煤矿通风能力核定

冀中能源峰峰集团*****煤业有限公司2024年度通风能力核定一、概况(一)通风概况*****煤业有限公司通风方式为中央并列式，通风方法采用为抽出式，副斜井、主斜井进风，回风斜井回风。副井井口标高+1463.5m，井底车场标高+1208.7m；主井井口标高+1473.5m，井底车场标高+1208.0m；风井井口标高+1472.3m，井底标高+1405.8m。风井地面安装2套同等能力的通风机装置，一套工作，一套备用。主要通风机型号为FBCDZNO-22型，配套两台电动机，单机功率110KW，转速740r/min。风井承担全矿井通风任务。矿井总进风量4861m3/min，矿井所需风量为4812m3/min。风井负压1410Pa，等级孔2.68m2，矿井风阻较小，属于通风容易矿井,充分满足生产要求。矿井5#煤层煤尘具有爆炸性，自燃倾向属于自燃煤层。(二)采掘部署情况1、回采产量计划及地区安排2024度安排一组采煤队伍进行回采，即*****有限公司综采区。回采工作面为115014综放工作面、1150143综放工作面，1月份-3月份中旬回采1501综放工作面，4月份下旬1150143综放工作面开始回采，始终是一个工作面在生产。2、开掘进尺计划及地区安排2024年安排5组掘进队伍，为115006运输顺槽、115006回风顺槽、1150143回风顺槽外段、轨道暗斜井、回风暗斜井。二、风量分配及计算(一)矿井风量计算全矿井：Q*****煤业有限公司=(ΣQcf+ΣQhf+ΣQur+ΣQsc+ΣQrl)×kaq=（645+2046+678+814.5）×1.15=4183.5×1.15=4811.025m3/minn≈4812m3/min式中：Qra—矿井需要风量，m3/min；Qcf—采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；Qhf—掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；Qur—硐室实际需要风量的总和，m3/min；Qsc—备用工作面实际需要风量的总和，m3/min；Qrf—矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需要风量总和，m3/min；Kaq—矿井通风系数(抽出式K矿通取1.15～1.2)，取1.15。(二)*****煤业有限公司井田风量核定根据矿井生产条件和生产地区衔接安排，矿井核定用风最多时*****煤业有限公司共有1个采煤工作面和5个局部通风地点；需要单独通风的硐室有1个中央变电所、1个中央泵房、1个采区变电所，2个绞车房，1个智能化掘进硐室，其它用风巷道8个。因生产能力大于30万t/a，核定通风能力，按由里向外核算法计算。矿井需要风量按各采煤、掘进工作面、硐室及其他巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。(三)采煤工作面实际需要风量1）按照瓦斯涌出量计算Qfi=125·qgfi·Kgfi………………（1）式中：Qfi—第i个工作面需要风量，单位为立方米每分钟（m3/min）；qgfi—第i个工作面瓦斯的平均绝对涌出量，单位为立方米每分钟（m3/min），可根据该采煤工作面的煤层埋藏条件、地质条件、开采方法、顶板管理、瓦斯含量、瓦斯来源等因素进行计算。依据2023年瓦斯等级鉴定报告，取0.45m3/min。Kgfi—第i个工作面瓦斯涌出不均衡的风量备用系数，它是该采煤工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。生产矿井应在工作面正常生产条件下，连续观测一个月，取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。新井设计、新采区等可参考表1，本次计算取1.6。表1各种采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数采煤工作面采煤方法采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数综采工作面1.2--1.6炮采工作面1.4--2.0水采工作面2.0--3.0当采煤工作面有其他有害气体涌出时，也应按有害气体涌出量和不均衡系数，使其稀释到《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度进行计算工作面名称工作面瓦斯的平均绝对涌出量工作面瓦斯涌出不均衡的风量备用系数工作面需风量。（m3/min）符号Q1150143工作面0.451.6902）按气象条件计算根据采煤工作面空气温度选取适宜风速按式（2）计算Qfi=60vSVkfhikfIi70％………………(2)式中：Qfi—第i采煤工作面需要风量，单位为立方米每分钟（m3/min）；v—采煤工作面适宜风速（见表2），取1.0m/sSV—采煤工作面平均断面积，为最大和最小控顶断面的平均值;取12.8m2。kfhi—采煤工作面采高风量系数见表3；取1.2kfIi—采煤工作面长度风量系数见表4；取1.070％—采煤工作面有效通风断面系数。表2采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面温度（℃）采煤工作面风速（m/s）＜201.020～231.0～1.523～261.5～1.826～281.8～2.528～302.5～3.0表3采煤工作面采高风量系数采煤工作面采高m采煤工作面采高风量系数＜2.01.02.0～2.51.12.5～3.0及放顶煤工作面1.2表4采煤工作面长度风量系数采煤工作面长度m采煤工作面长度风量系数＜1501.0150～2001.0～1.3200～2501.3～1.5＞2501.5～1.7按气象条件计算风量表工作面名称进风流温度最大控顶距（m）最小控顶距（m）采高（m）采煤工作面平均断面（m2）采煤工作面采高风量系数工作面适宜风速（m/s）采煤工作面长度风量系数工作面风量（m3/min）符号hSVkfhivkfIiQfi1150143工作面12℃5.6155.0152.412.81.21.01.06453）按使用炸药量计算：a)每千克一级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为25m3/min按式（3）计算;b)每千克二、三级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为10m3/min，我矿使用三级煤矿许用炸药，按式（4）计算;Qfi=25Ai………………(3)Qfi=10Ai………………(4)式中：Ai—第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，单位为千克（kg）工作面名称工作面一次爆破所用的最大炸药量，（kg）按炸药量计算工作面风量（m3/min）工作面实际需要风量（m3/min）是否满足要求符号AiQfiQfi1150143工作面00645满足4）按工作人员数量计算：每人每分钟应供给4m3新鲜风量按式（5）计算：Qfi=4Ni………………(5)式中：Ni—第i个工作面同时工作的最多人数：工作面名称工作面同时工作的最多人数，（人）按工作人员数量计算工作面风量（m3/min）工作面实际需要风量（m3/min）是否满足要求符号NcfQfiQfi1150143工作面2080645满足5）按风速进行验算：按《煤矿安全规程》规定的最低风速和最高风速按式（6）验算需风量：15Si≤Qfi≤240Si……………(6)式中：Si—第i个采煤工作面的平均有效断面面积，单位为平方米（m2），取12.8m21150143工作面经验算得：192m3/min＜645m3/min＜3072m3/min。备用工作面风量按正常回采工作面1/2风量进行计算。采煤工作面需要的总风量为：ΣQmfi—各采煤工作面需要风量之和，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣQmfi=645+0=m3/min。(四)掘进工作面实际需要风量的计算煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的需风量，应按式（7）--（12）分别计算，取其最大值。1、按瓦斯涌出量按式（7）计算需风量：Qdi=125·qgdi·Kgdi………………(7)Qdi——第i个掘进工作面的需风量，单位为立方米每分钟（m3/min）：125——掘进工作面瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数qgdi——第i个掘进工作面回风流中的平均绝对瓦斯涌出量，单位为立方米每分钟（m3/min），按该工作面的煤层地质条件、瓦斯含量和掘进方法等因素进行计算。依据2023年瓦斯等级鉴定报告掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.14m3/min。Kgdi——第i个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，其含义和观测计算方法与采煤工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数相似。通常，综掘工作面取Kgdi=1.5～2.0.炮掘工作面取Kgdi=1.8～2.5。当有其它有害气体时，应根据《煤矿安全规程》规定的允许浓度按上述计算的原则计算所需风量。工作面名称煤岩别工作面回风流中的平均绝对瓦斯涌出量（m3/min）备用风量系数工作面风量（m3/min）符号qgdiKgdiQdi115006运输顺槽煤0.141.831.5115006回风顺槽煤0.141.831.51150143回风顺槽外段煤0.141.831.5轨道暗斜井岩0.142.035回风暗斜井岩0.142.0352、按使用炸药量计算：a)每千克一级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为25m3/min按式（8）计算;Qdi=25Ai………………(8)b)每千克二、三级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为10m3/min，我矿使用三级煤矿许用炸药，按式（9）计算;Qdi=10Ai………………(9)式中：Ai—第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，单位为千克（kg）工作面名称煤岩别工作面炸药量（kg）工作面风量（m3/min）符号AiQdi115006运输顺槽煤7.474115006回风顺槽煤7.4741150143回风顺槽外段煤7.474轨道暗斜井岩14.6146回风暗斜井岩14.61463、按工作人员数量：每人每分钟应供给4m3新鲜风量按式（10）计算：Qdi=4Ni………………(10)式中：Ni—第i个工作面同时工作的最多人数：人，工作面名称煤岩类别工作面同时工作的最多人数，（人）工作面风量（m3/min）符号Qdi115006运输顺槽煤1248115006回风顺槽煤12481150143回风顺槽外段煤1248轨道暗斜井岩1248回风暗斜井岩1248按上述条件计算的最大值，确定局部通风机吸风量工作面名称煤岩别计算需风量（m3/min）局部通风机吸风量（m3/min）符号qhgQhf115006运输顺槽煤74300115006回风顺槽煤743001150143回风顺槽外段煤74300轨道暗斜井岩146300回风暗斜井岩1463004、安装局部通风机按煤巷、岩巷和半煤巷掘进计算需要风量：a)岩巷掘进按式（11）计算：Qdi=QsIi+9Si………………(11)b)煤巷和半煤巷按式（12）计算：Qdi=QsIi+15Si………………(12)Qs—第i个掘进工作面局部通风机实际吸风量，单位为立方米每分钟m3/min，安设局部通风机巷道中的风量，除了满足局部通风机的吸风量外，还应保证局部通风机吸入口至回风口的风速，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—第i个掘进工作面同时通风的局部通风机台数：Si—第i个掘进工作面局部通风机至掘进工作面回风口之间巷道的净断面面积，单位为（m2）工作面名称煤岩别局部通风机型号局部通风机台数局部通风机吸风量（m3/min）局部通风机到回风口间的最大断面积(m2)局部通风机前需风量（m3/min）符号—IQsSiQdi115006运输顺槽煤2×22130012408115006回风顺槽煤2×221300124081150143回风顺槽外段煤2×22130010450轨道暗斜井岩2×22130010390回风暗斜井岩2×221300103905、按风速进行验算：按《煤矿安全规程》规定的最低风速，分别按式（13）、（14）验算最小风量：无瓦斯涌出的岩巷：Qdi≥9Si………………(13)有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷：Qdi≥15Si………………(14)Si—第i个掘进工作面巷道的净断面面积，单位为（m2）b)按《煤矿安全规程》规定的最高风速，分别按式（15）验算最大风量：Qdi≤240Si………………(15)式中：Si—第i个掘进工作面巷道的净断面面积，单位为（m2）工作面名称煤岩别巷道断面（m2）验算最小需风量验算最大需风量局部通风机前需风量（m3/min）是否符合要求符号SiQdiQdiQdi115006运输顺槽煤12.21832928408符合115006回风顺槽煤12.21832928408符合1150143回风顺槽外段煤12.21832928450轨道暗斜井岩12.2109.82928390回风暗斜井岩12.2109.82928390掘进工作面需要的总风量为：ΣQhf=408+408+450+390+390=2046m3/min。（五）硐室需风量1、各个独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算2、机电硐室：采区小型机电硐室，按经验值确定需风量可取60m3/min～80m3/min，发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量按式（16）计算风量：………………(16)式中：Qri—第i个机电硐室的需风量，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣW—机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），单位为千瓦（kw）:—机电硐室发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量作无用功的系数确定，也可按表5选取：—空气密度。单位为千克每立方米（kg/m3），一般取=1.20；—空气的定压比热。一般可取=1.0006KJ/(kg·K)；—第i个机电硐室的进、回风流的温度差，K。表5机电硐室发热系数（）表机电硐室名称发热系数空气压缩机房0.20～0.23水泵房0.01～0.03变电所、绞车房0.02～0.04计算与取值见下表序号硐室名称ΣW计算风量（m3/min）1中央变电所25000.021.21.0006102502中央水泵房21450.011.21.000610108合计—————358井下硐室需要的总风量为：采区小型机电硐室，按经验值确定需风量可取60m3/min～80m3/min，所以一采区变电所、北区运料斜巷上段绞车房、一采区轨道上山绞车房、1150143智能化掘进硐室各取80m3/min。ΣQ硐=358+80+80+80+80=678m3/min（六）其他用风巷道的需风量1、其它用风巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量、风速和煤矿用防爆柴油动力装置机车功率分别进行计算，采用其最大值。2、按瓦斯涌出量计算：a）采区内的其它用风巷道风量按式（17）计算Qei=125·qgei·Kge……………………(17)b）采区外的其它用风巷道（总回风或一翼回风巷）风量按式（18）计算：Qei=133·qgei·Kge……………………(18)式中：Qei—第i个其它用风巷道风量，单位为立方米每分钟（m3/min）qgei—第i个其它用风巷道的平均瓦斯绝对涌出量，单位为立方米每分钟（m3/min）Kge—第i个其它用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，一般可取1.2～1.3125—掘进工作面瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数其它用风巷道名称煤岩别其它用风巷道平均瓦斯绝对涌出量（m3/min）备用风量系数其它用风巷道风量（m3/min）符号qhgkhgQhf泄水巷岩0.001.20北区运料巷风门段煤0.001.20轨道暗斜井岩0.001.201200轨道上山下段煤0.001.20轨道暗斜井风门岩0.001.20一采区回风上山下段岩0.001.20水平煤仓通道岩0.001.201150143回风配巷外段煤0.001.203、按风速验算：一般巷道风量按式（19-20）验算：Qei≥60×0.15Sei……………………(19)Qei≥60×0.25Sei……………………(20)Sei—第i个其它用风巷道净断面积，单位为平方米（m2）其它用风巷道名称其它用风巷道净断面积其它用风巷最小需风量（m3/min）符号SeiQrc泄水巷9.282.8北区运料巷风门段8.9133.5轨道暗斜井8.879.21200轨道上山下段10.4156轨道暗斜井风门9.585.5一采区回风上山下段7.567.5水平煤仓通道10901150143回风配巷外段8120ΣQ其他=Q其1+Q其2+Q其3+…+Q其式中：Q其1、Q其2、Q其3、…、Q其n—各其他井巷风量，m3/min井下其它用风巷道需要的风量为：ΣQ其他=Qei1+Qei2+Qei3+Qei4+Qei5+Qei6+Qei7+Qei8+Qei9+Qei10+Qei11+Qei12=82.8+133.5+79.2+156+85.5+67.5+90+120=814.5m3/min。（七）矿井总需风量1、矿井所需总风量是矿井井下各个用风地点需风量之和，并考虑漏风和配风不均匀等的备用风量系数，按式（21）进行计算：Qm=(ΣQmfi+ΣQmdi+ΣQmri+ΣQmei)×Km……………………(21)Qm—矿井所需风量，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣQmfi—各采煤工作面和备用工作面所需风量之和，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣQmdi—各掘进工作面所需风量之和，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣQmri—各硐室所需风量之和，单位为立方米每分钟（m3/min）ΣQmei—其它用风巷道风量之和，单位为立方米每分钟（m3/min）Km—矿井内部漏风和调风不均匀等因素的备用风量系数，通常可取1.15～1.25。Qm=(ΣQmfi+ΣQmdi+ΣQmri+ΣQmei)×Km=（645+2046+678+814.5）×1.15=4183.5×1.15=4811.025m3/minn≈4812m3/min经以上计算，*****煤业有限公司实际需风量为4812m3/min。矿井实际总进风量为4861m3/min，符合要求。(八)通风能力核算根据以上计算可知，Q需=4812m3/min，Q矿进=4861m3/min,即Q矿进＞Q需。*****煤业有限公司目前只有一个水平开采,通风方法为抽出式；通风方式为中央并列式。因此根据生产地区衔接计划，按每个采掘工作面的正常生产条件下的产量总和计算矿井通风能力为：A=∑PC+∑PJ式中：A—矿井通风能力，万t/a；∑PC—所有回采工作面的产量总和，万t/a；∑PJ—所有掘进工作面的产量总和，万t/a。1、回采工作面ACi=天数×lCi×hci×rci×bci×cci式中：ACi—第i个工作面生产能力，万t/a；lCi—第i个采煤工作面平均长度，m；hci—第i个采煤工作面平均采高，放顶煤开采时为采放总厚度,m；rci—第i个工作面原煤视密度，t/m3；bci—第i个采煤工作面平均日推进度，m/d；cci—第i个采煤工作面回采率，%,按矿井设计规范和实际回采率取最小值,取0.94。工作面名称采长(m)采高(m)原煤视密度(t/m3)日推进度(m/d)年工作日数(d)采煤工作面回采率(%)生产能力(万t/a)符号lCihcircibcincciACi综放工作面8061.514.836094117.7ACi=117.7(万t/a)2、掘进工作面Ahi=总进尺×Shi×rhi式中Ahi—第I个掘进工作面年产量，t/aShi—第I个掘进工作面纯煤面积，m2rhi—第I个掘进工作面原始煤视密度，1.51t/m3；工作面名称断面(m2)煤岩别年进尺(m)原煤视密度(t/m3)年产量(万t)11