2013年矿井通风能力核定

PAGEPAGE15茂华白芦煤业2013年度矿井通风系统能力核定编制：通风科长：总工程师：编制日期：2013年1月2013年度矿井通风系统能力核定一、通风概况1、矿井通风概况矿井的通风方式为中央并列式通风，主扇工作方法为抽出式，进风井筒两个，副斜井、主斜井为进风井，风井斜井回风。2013年依据联合生产试运转布局，通过风井主要通风机变频调节供风量，现矿井实际进风5020m3/min，实际回风5121m3/min，风井排风5195m3/min，其中有效风量为4624m3/min，有效风量率92%。2、主扇性能参数风井安装型号为FBCDZ-NO26轴流对旋式主要通风机两台，功率为2×315KW，额定风压3750-750pa，额定风量3300-9300m3/min，运行频率可以根据生产布局进行供风量调节，矿井等级孔5.49m2，现矿井实际总回风5121m3/min，主扇排风5195m3/min，运行频率25HZ,风机静压在400mmH2O。3、矿井2013年采掘安排根据矿井初步设计生产能力，在联合试运转期间一个首采工作面：即4102采煤工作面、4301备用工作面；计划掘进总进尺6500米，掘进巷道采用机掘、胶带运输机运输，锚网支护。掘进巷道名称及工程量分别为：东翼回风巷1530米、东翼运输巷1360米、东翼轨道巷1330米。4、采掘地点用风情况矿井采掘工作面全部实行分区通风，无不合理的串联通风。本矿属低瓦斯矿井，煤层属Π级自燃，按规定布置回风巷。各采掘工作面和其它用风地点配风见下表（2013年采掘作业地点）。地点布置采掘情况需风量（m3/min）实测风量（m3/min）是否满足要求4102采煤工作面首采面11181132是4301备用工作面备用工作面700743是东翼回风巷掘进面掘进面一个494540是东翼运输巷掘进面掘进面一个494540是采区变电所——150150是水泵房——246246是中央变电所——150150是消防材料库150150是其他巷道——202202是合计——37043853是按照采掘接替计划，矿井始终保持一采一备二掘。二、矿井需要风量计算（一）采煤工作面的风量确定2013年井下采煤工作面是4102首采面，采煤工作面的实际需要风量，应按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求，并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后，取其中最大值。经分析和计算认为，本矿井地温不高，采煤工作面人数配备最多为29人，因此，影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。采煤工作面实际需要风量计算采煤工作面应按CH4（或CO2）涌出量、工作面温度、炸药用量、同时工作的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速验算。1、按瓦斯涌出量计算以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%，且应低于最高风速4m/s。a、根据回采工作面采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准计算：Q采=100·q回·K采通式中：Q采——采煤工作面需风量q回——采煤工作面回风流绝对瓦斯涌出量，m3/minK采通——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，取1.60；则Q采=100×1.96×1.60=313.63/min2、按CO2涌出量计算根据回采工作面采煤工作面回风巷二氧化碳浓度不超过1.5%为标准计算：Q采=66.7·q碳回·K采通式中：q碳回——采煤工作面回风流绝对二氧化碳涌出量，m3/min；K采通——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的风量备用系数，取1.60；则Q采=66.7×2.31×1.60=247m3/min3、按气象条件计算Q采=Q基本·K采高·K采面长·K温(m3/min)式中：Q采——采煤工作面实际需要的风量，m3/min；Q基本——不同采煤方法工作面所需的基本风量，m3/min；Q基本=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%·适宜风速(m3/min)=60×5.24×2.8×70%×1.1=677.8(m3/min)K采高——回采工作面采高调整系数1.5。K采面长——回采工作面长度调整系数1.0。K温——回采工作面温度与对应风速调整系数1.1。Q采=677.8×1.5×1×1.1=1118.4m3/min4、按人数计算Q采=4×nc式中：Q采——工作面供风量，m3/min；4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；nc——采煤工作面同时工作的最多人数，按交接班时50人考虑。Q采=4×50=200m3/min回采工作面风量取以上计算的最大值ΣQ采=1118.4m3/min5、按风速验算根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面最低风速为0.25m2/s，最高风速为4m2/s的要求进行验算。即：按最低风速验算，采煤工作面的最低风速Q采Q采≥15S采=15×14.6=219(m3/min)按最高风速验算，采煤工作面的最高风量Q采Q采≤240S采=240×14.6=3504(m3/min)经验算，Q采=1118.4m3/min，满足风速要求。4301备采工作面的风量计算(1)按气象条件计算Q采=60×V采×S采×采系×采温系式中：V采采煤工作面采高调整系数1.5S采采煤工作面平均断面积S采=5.24×3.1×70%采温系回采工作面风速调整系数1.1Q采=60×V采×S采×采系×采温系=60×1.5×5.24×3.1×70%×1.1×1.1=1238m3/min(2)按瓦斯涌出量计算Qcf=100×qcg×Kcgm3/min=100×0.47×1.6=75.2m3/min式中：qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量m3/min。根据2012年6月瓦斯等级鉴定提供数据，绝对瓦斯涌出量0.47m3/min100——采煤工作面回风巷风流中的瓦斯浓度不应超过1%的换算系数。(3)按二氧化碳的涌出量计算Qcf=67qccKccm3/min=67×0.47×1.4=44.086m3/min式中:qcc——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量m3/min。Kcc——采煤工作面二氧化碳涌出不均衡系数，取1.4。67——采煤工作面回风巷风流中的二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数。(4)按工作人员数量验算Qcf≥4Ncfm3/min=4×30=120m3/min式中：Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数；4——每人需风量，m3/min(5)按风速进行验算验算最小风量Qcf≥60×0.25Scb验算最大风量Qcf≤60×4ScgScb=lcg×hcf×70%式中：S——工作面平均断面积m2按最低风速验算：Q采＞15×S=15×5.24×3.1×70%=170m3/min按最高风速验算：Q采＜240×S=240×5.24×3.1×70%=2729m3/min备用工作面：0.25m/s≤V≤4m/s=170m3/min≤1238m3/min≤2729m3/min.经计算4301工作面需风量取1238m3/min，本备用工作面暂不安装设备按60%配风。表1

采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面进风流气温/℃采煤工作面风速/m•s-1<1515～1818～2020～2323～260.3～0.50.5～0.80.8～1.01.0～1.51.5～1.8采煤工作面参数表工作面编号温度（0C面长（m）最大控顶距(m)最小控顶距(m)采高(m)回采工艺人数(人)瓦斯绝对涌出量m3/min配风系数风速(m/s)4102采面161205.41.52.8综采501.961.11.1表2

采煤工作面长度风量系数表采煤工作面长度/m工作面长度风量系数Kwi<1550～8080～120120～150150～180>1800.80.91.01.11.21.30～1.40采煤工作面需风量确定表

单位：m3/min按温度计算按瓦斯涌出量计算按最多人数计算按二氧化碳涌出量计算最小风速要求最大风速要求采煤工作面677.8313.62002472193504备注因此，采煤工作面需风量为1118.4m3/min。（二）掘进工作面需要风量的计算掘进工作面需要风量按各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算：∑Q掘=∑Q掘i（m3/min）式中：Q掘i——第i个掘进工作面需要风量，m3/min。每个掘进工作面实际需要风量，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、人数以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。1、按照瓦斯涌出量计算：Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）式中：q掘——平均绝对瓦斯涌出量，4301运输顺槽、回风顺槽掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，依据以前所掘进的4301运输顺槽和回风顺槽掘进工作面，经瓦斯检查后回风流中实测的瓦斯浓度平均值为0.04%，风量为360m3/min，推算4301运输顺槽、回风顺槽掘进工作面绝对瓦斯涌出量为q掘=360m3/min×0.04%=0.144m3/min。KCH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，取2.0。100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。经计算4301运输顺槽、回风顺槽掘进工作面所需风量为：Q掘=100×0.144×2=28.8（m3/min）2、按照二氧化碳涌出量计算：Q掘=67×q掘×KCO2=67×0.2×2=27（m3/min）式中：q掘——回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，实测最大值0.2m3KCO2——二氧化碳涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值，取2.0。67——回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。3、按工作面人员数量计算：Q掘=4×A（m3/min）式中：N——掘进工作面同时工作的最多人数，取20人；4——每人需风量，m3/min·人。Q掘=4×20=80（m3/min）5、按局部通风机吸风量计算：Q掘=Q局机×I×Kf=380×1×1.3=494（m3/min）式中：Q局机——局部通风机实际吸风量（m3/min）。首次安装的局部通风机实际吸风量取吸风量范围的最大值,我矿4301运输顺槽和4301回风顺槽掘进工作面采用FBD-№6.3/2×22KW局部通风机，该风机出厂时额定风量为380-550m3/min，在井下实测该风机的实际吸入风量为380m3/min.I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。Kf——为防止局部通风机吸循环风和保证局扇到回风巷之间巷道的最低风速0.25m/s，所调整的风量备用系数，取1.3。6、按风速进行验算：根据《煤矿安全规程》规定掘进工作面的风量应满足：煤巷：15×S掘≤Q掘≤240×S掘216m3/min≤494m3/minQ掘≤3456m3/min式中：S掘——掘进工作面的净断面积，东翼运输巷、东翼回风巷均为14.4m2。掘进工作面需风量确定表

单位：m3/min按瓦斯计算按局部通风机吸风量计算最小风速要求最大风速要求东翼运输巷284942163456东翼回风巷284942163456因此，掘进工作面需风量∑Q掘=494×2=988（m3/min）（三）硐室需要风量按经验值计算风量必须满足：井底中央变电所150m3/min，水泵房246m3/min，消防材料库150m3/min，采区变电所150m3/min（经验值）。所以，Q硐=150+246+150+150=696（m3/min）（四）其它巷道需要风量根据《煤矿安全规程》规定其它巷道的风量应满足：13.5×0.25≤Q其它≤13.5×0.25202.5m3/min≤Q其它≤202.5m3/min（五）全矿井需要风量的计算全矿井总进风量按以下两种方式分别计算，并且必须取其最大值：1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量：Q矿进=4×N×K矿通（m3/min）式中：Q矿进——矿井总进风量，m3/min；4——每人每分钟供给风量，m3/min.人；N——井下同时工作的最多人数，取50人；K矿通——矿井通风需风系数，取K矿通1.20。Q矿进=4×50×1.2=240（m3/min）2、按各个用风地点总和计算矿井风量：按采煤、掘进、硐室及其他巷道等用风地点需风量的总和计算：Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×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其他——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矿通——矿井通风需风系数，K矿通取1.20。Q矿进=（1132+743+1080+696+202）×1.2=4624（m3/min）根据以上计算，矿井实际需风量：4624m3/min，风机实际供风量5020m3/min，完全满足矿井全风压供风。3、矿井主扇校核我矿采用FBCDZ-№26（2×315KW）型主扇，额定风量3300-9300m3/min，能够满足要求。三、矿井通风能力计算主要通风机变频调节矿井供风量，现矿井总进风量5020m3/min，其中4102采煤工作面需风量1132m3/min、4301备用工作面供风量743m3/min，2个掘进工作面需要风量1080m3/min，四个独立通风的机电硐室需要风量696m3/min，其他巷道需要风量202m3/min，矿井回风为5121m3/min，矿井通风能够满足矿井安全生产的要求。P=ΣP采+ΣP掘式中：p——矿井通风能力，万吨/年；p采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量，万吨/年；。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，单位万吨/年采煤工作面特征表地点工作面平均长（m）平均采高（m）原煤视密度(t/m3)回采率(%)月工作天数(d)4102斜长1207.51.408525地点正规循环作业系数工作面个数日推进度(m/d)采煤方法生产能力（万t/a）4102——14综采放顶——合计————————128.5万t/a煤巷掘进工作面特征表巷道纯煤断面积（m2）原煤视密度(t/m3)日进尺(m/d)月工作天数(d)工作面个数生产能力（万t/a）14.41.403225213.2ΣP采=128.5（万t/a）ΣP掘=13.2（万t/a）=141.7（万t/a）根据以上数据，核定2013年度矿井通风能力为141.7万t/a。四、矿井通风能力验证矿井总进风风量5020m3/min，实际需要风量4624m3/min,实际回风5121m3/min，其中有效风量为4624m3/min，有效风量率92%。回风斜井回风5121m3/min，排风5195m3/min，风井负压0.400KPa，等级孔为5.49M2，主要通风机额定风压为750-3750Pa，主要通风机额定风量为3300-9300m3/min，目前风压小于最大风压的10倍，符合安全规定。主扇风机的工况点处在合理工作范围之内，运行稳定。1、矿井通风网络验证白芦煤矿通风系统安全稳定，通风网络简单，现矿井进风5020m3/min，回风5121m3/min，风井负压400Pa，等级孔为5.49M2，说明矿井的通风容易，既通风网络“通过风流的能力”较强，通风网络中的通风阻力分配合理且与风量相匹配。井下各采掘工作面通风系统合理、完善；不存在不合理的串联通风、老塘通风、扩散通风、采空区通风等现象。2、利用井下各用风地点有效风量验证矿井内各用风地点的有效风量完全满足安全生产的要求，井下各处风流速度、矿井空气温度全部符合《规程》的相关规定。五、矿井通风能力核定结果确定白芦煤矿属于瓦斯矿井，矿井通风系统独立、完整、安全、可靠，风量充足，采掘工作面均实现独立通风。经过以上计算和能力验证，矿井主要扇风机运行工况安全、稳定、合理、可靠，通风动力与主要通风机性能相匹配，完全能够满足安全生产的需要；矿井各用风地点及采区有效风量满足该地点的风量需要，井下各处井巷中风流速度、温度等符合《煤矿安全规程》的规定；井下各相关地点瓦斯检测结果远远小于《煤矿安全规程》的规定。经上述分析计算验证，最后确定白芦煤矿的矿井在2013年度通风能力为141.7万t/a。六、问题与建议依据生产布局及时通过风井风机变频调节矿井供风量，以适应生产的变化，使矿井风量完全满足生产需要。为保证矿井通风连续稳定，保质保量送到用风地点，应采取以下措施：1、加强井下所有通风设施的管理;2、采空区及废弃的巷道要及时严密封闭；3、巷道内不得堆积杂物，失修巷道及时维护，保证巷道通风有效断面；4、回风井口防爆门、风门、风道必须封闭严密，现有通过采空区一侧的总回风巷应对巷道严密封闭，防止漏风；5、定期测风，及时合理分配风量。对风阻过大的风路，采取降低风阻措施，必要时扩大风路巷道断面；6、经常检查通风设施