矿井通风能力核定2014.7

通风系统生产能力核定一、通风概况（一）通风方式新发矿井采用对角式通风方式，抽出式通风方法。（二）进回风井筒数量及风量三条进风井，二条排风井。主、付井（立井）、西部入风井（斜井）为进风井井；北风井和西风井（均是斜井）为排回风井（北风井排风6330m3/min，等积孔2.5；西风井排5490m3/min，等积孔2.3；矿井联合等积孔4.7。矿井总入量11350m3/min，矿井总排风量11820m3/min。（三）矿井需要风量，总进风量，有效风量矿井需要风量10325m3/min，总进风量11350m3/min，有效风量10580m3/min，有效风率为92%。（四）矿井瓦斯等级、瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量2013年度矿井瓦斯鉴定结果确定为高瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量40.02m3/min，相对涌出量23.82m3/t，二氧化碳绝对涌出量4.73m3/min,相对涌出量2.8m3/t。（五）主要通风设备及运行参数北风井地面安装2台BDK-10-№28通风机，一台使用，一台备用;西风井地面安装两台BD-11-8-№24通风机，一台使用，一台备用。北、西风井使用电机均为2*315KW，通风机出厂最大流量均为10000m3二、计算过程及结果1、采煤工作面需要风量计算该矿有2个采煤工作面，101高档普采队，107高档普采队。（1）按气候条件进行计算Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）101采队：现采西三采27层右一工作面，最大空顶距5.2m，采高2m，采面长度系数1.2，温度系数1.1。Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）Q101=60×70%×1.0×9.6×1.1×1.0=443m3/minQ107=60×70%×1.0×9.1×1.0×1.2=458m3/min式中vcfi—第i个采煤工作面的风速，m/s。按采煤工作面进风流的最高温度从表8-1中选取；Scfi—第i个采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；kchi—第i个采煤工作面采高调整系数，具体按表8-2取值；kcli—第i个采煤工作面长度调整系数，具体按表8-3取值；70%—有效通风断面系数；60—单位换算产生的系数。表8-1采煤工作面进风流气温与对应风速采煤工作面进风流气温／℃采煤工作面风速／（m·s-1）＜201.020～231.0～1.523～261.5～1.826～281.8～2.528～302.5～3.0表8-2kch—采煤工作面采高调整系数采高／m＜2.02.0～2.5＞2.5及放顶煤工作面系数（kch）1.01.11.2表8-3kcl—采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度／m系数（kcl）＜150.815～800.8～0.980～1201.0120～1501.1150～1801.2（2）按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）浓度不超过1%的要求计算。式中：Q采=100×q采×KCH4Q101上巷=100×0.71×1.1=78.1m3/min；Q101尾排=100×2.92×1.1=321.2m3/min；Q101总=Q101上巷+Q101尾排=78.1+321.2=399.3m3/min；Q107=100×0.17×1.1=18.7m3/min；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）的平均绝对瓦斯涌出量，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瓦斯绝对涌出量的比值）。3．按照二氧化碳涌出量计算：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）Q101=67×0.05×1.05=3.5（m3/min）Q107=67×0.04×1.05=2.8（m3/min）式中qcci—第i个采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；kcci—第i个采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数。正常生产时连续观测1个月，最大绝对二氧化碳涌出量和月平均绝对二氧化碳涌出量的比值；67—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。4．按炸药量计算：（1）一级煤矿许用炸药：Qcfi=25Acfi（m3/min）（2）二、三级煤矿许用炸药：Qcfi=10Acfi（m3/min）式中Acfi—第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；25—每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；10—每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。我矿无炮采工作面，不做该项计算。5．按工作人员数量验算：Qcfi≥4NcfiQ101≥4×30=120m3/min；Q107≥4×30=120m3/min；式中Ncfi—第i个采煤工作面同时工作的最多人数；4—每人需风量，m3/min。6．按风速进行验算：（1）验算最小风量：Qcfi≥60×0.25Scbi（m3/min）Scbi=lcbi×hcfi×70%（m2）（2）验算最大风量：Qcfi≤60×4.0Scsi（m3/min）Scsi=lcsi×hcfi×70%（m2）60×0.25×8.4×70%≤Q101≤60×4.0×10.4×70%88≤Q101≤1747（m3/min）60×0.25×8×70%≤Q107≤60×4.0×9.9×70%84≤Q107≤1663（m3/min）（3）综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量：Qcfi≤60×5.0Scsi（m3/min）式中Scbi—第i个采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；lcbi—第i个采煤工作面最大控顶距，m；hcfi—第i个采煤工作面实际采高，m；Scsi—第i个采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；lcsi—第i个采煤工作面最小控顶距，m；0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s；70%—有效通风断面系数；4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s；5.0—综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后允许的最大风速，m/s。我矿无综合机械化采煤工作面，不做此项计算。2、备用采煤工作面的需要风量现有六个备用回采工作面：即西三27#右二、西三29#左一、西三27#左二、东一4#右四、西二29#左五、工作面分别按瓦斯、二氧化碳,气温进行计算。(1)即西三27#右二按瓦斯：Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）=100×0.5×1.5=75m3/min按二氧化碳：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）=67×0.05×1.1=3.7m3/min按气温：Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）=60×70%×1.0×1.0×1.2×9.6=8.05m3/s=483m3/min(2)西三29#左一按瓦斯：Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）=100×0.4×1.5=60m3/min按二氧化碳：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）=67×0.05×1.1=3.7m3/min按气温：Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）=60×70%×1.0×1.0×1.2×9.6=8.05m3/s=483m3/min（3）西三27#左二按瓦斯：Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）=100×0.6×1.5=90m3/min按二氧化碳：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）=67×0.05×1.1=3.7m3/min按气温：Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）=60×70%×1.0×1.0×1.2×5.76=4.84m3/s=290m3/min（4）东一4#右四按瓦斯：Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）=100×0.2×1.5=30m3/min按二氧化碳：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）=67×0.05×1.1=3.7m3/min按气温：Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）=60×70%×1.0×1.0×1.2×6.72=5.64m3/s=338.7m3/min（5）西二采29#左五按瓦斯：Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）=100×0.4×1.5=60m3/min按二氧化碳：Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）=67×0.05×1.1=3.7m3/min按气温：Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）=60×70%×1.0×1.0×1.1×10.08=7.76m3/s=465.6m3/min结论:∑Q备=(483+483+290+338+465)=2059m3/min∑Q采+∑备=901+2059＝2540m3/min结论:采煤工作面需要风量合计2960m3/min。3、掘进工作面需要风量计算因各掘进工作面绝对瓦斯涌出量为0.1m3/min-1.75m3该矿井14个掘进工作面按局部通风机型号分类进行计算。（1）按局部通风机吸入风量计算①使用2BKJ№5.6/22局扇，11×2KW，9个工作面，其中：半煤6个，岩巷3个，局部通风机额定风量180-400m3/min，实测每台平均吸入风量为200m岩巷每台需供风量：Q岩=Q吸+60×0.15Sm3/min=200+60×0.15×7=263(m3/min)Q煤=Q吸+60×0.25×Sm3/min=200+60×0.25×6.0=290(m3/min)∑Q11KW×2=263×3+290×6=789+1740=2529（m3/min）②使用2BKJ№6.0/3015KW×2，1个工作面，半煤。局部通风机额定风量260-450m3/min，实测平均吸入风量为300m每台15KW×2局部通风机需要供风量：Q15KW×2=Q吸+60×0.25×S（m3/min）=300+60×0.25×6.0=390（m3/min）∑Q15KW×2=390×1=390（m3/min）③使用2BKJ№6.3/6018.5KW×2，4个工作面，半煤。局部通风机额定风量250-500m3/min，实测每台吸入风量为340m一台需要供风量：Q30KW×2=Q吸+60×0.25×S（m3/min）=340+60×0.25×7=445（m3/min）Q30KW×2=445×4=1780（m3/min）全矿按局部通风机计算风量合计：∑Q掘=∑Q11KW×2+∑Q15KW×2+∑Q18.5KW×2=2529+390+1780＝4699m3/min(2)按风速进行验算①使用2BKJ№5.6/2211KW×2，通风机供风的工作面。岩巷最低风速：260>60×0.15×S=9×9=81m3煤巷最低风速：290>60×0.25×S=15×6.0=90m3②使用2BKJ№6.3/6015KW×2供风的工作面。岩巷最低风速：390>60×0.15×S=9×9=81m3煤巷最低风速：390>60×0.25×S=15×9=135m3③使用2BKJ№6.3/6018.5KW×2供风的工作面岩巷最低风速：445>60×0.15×S=9×6=54m3煤巷最低风速：445>60×0.25×S=15×6=90m34、硐室需要风量计算（1）东一变电硐室供风80m3/min，风速0.2m/s，温度22oC，沼气0%；（2）充电硐室供风100m3/min，风速0.2m/s，温度20oC，沼气0%；（3）火药库供风100m3/min，风速0.2m/s，温度17oC；（4）中央硐室供风100m3/min，温度20oC，沼气0%；（5）中央水泵供风80m3/min，温度20oC，沼气0%；（6）西二变电室供风90m3/min，温度18oC，沼气0%；（7）西五绞车硐室供风80m3/min，温度18oC，沼气0%；（8）西三变电室供风110m3/min，温度20oC，沼气0%；（9）西三压风机室供风90m3/min，风速0.2m/s，温度16oC；（10）抽放硐室供风90m3/min，风速0.2m/s，温度18oC；（11）西三采二片变电所供风90m3/min，温度18oC，沼气0%；（12）西三绞车室供风100m3/min，温度18oC，沼气0%。∑Q硐=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10+Q11+Q12+Q13=80+100+100+100+80+90+80+110+90+90+90+100=1110（m3/min）4、其它用风地点（1）东一采区：42层一台皮带道，巷道断面为8m2，该巷道无瓦斯涌出，故该巷道需风量为100m（2）东部绞车道，巷道无瓦斯涌出，配风量110m3/min，无瓦斯。Q其=100+110=210m3/minQ矿=（∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）·K（m3/min）=（901+2059+4699+1110+210）×1.15=8979×1.15=10325（m3/min）式中：∑Q采—采煤工作面实际需要风量的总和；∑Q掘—掘进工作面实际需要风量的总和；∑Q硐—硐室实际需要风量的总和；∑Q备—备用工作面实际需要风量的总和；∑Q其它—矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和，m3/min；K—矿井通风需风系数（抽出式K取1.15-1.20，压入式K1.25-1.30）。各用风地点需要风量表用风地点名称需要风量（m3/min）备注101普采队443采煤107普采队458采煤5090掘进51150掘进52120掘进53120掘进601130掘进602100掘进603160掘进901100掘进902100掘进903240掘进904110掘进905100掘进906150掘进907100掘进东一机电硐室60硐室东部变电硐室60硐室东部绞车硐室60硐室充电硐室60硐室中央火药库85硐室中央变电硐室90硐室水泵硐室70硐室西二变电硐室60硐室西五绞车硐室60硐室西三变电硐室70硐室西三压风硐室80硐室西三抽放硐室65硐室西三变电硐室60硐室西三绞车硐室70硐室其它各用风地点200其它三、矿井通风能力计算本矿属高瓦斯矿井，采用公式计算1、公式（较适用于高瓦斯，突出矿井和有冲击地压的矿井）A=A=330×11350/0.0926×104×12.82×1.78=3795000/21131=177万t/a式中：Q进—矿井总进风量，m3/min；0.0926—总回风巷按瓦斯不超0.75%为单位分钟的常数；q相—瓦斯相对涌出量，m3/t（取10）。∑K—综合系数∑K=K产×K瓦×K备×K主扇=1.1×1.2×1.3×1.04=1.782、方法二：由里向外核定通风能力，全矿现有两个采煤面，五个准备面，14个掘进工作面，12个硐室，矿井需要风量10325m3/min；矿井总入风量11350m3/min，矿井总入风量大于矿井需要风量。矿井通风能力，能够满足生产需要。矿井29号煤层工作面厚度平均为：1.8m，41#煤层平均厚度1.6m。根据2009-2011年掘进煤量占回采煤量统计，掘进煤量占回采煤量15%。由里向外计算矿井产量为：A=①采煤工作面生产能力计算A采=10-4·l·h·r·b·n·N·c·a（万t/a）A采—采煤工作面年生产能力，万t/a；l—采煤工作面平均长度，180m；h—采煤工作面煤层平均采高29煤层2m，41#煤层1.6m；r—煤层容重，1.4t/m3；b—采煤工作面平均日推进度;29煤层4m/d,41煤层，3.0m/d；n—年工作日数，取330d；N—正规循环作业系，80%；c—采煤工作面回采率:29煤层95%，41#煤层92%；a—采煤工作面平均个数29煤层1个,41#煤层1个。A采=10-4×180×2×1.4×4×330×0.80×0.95×1+10-4×180×1.6×1.4×3.6×330×0.80×0.97×1=50.56+37.17=87.73万t/a②掘进工作面煤量计算A掘=87.73×15%=13.16(万t/a)3、矿井通风生产能力A=A采+A掘=87.73+13.16=101(万t/a)矿井通风能力核定采用两种方法，方法一是总体核算法核定矿井通风四、矿井通风能力验证通风机性能、通风网络、用风地点的有效风量和矿井稀释瓦斯的能力进行验证。1、通风机性能验证北风井通风机排风量6330m3/min，西风井通风机排风5490m3/min，均在合理工况范围内，安全稳定。矿井风量、风速、温度符合《煤矿安全规程》要求。2、矿井通风网络验证该矿井东一采29层，107采煤工作面通风网络最长，工作面风量443m3/min，风量充足，工作面温度18oC温度适宜。工作面回风瓦斯为0.2%，符合规程规定。矿井进入风巷道状况良好，无严重失修巷道。3、用风地点有效风量验证该矿井总入风11350m3/min，有效风量10580m3/min，矿井需要风量为10325m3/min，各用风地点需要风量之和8979m3/min。矿井总入风量和有效风量均大于矿井需要风量，大于各用风地点之和，风量满足需要，工作地点瓦斯含量符合规定。4、矿井稀释瓦斯的能力验证该矿为突出矿井，矿井瓦斯相对涌出量12.82m3/t，绝对瓦斯涌出量为40.02m3/min；采掘工作面瓦斯浓度为0.1-0.5%，总排瓦斯浓度低于0.75%，符合《煤矿安全规程》规定。五、确定矿井通风系统核定能力矿井通风能力核定采用两种方法，方法一是总体核算法核定矿井通风能力177万t/a；方法二是由里向外核算法核定矿井通风能力为101万t/a，经矿井通风能力验证综合考虑，确定本矿井核定通风能力为101万t/a。矿井用风地点有效风量验证表序号名称地点风量（m3/min）风速（m/s）温度（℃）需要实测验证规定实测验证规定实测验证总进897911350满足≤8符合总回11820满足≤8符合普采101438620满足0.25-41.58.13符合≤26