矿尘防治技术 6.2矿井防尘洒水管网系统及用水量计算电子教材2

模块六矿井防尘洒水系统设计第二讲矿井防尘洒水管网系统及用水量计算管网系统L管网布置形式及选择管道与附件〔法兰盘、弯头、阀门等〕连接成一整体称为管路。井下假设干条管路按需要相互联接就构成了矿井管网系统。矿井防尘管网系统按其结构，可分为树状网和环状网两种类型。所谓树状网是指管网布置像树枝一样。从树干到树稍越来越细，树状分倒立或正立形状受供水方式制约，见图6T-7a、bo如全矿井从井底水仓集中供水，那么管网系统正好是一个正立状树状网。地面水池集中供水为倒立树状网。倒立树状网是矿井防尘常见的管网形状之一，它适用于静压供水的矿井。所谓环状网是将主干管路连成环状〔图6-1-7c〕。由于环联管四通八达，当局部管线损坏时，一侧断水影响范围较小，全矿井或整个采区防尘工作不致中断。环状网适用于生产集中的水平煤层和作业地点所需水压根本均等的矿井或井下相同水平设有几个大小不等的静压水池同时为全矿井供水的矿井。图6-1-7矿井防尘供水管网形状树状网和环状网相比，树状网结构简单、主干管线短、投资少，但可靠性较环状网差。当某一条管路损坏时，在它以后的各分支管路都将断水。环状网那么可以克服这一弊病，但主干管路长度常需要成倍增长，造价也就相应增加。在生产实践中究竟采用哪种形式，应以平安可靠、经济合理为原那么，结合各矿具体条件因地制宜地选择。2.用水点装置井下防尘洒水管与消防水管一般共用，要求同时满足井下消防和井下防尘用水的需要。1．灭火装置1)在井下的以下位置应设消火栓：(1)重点保护区域及井下交通枢纽的15m以内：主、副井筒马头门两端；采区各上下山口；变电所等机电硐室入口；爆炸材料库硐室、检修硐室、材料库硐室入口；掘进巷道迎头；回采工作面进、回风巷口；胶带输送机机头。(2)有火灾危险的巷道内：斜井井筒、井底车场、胶带输送机大巷每隔50m；采用可燃性材料支护的巷道每隔50m；煤层大巷，采区上山、下山、工作面运输及回风顺槽等水平或倾斜巷道每隔l00m；岩石大巷、石门每隔300m。2)在有火灾危险的巷道中，处于其他巷道已设消火栓保护半径之内的区域，可不设消火栓。在一般巷道中，消火栓的保护半径应按50m计；在岩石大巷、石门中可按150m计。3)以下位置宜设相应的固定灭火装置：(1)胶带输送机机头处设自动喷水灭火系统；(2)马头门内侧20m处设水喷雾隔火装置；(3)井下变压器、空气压缩机等设备设泡沫灭火系统；(4)其他经采矿工艺认定火灾危险较大的井下巷道或硐室。2．给水栓1)以下部位应设置相应规格的给水栓：(1)设有供水管道的各条大巷、上下山及顺槽每隔100m应设置一个规格为DN25的给水栓；(2)掘进巷道中岩巷每l00m、煤巷每50m设置一个规格为DN25的给水栓；(3)溜煤眼、翻车机、转载点等需要冲洗巷道的位置。2)湿式凿岩及湿式煤电钻的引水管或分水器的引水管，注水泵、喷雾泵吸水桶的进水管，宜通过软管与供水系统的给水栓相接。给水栓的规格必须与用水点的最大流量匹配。3．喷雾装置1)在井下采掘工作面的采煤机、掘进机截割部、放顶煤工作面放煤口、液压支架产尘源、破碎机等处以及运输系统中的煤仓、溜煤眼、翻车机、装车机、胶带输送机、刮板输送机、转载机等的转载点上均应设置喷雾防尘装置。采掘工作面的外喷雾应采用由高压喷嘴构成的高压喷雾装置。2)在以下地点应设置风流净化水幕：采煤工作面进回风顺槽靠近上下出口30m内；掘进工作面距迎头50m内；装煤点下风方向15〜25m处；胶带输送机巷道、刮板输送机顺槽及巷道；采区回风巷及承当运煤的进风巷;回风大巷、承当运煤的进风大巷及斜井。任务实施确定矿井防尘用水量矿井防尘设计用水量Qs可按下式计算：Q=K(EQ+£Qj+£Q+£Qf+£Q+£Q) (6-1-1)式中：Qs——矿井防尘用水量，m3/h;K——充裕系数，取1.25〜1.35；EQc——各采煤工作面防尘用水量之总和，m3/h；EQJ——各掘进工作面防尘用水量之总和，m3/h；EQy——主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量之总和，m3/h；EQf——运输大巷风流净化水幕用水量之总和，m3/h；EQx——矿井消火栓总流量，取27m3/h；EQq——防治粉尘的其他用水量之总和，m3/h。1．采煤工作面防尘用水量采煤工作面防尘用水量包括煤层注水、采空区灌水、采煤机内外喷雾、液压支架移架、回柱喷雾、湿式打眼、爆破落煤喷雾、冲洗煤壁、出煤洒水、工作面顺槽输送机转载点喷雾、回风顺槽净化水幕、冲洗顺槽沉积煤尘及支架乳化液用水等用水量。由于水炮泥用水量不大，可不计。1)煤层注水用水量Qc1计算式如下：Qc1=Qk+Qz (6-1-2)式中：Qk——每一处的湿式钻孔用水量，可取Qk=3m3/h；Qz——每一工作面的煤层注水流量，m3/h;Qz=1.3AGql (6-1-3)1.3——漏水与注水超流量的综合系数；A—-受注水湿润的煤产量与工作面总产量的比值；G——工作面平均小时产量，t/h；q1——吨煤注水量，q1=0.02〜0.035m3/t。2)采空区灌水用水量Qc2计算式如下：Qc2=ncQd (6-1-4)式中Qc2——每一工作面的灌水用水量，m3/h；Qd——单孔灌水流量，倾斜分层超前钻孔采空区灌水流量可取lm3/h,回风顺槽采空区水管灌水可取6m3/h,水平分层采空区灌水可取2m3/h。3)采煤机内外喷雾用水量Qc3可按表6-1-2选用：表6-1-2采煤机耗水量参考生产能力采煤机组国产采煤机进口采煤机(Mt/a)总功率(kW)耗水量(m3/h)耗水量(m3/h)8>15000.06X4000.06X5206>10000.06X3200.06X3754>5000.06X2350.06X2302W5000.06X1500.06X1204)液压支架降、移架、放煤时喷雾水量Qc4(m3/h)Qc4=14q4 I"5)式中：nc4——同时使用的架间、放煤口喷雾喷嘴数。q4——喷嘴流量，m3/h,可取0.2m3/h。5)湿式煤电钻打眼用水量Qsc5Qc5=0.5m3/h。6)爆破落煤喷雾用水量Qc6Qc6=1.2m3/ho7)冲洗煤壁用水量Qc7Qc7=l.2m3/ho8)出(攉)煤洒水量Qc8(m3/h)Qc8=Gq8〔6-1-6〕c88式中：q8——吨煤洒水量，q8=0.02—0.035m3/h；G——工作面平均小时产量，t/h。9〕运输顺槽转载点喷雾用水量Qc9〔m3/h〕Qc9=nc9Qcz 〔6-1-式中：nc9——转载点个数；Qcz——喷嘴的喷雾流量，根据煤的水分选取适宜流量的喷嘴，设计时可按0.2m3/h计算。10〕进、回风顺槽风流净化水幕用水量Qc10〔m3/h〕Qc10=nc10Qcm 〔6-1制式中：Qc10——喷嘴个数；Qcm——个喷嘴的喷雾流量，设计时可按0.1〜0.15m3/h计算。11〕回风与运输顺槽巷冲洗沉积煤尘用水量Qnc11Qc11=2m3/h。12〕单体液压支柱乳化液用水量Q1?c12采用单体液压支柱支护时，应把乳化液用水量Qc12考虑在内。各采煤工作面防尘用水量之总和£Qc为：机采或综采工作面防尘用水量之和£Qcg与炮采工作面防尘用水量之和£Qcb的总和。即：£Qc=£Qcg+£Qcb〔6-1-9〕而计算采煤工作面防尘用水量时，应考虑到各防尘措施并非同时全部采用，因此不能采取将全部用水量相加的方法进行计算，对非同时采用的防尘措施，可选取其中用水量较大的一项进行计算：Qcg=Qc1^Qc2〕+Qc3+Qc4+Qc9+Qc10+Qc11+Qc12 〔"10〕^6=^1〔或^2〕+^6〔或Qc7或Qc5〕+Qc8+Qc9+Qc10+Qc11+Qc12 d-⑷2．掘进工作面防尘用水量掘进工作面防尘用水量包括湿式打眼、爆破落岩〔煤〕喷雾、冲洗岩〔煤〕帮、装岩〔煤〕洒水、喷雾，掘进机喷雾、湿式除尘器喷雾、锚喷支护、转载点喷雾、风流净化水幕等用水量。1〕凿岩机湿式打眼用水量Qj1Qj1=nj1Qh 〔6-1-12〕式中：nj1——凿岩机同时工作台数，台；Qh——单台凿岩机用水量，Qh=0.3m3/ho2〕湿式煤电钻打眼用水量Qj2Qj2=0.5m3/h3〕爆破落岩风水喷雾器用水量Q.3j3Qj3=1.5m3/h4〕爆破落煤喷雾用水量Qj4Qj4=1.5m3/h5〕冲洗岩〔煤〕帮用水量Qj5j5Qj5=lm3/h6〕装岩〔煤〕洒水用水量Qj6Qj6=Gq6式中：G——掘进工作面平均小时产量，t/h；q6——装岩洒水时，取0.02m3/h；装煤洒水时，取0.03〜0.035m3/h。7〕装岩机装岩喷雾用水量Qj7Qj7=0.5m3/h。8〕掘进机喷雾用水量Q.rj8Qj8=Gq8 m3/h 〔6-1-13〕式中：G——掘进工作面平均小时产量，t/h；q8——吨煤喷雾水量，可取0.02〜0.35m3/h。9〕掘进机配套湿式除尘器喷雾用水量Qj9,根据除尘器型号及用水方式确定其用水量，可取Qj9=1.5~1.8m3/h。10〕锚喷支护混凝土喷射机上料口除尘器喷雾用水量Qj10,根据除尘器型号确定喷雾用水量，可取Qj10=0.8m3/h。11〕混凝土喷头用水量011，可取Qj11=0.8m3/h。12〕转载点喷雾用水量Qj12,根据煤的水分大小选取适宜流量的喷嘴，设计时可取Qj12=0.2m3/h13〕风流净化水幕用水量Q.13j13Qj13=nj13Qjm (6-1-14)式中：nj13—-水幕的喷嘴个数；Qjm——喷嘴的喷雾流量，0.1〜0.15m3/h。各掘进工作面防尘用水量之和Eq为：岩巷掘进工作面防尘用水量之和£Qjy与煤及半煤岩巷炮掘工作防尘用水量之和£Qjmb，加上煤巷机掘工作面防尘用水量之和EQjg的总和。即：EQj=EQjy+Ejmb+EQjg (6-1-15)式中：Qjy=Qj3^Qj5或Qj1)十Qj6+Qj7+Qj10+Qj11+Qj13 (6-1Qjmb=Qj4^Qj5或Qj2)+Qj6+Qj13；d-MQjg=Qj8+Qj9+Qjl2+Qj13。(6-13．主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量主要运输巷道及转装载点防尘用水量包括电机车运输、集中运输巷带式输送机转载点、装车站及翻罐笼等处的喷雾用水量，计算如下：1)电机车运输喷雾用水量Qyl(m3/h)Qyl=nyQpi (6-1-19)式中：ny—-喷嘴个数，取4〜6个；Qpl——喷嘴的喷雾流量，可取0.3m3/h。2)带式输送机转载点喷雾用水量Qy2(m3/h)Qy2=nyQp2 (6-1-20)式中：Qp2——喷嘴的喷雾流量，0.2m3/h。3)装车站喷雾用水量Qy3(m3/h)装车站喷雾用水量应根据煤的水分、矿车容量及单位时间放煤量等条件确定喷嘴个数及喷雾流量。1t矿车可取0.4〜0.6m3/h,3t矿车可取1.5〜3m3/h。4)翻罐笼卸载喷雾用水量Qy4(m3/h)Qy4=,nyQpl (6