技改矿井通风设计及供风标准

/富源县顺发煤业有限公司顺发煤矿通风设计供风标准2017年5月为了满足井下人员的呼吸，冲淡有毒有害气体和矿尘，创建良好的气候环境，特作矿井供风标准。矿井现状矿井现为6改30万吨/年整合技改工程，矿井通风方法为机械抽出式通风，建设初期为两个掘进工作面和一个改扩修理点，最大班工作人数为60人。确定通风系统据矿井开拓开采布置，确定为中心并列式通风，通风方式为抽出式，矿井由主、副斜井进风、原副斜井进风，风井回风。矿井风量计算及支配依据《煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005》第7.1.3条和《煤矿平安规程》第103条规定：矿井的总进风量，应按井下同时工作最多人数所需总风量和按采煤、掘进、硐室及其他地点实际须要风量的总和(即累加法)分别进行计算，并选取其中最大值。按井下同时工作的最多人数计算Q=4×N×K式中：Q——矿井总供风量，m3/s；N——井下同时工作的最多人数，人；K——矿井通风系数，取1.25。依据劳动定员计算，井下同时工作的最多人数60人，则Q=4×60×1.25=300m3/min=5.0m3/s按掘进、硐室、水仓实际需风量计算Q=(ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ它)×K漏式中：Q——矿井所需风量总和，m3/s；ΣQ掘——掘进工作面需风量总和，m3/s；ΣQ硐——独立通风硐室需风量总和，m3/s；ΣQ它——其它巷道需风量总和，m3/s；K漏——矿井通风系数，取1.25。掘进工作面需风量计算矿井配备2个岩巷掘进工作面。①、按瓦斯涌出量计算Q煤掘＝100×q掘×kd式中：Q煤掘——煤巷掘进工作面需风量，m3/min；q煤掘——掘进工作面确定瓦斯涌出量，m3/min；按预抽后瓦斯涌出量计算；M9煤层最大，1.93m3/min。kd——掘进工作面因瓦斯涌出不匀整的备用风量系数，综掘工作面取1.5～2.0。计算结果：Q煤掘＝100×1.93×1.5=289.5m3/min=4.8m3/s；③、按工作面人员数量计算Q掘=4×nj式中：4——每人每分钟应供应的最低风量，m3/min；nj——每个掘进工作面同时工作的最多人数，按10人计算。Q掘=4×10=40m3/min=0.67m3/s。④、按最低排尘风速计算Q掘=Sj×V式中：Sj——掘进工作面的掘进断面；V——掘进工作面的最低排尘风速，掘进中的煤巷最低风速为0.25m3/s，岩巷最低风速0.15m/s。Q煤掘=8.4×0.25=2.10m3/s；Q岩掘=8.3×0.15=1.25m3/s。⑤、按风速进行验算煤巷掘进工作面风量应满足：15×Sj≤Q煤掘≤240×Sj，断面为8.4m2，即应满足：2.1m3/s≤Q煤掘≤33.6m3/s；岩巷掘进工作面风量应满足：9×Sj≤Q岩掘≤240×Sj，断面为8.3m2，即应满足：1.25m3/s≤Q岩掘≤33.2m3/s。⑥、按局部通风机吸风量计算Q煤掘＝Q扇×Ii+60×0.25×S掘Q岩掘＝Q扇×Ii+60×0.15×S掘式中Q扇—掘进工作面局部通风机实际吸风量，m3/min；Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1；S掘—掘进工作面的断面积，岩巷取8.3m2，煤巷、半煤岩巷取8.4m2。掘进工作面局部通风机的选择及其实际吸风量的确定步骤如下：依据开拓方案及采区布置，掘进面最远送风距离约800m。依据矿井局部通风管理要求，风筒百米漏风率按3%选取，则风筒有效风量率：P有效=1-3%×800÷100=76%计算局部通风机吸入风量：Qf=式中Qf——局部通风机吸入风量，m3/min；Q掘——掘进工作面碛头需风量，依据前述计算，岩巷碛头需风量215.8m3/min，煤巷、半煤岩巷碛头需风量289.5m3/min；P有效——风筒有效风量率。岩巷：Qf==283.9m3/min煤巷、半煤岩巷：Qf==380.9m3/min确定风筒的风阻：煤巷和岩巷掘进工作面均接受Φ800mm的抗静电阻燃柔性风筒，设计要求风筒吊挂良好。查表得风筒百米风阻为6.0N·S2/m8，800m长的风筒总风阻为48.0N·S2/m8。计算局部通风机全风压：h全=R×Qf×Q掘式中h全——局部通风机须要全风压，Pa；R——风筒风阻，48.0N·S2/m8；Qf——局部通风机吸入风量，岩巷283.9m3/min，煤巷、半煤岩巷380.9m3/min；Q掘——掘进工作面碛头需风量，岩巷215.8m3/min，煤巷、半煤岩巷3/min。岩巷：h全=48.0×(283.9/60)×(215.8/60)=816.8Pa煤巷、半煤岩巷：h全=48.0×（380.9/60）×（289.5/60）=1451.5Pa依据以上计算结果，岩巷掘进工作面配备FBD№5.6/2×11型矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机，煤巷掘进工作面配备FBD№6.0/2×22型矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机，接受Φ800mm抗静电阻燃柔性风筒供风，可以满足要求。局部通风机主要参数详见表4-2-3。表4-2-3局部通风机主要参数型号局部通风机主要参数功率（kW）风量（m3/min）全风压（Pa）全压效率（%）噪声（dB）FBD№5.6/2×1111×2200～400680～4000≤80≤25FBD№6.0/2×2222×2250～5501100～6000≤80≤25因此，按局部通风机吸风量计算的掘进工作面需风量为：岩巷：283.9×1+60×0.15×8.3=358.6m3/min，取359m3/min煤巷、半煤岩巷：Q岩掘＝380.9×1+60×0.25×8.4=506.7m3/min，取507m3/min。⑦按风速进行验算掘进工作面需风量按以上计算分别为359m3/min、507m3/min，掘进工作面通风断面均为7.4m2，掘进工作面风速分别为0.81m/s和1.43m/s，均满足《煤矿平安规程》第101条规定的要求。⑧掘进工作面需风量总和的确定矿井目前布置2个岩巷掘进工作面，因此，掘进工作面需风量之和为：∑Q掘=359+359=718m3/min=11.97m3/s水仓、硐室需风量计算依据开拓开采布置，水仓、硐室、须要配给确定的簇新风量，接受阅历值60～180m3/min，改扩点接受阅历180～300m3/min，水仓和硐室分别配60m3/min风。∑Q硐＝60m3/min=1m3/s,，∑Q水仓＝60m3/min=1m3/s，∑Q改扩点＝180m3/min=3m3/s掘进、硐室、水仓风量∑Q=（11.97+1+1）×1.25=17.4625m3/s，取整为18m3/s=1080m3/min。其它巷道的需风量按井下其它巷道风量按掘进、硐室、水仓风量总和的15%考虑。其它巷道需风量：∑Q它＝（11.97+1+1）×15%=2.1m3/s=126m3/min矿井总风量依据矿井实际，煤矿目前为两个岩巷掘进工作面和一个改扩修理点，用风量相差不大，矿井可对风机进行调整以获得矿井各时期生产所需风量。矿井目前需风量∑Q=5+17.4625+2.1=24.56m3/s，取整为25m3/s=1500m3/s。矿井风量支配矿井目前分风原则：岩巷掘进面配风360m3/min，水仓、硐室配风120m3/min，其它巷道配风126m3/min。最终说明：我矿在用主扇风机型号为FBDCZ2×55-NO15，风量2900m3/min-1700m3/min，风压900-2880Pa，实际需风量为1500m3/min，随着煤矿的开拓开采变更，有可能出现通风阻力变大的状况，我矿只需留意随时清除回风井杂物，随时留意减小通风阻力，我矿的总风量足以满足我矿改扩建设所用。主要通风机选择：我矿选用通风机型号为FBDCZ-NO15，有效风压小于0.9倍数最大风压（据通风机风阻特征曲线）有效功率大于60％，依据通风机输入功率，选择电机功率2×55KW。慨算矿井通风费用：吨煤通风费用WO=（E＋EA）/T=〔（55＋11）×365×24×0.5〕/60000 =4.818元/吨式中：E一主要通风机年耗电量（kw·h）/tEA一局部通风机年耗电量（kw·h）/tWO一吨煤通风电费元/吨其它吨煤通电费用设备折旧费W1W1=（G1＋G2）/T=〔（6000/10年）+3000〕/60000 =0.06元/吨材料消耗费W2W2=C/T=1200/60000=0.02元/吨通风工作人员工资W3W3=Ａ/Ｔ=（3×15000）/60000=0.75元/吨专为通风服务的井巷折旧费、维护费W4。W4=C/T=1200/60000=0.02元/吨通风仪表购置费和修理费W5W5=600/60000=0.01元/吨吨煤通风成本：ｗ=ｗ0＋ｗ1＋ｗ2＋ｗ3＋ｗ４＋ｗ５=4.818＋0.06＋0.02＋0.75＋0.02＋0.01=5.678元/吨通风设施、防止漏风和降低通风阻的措施通风设施建立通风系统，除了要有井巷和通风动力设备外，还需在井上、下适宜的地点安设必要的通风构筑物，以引导、隔断和限制风流，保证风流按拟定的路途流淌。依据用途的不同，通风构筑物分两大类：一是用于截断风流，如风门、风墙等；二是用于通过调整风流，如风桥、调整风窗、测风站等。风门风门按启闭原理的不同，分为一般风门和自动风门。由于本矿井巷道内车辆通行不频繁，故设计考虑选用一般风门。风门设置应满足以下技术要求：（1）避开在弯道和倾斜巷道中设置风门；（2）门的前后5m内支架完好，门墙厚不小于0.45m，四周掏槽深0.2～0.3m；（3）结构严密，漏风少，向关门方向倾斜80°～85°；（4）风门应迎风流开启，行机车巷道，两门间距应大于１列车长度；（5）风门要求设置２道以上。进、回风井之间和主要进回风巷之间须要运用的联络巷中，必需安设２道正向和两道反向的风门。挡风墙在须要隔断风流，而不须要行人、行车的巷道中应安置挡风墙。依据挡风墙的结构和服务年限不同，分为临时性挡风墙和永久性挡风墙。工作面及采区采完后应修筑永久性挡风墙，予以封闭。挡风墙应满足以下技术要求：（1）挡风墙两帮、顶、底应掏槽，槽深在煤中大于或等于1m，岩石中不小于0.5m；（2）挡风墙应无裂缝、无漏风；（3）墙内外5m支架良好；（4）永久性挡风墙应设“Ｕ”型放水管。风桥在进、回风道的交叉地点，为避开风流短路使进、回风流隔开互不干扰，应设置风桥。调整风窗及测风站以增加局部阻力的方式调整井下风量的地点需安设调整风窗。其技术要求和风门相同。为了精确地测量风量，应在矿井各主要进、回风巷的适宜位置设置测风站。测风站的技术要求是：必需设在直线段巷道中；测风站长度不小于4m；其旁边10m范围内的断面无变更，无障碍物；测风站周壁应为光滑平面。通风设施布置见矿井通风系统图C201201－171。另外，必需对井下通风设施及构筑物加强管理，经常检查和修理，确保矿井通风系统正常运转。防止漏风措施为保证井下各用风地点的风量并按设计风流方向流淌，在风流沿途设置风门、调整风门，挡风墙、密闭等通风构筑物，确保通风系统稳定牢靠，且设施必需完好，避开漏风。加强对矿井通风设备、设施的管理和维护，井下风门均实行联锁，定期进行检查，防止风门同时打开造成系统风流短路。采空区的上下巷必需密闭严实，防止漏风，防爆门必需严实，平安出口的风门不能同时打开。风井、平安出口及引风道的墙体不能漏风。降低风阻措施1、降低摩擦阻力措施：尽量使巷道光滑,爱惜巷道完整，并刚好修理。在开拓设计时，在满足开采要求的前提下，尽可能缩短风路长度。扩大通风巷道的净断面积，利用通风构筑物合理支配风量。2、降低局部阻力措施：尽量削减风桥的设置，在必需设置风桥的地方，在保证不影响提升、运输和行人的状况下设置风桥，风桥接受混凝土碹搭桥，断面不小于3m2。在主要巷道内不长期存放矿车，削减风路中的物料积累并刚好清除风硐内的积累物。3、在简洁产生局部阻力的地方，应尽量降低局部阻力系数，巷道连接处应做成斜线或园弧形，巷道拐弯处应尽量避开直角转弯或小于90º转弯，转弯处内、外侧施工成斜线或园弧形，必要时设置导风板。4、在日常管理工作中，应尽量避开在主要巷道中停放矿车、堆放杂物，巷道应随时修复，保持足够的有效通风断面，以利于风流畅通。风机设置及要求1、主通风机必需安装在地面；装有通风机的井口必需封闭严密，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%。3、必需安装两套同等实力的主要通风机，其中1套作备用，备用通风机能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。4、禁止接受局部通风机或风机群作为主要通风机运用。5、风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查修理1次。6、至少每月检查1次主要通风机，变更通风机转数或叶片角度时，必需经矿技术负责人批准。7、新安装的主要通风机投入运用前，必需进行一次通风机性能测定和试运转工作，以后每年至少进行一次性能测定。反风方式、反风系统及设施反风方式矿井利用轴流式通风机反转的方法反风，在反风时，调换电动机电源的两相，可以变更通风机动轮的旋转方向，使井下风流反向，这种反风方法不须要设置反风道，比较经济，反风必需能在10min内变更巷道中的风流方向，当风流方向变更后，主要通风机的供风量不应小于正常风量的40％。每季至少检查1次反风设施，每年应进行一次反风演习；矿井通风系统有较大变更时，应进行一次反风演习。主要通风机在停风期间，必需打开井口防爆门和有关风门，以便充分利用自然风压通风