回采工作面采高调整系数(详见表2);K采面长回采工作面长度调整系数(详见表3);K温回采工作面温度调整系数(详见表4)。表2 K采高回采工作面采高调整系数采 高<2.02.02.52.55.0及放顶煤面系数(K采高)1.01.11.5表3 K采面长回采工作面长度调整系数回采工作面长度(m)80150150200>200长度调整系数(K长)1.01.01.31.31.5表4 K温回采工作面温度与对应风速调整系数回采工作面空气温度()采煤工作

29、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高瓦斯矿井按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算。根据煤矿安全规程规定,按回采工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的浓度不超过1的要求计算:式中:Q采回采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(或二氧化碳)的平均绝对涌出量,m3/min;KCH4采面瓦斯涌出不均衡通风系数。(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的

30、比值)。工作面布置有专用排瓦斯巷(俗称尾巷,且符合煤矿安全规程规定)的回采工作面风量计算:Q采=Q采回+Q采尾 Q采回式中:qCH4尾采煤工作面尾巷的风排瓦斯量,m3/min。其他符号的含义同上。按工作面温度选择适宜的风速进行计算: (m3/min) 式中:V采采煤工作面风速,m/s;S采采煤工作面的平均断面积,m2。按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量:每人供风4m3/min: Q采>4N (m3/min) 每千克炸药供风25m3/min:Q采>25A (m3/min) 式中:N工作面最多人数,A一次爆破炸药最大用量,Kg。按风速进行验算:15S<Q采<240

31、S(m3/min) 式中:S工作面平均断面积,m2备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量,且最少不得低于该采煤工作面投入生产后实际需要风量的50%。(2)掘进工作面的需要风量和回采工作面所需风量的计算方法基本相同。按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算:式中:Q掘单个掘进工作面需要风量,m3/min;q掘掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的绝对涌出量,m3/min;K掘通瓦斯涌出不均衡通风系数。(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。按二氧化碳的涌出量计算需要风量时,可参照瓦斯涌出量计算方法进行。按局部通风机实际吸风量计算需要风量:

32、岩巷掘进: Q掘=Q局部通风机×Ii+9S 煤巷掘进:Q掘=Q局部通风机×Ii+15S 式中:Q局部通风机局部通风机实际吸风量,m3/min。安设局部通风机的巷道中的风量,除了满足局部通风机的吸风量而外,还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s,以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞,造成瓦斯积聚;Ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数。按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量:每人供风4m3/min:Q掘>4N (m3/min) 每千克炸药供风25m3/min:Q掘>25A (m

33、3/min) 式中:N掘进工作面最多人数;A一次爆破炸药最大用量,Kg。按风速进行验算:岩巷掘进最低风量, Q岩掘>9S掘 (m3/min)煤巷掘进最低风量, Q煤掘>15S掘 (m3/min)岩煤巷道最高风量, Q掘<240S掘 (m3/min)式中:S掘掘进工作面的断面积,m2。(3)井下硐室需要风量,应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算: Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+.+Q硐n式中:Q硐所有独立通风硐室需要风量总和,m3/min;Q硐1、Q硐2、Q硐3、Q硐n不同独立供风硐室需要风量m3/min。矿井井下不同硐室配风原则:井下爆炸材料库配风必须保证每小时4

34、次换气量: Q库=4V/60=0.07V (m3/min) 式中:Q库 井下爆炸材料库需要风量,m3/min;V井下爆炸材料库的体积,m3。井下充电室,应按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算风量。机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。选取硐室风量,须保证机电硐室温度不超过30,其它硐室温度不超过26。(4)其它井巷实际需要风量,应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算: Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+.+Q其n式中:Q其1、Q其2、Q其3、.、Q其n各其它井巷风量,m3/min。按瓦斯涌出量计算: Q其i=100 qCH4×K其通 (m3/min) 式中:Q其i第i个

35、其它井巷实际用风量,m3/min;qCH4第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量,m3/min;K其通瓦斯涌出不均衡系数,取1.21.3;100其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按其风速验算: Q其它i>9×S其i (m3/min) 架线机车巷中的风速验算:Q其它架线机车60×S其i式中:S其i第i个其它井巷断面,m2。2.矿井通风能力计算按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量(有效风量)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1、m2),取当年度每个采掘工作面的计划产量,计算矿井通风能力。p=式中:p矿井通风能力,万t/a;p采i第i个回采工作面正常生产条件下的

36、年产量,万t/a;p掘j第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量t/a;m1回采工作面的数量,个;m2掘进工作面的数量,个.m1,m2应符合合理采掘比。五、计算结果表述1.编写计算报告: 矿井风量计算结果应编写计算报告(说明书)。报告内容应包括提供的地质、瓦斯、地温、井型、开拓、开采等方面的资料;按上述的采、掘工作面、硐室、其他用风地点和采区与全矿的需风量计算和选用的风量备用系数;以及其他有关说明。2.计算报告中要对矿井实际风量和以上计算结果比较,分析矿井的通风情况,考察实际的通风能力能否满足生产需要。六、矿井总风量的分配。1.分配原则矿井总风量确定后,分配到各用风地点的风量,应不

37、得低于其计算的需风量;所有巷道都应分配一定的风量;分配后的风量,应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足煤矿安全规程的各项要求。2.分配的方法先将以上计算得出的矿井总风量Qm中减去独立回风的掘进风量Qmdi和峒室风量Qmri,再按以下原则对剩余的风量进行大致的分配;各个回采工作面的风量,按照与产量成正比的原则进行分配;各个备用工作面的风量,按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即:式中:Qre矿井总风量中减去独立回风的掘进风量和峒室风量后的剩余风量,m3/min;Qm矿井总风量, m3/min;Qmdi各掘进工作面所需风量之和,m3/min;Qmri各硐室所需风量之和,m3/min;剩余风

38、量Qre分配方法是:先用下式计算回采工作面日产一吨煤所需配给的风量q,即:式中:q回采工作面日产一吨煤所需配给的风量,Ta各个回采工作面的日产量之和,t/d;Ta各个备用工作面的计划日产量之和,t/d。分配给各个回采工作面的风量为:分配给各个备用工作面的风量为:第三节 矿井通风总阻力计算一、矿井通风总阻力的计算原则1.如果矿井服务年限不长(1020年),选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力;若矿井服务年限较长(3050年),只计算头1525年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此,必须先绘出这两个时期的通风网路图。2.通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算,应沿着这两

39、个时期的最大通风阻力风路,分别计算各段井巷的通风阻力,然后累加起来,作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数(断面积、长度等)直接判断确定,不能直接确定时,应选几条可能最大的路线进行计算比较。3.矿井通风总阻力应该满足下表要求。矿井通风系统风量m3/min系统的通风阻力Pa300015003000-500020005000-1000025001000-2000029402000039204.矿井井巷的局部阻力,新建矿井(包括扩建矿井独立通风的扩建区)宜按井巷摩擦阻力的10%计算;扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。二、矿井通风总阻力的计算方法沿矿井通风容易和通风困

40、难两个时期通风阻力最大的风路(入风井口到风硐之前),分别用下式计算各段井巷的摩擦阻力:值可以从附录一中查得,或选用相似矿井的实测数据。将各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考虑局部阻力的系数即为两个时期的井巷通风总阻力。即:Hmin=(1.11.15)hfminHmax=(1.11.15)hfmax两个时期的摩擦阻力可按表5进行计算。表5井巷摩擦阻力计算表(容易时期和困难时期各一个表)节点序号巷道名称支护形式(Ns2/m4)L(m)U(m)S(m2)S3(m6)R(Ns2/m8)Q(m3/s)Q2(m6/s2)hf(Pa)v(m/s)第四节 矿井主要通风设备选择一、选择矿井通风设备的基本要求1.矿井

41、每个装备主要通风机的风井,均要在地面装设两套同等能力的通风设备,其中一套工作,一套备用,交替工作。2.选择的通风设备应能满足第一开采水平各个时期的工况变化,并使通风设备长期高效运行。当工况变化较大时,应根据矿井分期时间及节能情况,分期选择电动机。3.通风机能力应留有一定的余量。轴流式、对旋式通风机在最大设计负压和风量时,叶轮叶片的运转角度应比允许范围小5;离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的90%。4.进、出风井井口的高差在150m以上,或进、出风井口标高相同,但井深400m以上时,宜计算矿井的自然风压。二、主要通风机的选择1.计算通风机的风量Qfmin和fmax考虑到外部漏风(即

42、井口防爆门及主要通风机附近的反风门等处的漏风),主要通风机风量可用下式计算:fmin=·min, m3/s fmax=·max, m3/s 式中:Qfmin和fmax通风容易时期和通风困难时期该系统主要通风机的风量,m3/s ;Qmin、max通风容易时期和通风困难时期该系统井下回风量,m3/s ;k漏风损失系数。风井无提升任务时取1.1;箕斗井兼作回风井时取1.15;回风井兼做升降人员时取1.2。 2.计算通风机的风压Hft(或Hfs)通常离心式风机提供的大多是全压曲线,而轴流式、对旋式通风机提供的大多是静压曲线。因此,对抽出式通风矿井,对于离心式通风机:容易时期 Hft

43、min=Hmin- Hnmax+hvmin困难时期 Hftmax=Hmax- Hnmin+hvmax对于轴流式通风机: 容易时期 Hfsmin=Hmin- Hnmax困难时期 Hfsmax=Hmax- Hnmin式中 Hftmin、Hfsmin和Hftmax、Hfsmax通风容易时期通风机装置的全压、静压和矿井通风困难时期通风机装置的全压、静压。Hmin、Hmax通风容易时期和通风困难时期通风系统的阻力,含摩擦阻力和局部阻力。Hnmax、Hnmin、通风容易时期和通风困难时期的自然风压。自然风压在容易时期取最大值,困难时期取最小值(有时为负值),是为了确保所选的通风机在这两个(极端)时期均有能

44、力满足矿井通风要求。hvmin、hvmax通风容易时期和通风困难时期通风机扩散器出口动能损失。对于压入式通风系统,该值为出风井井口动能损失。3.选择通风机根据计算的通风容易时期通风机的风量Qfmin、通风机装置全压Hftmin(或静压Hfsmin)和困难时期通风机的风量fmax、通风机装置全压Hftmax(或静压Hfsmax),在通风机的个体特性图表上选择合适的主要通风机。判别是否合适,要看上面两组数据所构成的两个时期的工作点,是否都在通风机个体特性曲线的合理工作范围内。4.求出通风机的实际工况点分别计算出主要通风机在通风容易时期和困难时期的工作风阻: 和(对于离心式风机,应该为 和)在轴流式

45、通风机特性曲线图上,分别做出和曲线,与选定的风机静压曲线的交点即为实际工况点。在离心式通风机特性曲线图上,分别做出和曲线,与选定的风机全压曲线的交点即为实际工况点。这时可求得通风机的实际工况点参数:通风容易时期通风机的风量、通风机装置全压(或静压)、通风机输入功率、效率和困难时期通风机的风量、通风机装置全压(或静压)、通风机全压输入功率(或静压输入功率)、全压效率(或静压效率)。选定以后,即可得出两个时期主要通风机的型号、动轮直径、动轮叶片安装角(指轴流式)、转速、风压、风量、效率和输入功率等技术系数,并列表整理。5.选择电动机计算通风机输入功率按通风容易和困难时期,分别计算通风机输入功率Nm

46、in、Nmax= , kW = , kW 或= , kW = , kW 式中 、和、分别为通风机在容易时期通风机静压效率、全压效率和在困难时期通风机静压效率、全压效率; 、分别为矿井通风容易时期和困难时期通风机的输入功率。选择电动机时,当0.6 时,可选一台电动机,其功率为:初期 = , kW (2-4-11)当0.6时,选两台电动机,其功率分别为:初期 = , kW (2-4-12)后期= , kW 式中:电动机容量备用系数, k电=1.11.2; 电动机效率,电=0.920.94(大型电机取较高值); 传动效率,电动机与通风机直联时传=1;皮带传动时传=0.95。电动机功率在400500

47、kW以上时,宜选用同步电动机。其优点是低负荷运转时,用来改善电网功率因数,使矿井经济用电;缺点是这种电动机的购置和安装费较高。用下式计算两个时期的矿井总风阻和总等积孔。式中 、矿井通风容易时期和困难时期的等积孔,m2;、矿井通风容易时期和困难时期的通风系统井下的回风量,m/s;、矿井通风容易时期和困难时期的通风系统的阻力,Pa第五节矿井通风费用概算矿井通风费用是通风设计和管理的重要经济指标,一般用吨煤通风成本,即矿井每采一吨煤的通风总费用表示。它包括吨煤通风电费和通风设备折旧费、材料消耗费、工作人员工资、专用通风巷道折旧与维护费、仪表购置与维修费等其它通风费用。一、吨煤通风电费吨煤通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部

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