矿井通风设计2018

呼图壁县西沟煤炭有限公司煤矿

矿井通风设计

2018年10月10日

目录

1.1矿井通风设计编制的依据........................................................3

1.2矿井概况.......................................................................3

1.2.1矿区位置与交通..........................................................3

1.2.2自然经济地理.............................................................4

1.2.3矿井现状.................................................................4

1.3通风设计范围..................................................................5

第二章地质概况........................................................................6

2.1井田地质......................................................................6

2.1.1井田地层.................................................................6

2.1.2井田构造.................................................................7

2.1.3煤层.....................................................................7

2.1.4煤质.....................................................................8

2.1.5瓦斯、煤尘及自燃.........................................................8

2.2矿产资源储量..................................................................9

2.3工程及水文地质条件............................................................9

2.3.1工程地质条件............................................................9

2.3.2水文地质条件............................................................9

2.4地温........................................................................11

第三章矿井通风系统...................................................................12

3.1通风系统的拟定...............................................................12

3.1.1拟定矿井通风系统的基本要求.............................................12

3.1.2矿井通风系统的选择.....................................................13

3.2主扇工作方法...................................................................14

第四章矿井总风量计算及分配...........................................................14

4.1矿井需风量计算................................................................14

4.2矿井风量分配...................................................................23

第五章通风负压及等积孔计算............................................................24

5.1负压计算.......................................................................24

5.2等积孔..........................................................................25

第六章矿井通风设备的选择.............................................................25

6.1选择主扇.....................................................................26

6.1.1计算风源（主扇）必须产生的风量和负压....................................26

6.1.2风机型号、台数及配套电机的选择..........................................27

6.2对矿井主要通风设备的要求.....................................................27

第七章矿井空气调节...................................................................27

第八章矿井通风费用概算...............................................................29

第九章生产矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力...................................30

第十章矿井瓦斯防治措施...............................................................32

10.1一瓦斯赋存情况................................................................32

10.2瓦斯灾害因素..................................................................33

10.3防止瓦斯积存的措施选择........................................................37

10.4控制和消除引爆火源............................................................38

第十一章矿井防尘措施.................................................................38

11.1矿井防尘用水量计算...........................................................38

1L2矿井综合性防尘措施............................................................43

第十二章矿井防火措施.................................................................47

12、1开拓开采方面的措施..........................................................47

12.2通风方面的措施...............................................................51

12.3防灭火方法...................................................................52

12.3.1灌浆防灭火..............................................................52

12.3.2氮气防灭火..............................................................60

12.3.3阻化剂防灭火............................................................64

12.3.4其它防灭火方法及措施....................................................65

12.4井下外因火灾防治..............................................................67

12.4.1电气事故引发的火灾防治措施.............................................67

12.4.2带式输送机着火的防治措施...............................................72

12.4.3其它火灾的防治措施......................................................72

12.5井下防火构筑物................................................................73

第一章矿井概况及通风设计依据

1.1矿井通风设计编制的依据

1.新疆地矿局第九地质大队2004年1月编制的《新疆呼图壁县西沟煤炭

有限公司二煤矿生产地质报告》及新疆国土资源厅以新国土资储评［2004］

016号文对该地质报告的评审意见书；

2.《采矿许可证》（新疆维吾尔自治区国土资源厅2008年2月颁发）；

3.《煤矿井工开采通风技术条件》（国家安全生产监督管理总局发，

AQ1028-2006）；

4.《关于呼图壁县西沟煤炭有限公司煤矿等八对矿井的瓦斯等级鉴定结

果的批复》;（新煤行管发［20111384号）（附件）

5.《煤矿安全规程》及其它相关安全生产法律、法规；

6.《新疆呼图壁县西沟煤炭有限公司"9万t/a”矿井改扩建初步设计说

明书》；

7.《新疆呼图壁县西沟煤炭有限公司煤矿煤层自然倾向性试验报告》；

8.《新疆呼图壁县西沟煤炭有限公司煤矿煤尘爆炸性试验报告》。

9.《矿井瓦斯等级鉴定规范》（AQ1O25—2006）

1.2矿井概况

1.2.1矿区位置与交通

新疆呼图壁县西沟煤炭有限公司煤矿位于呼图壁县城西南78km处的西

沟河以东，行政区划属新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州呼图壁县雀尔沟

镇管辖，西距玛纳斯县城33km,从井田往北行驶10km到甘沟石门为简易砂

石路，从甘沟石门往北行驶50km到312国道的大丰镇，从大丰镇东到呼图壁

县18km均为沥青路面，交通较方便。

地理坐标：东经86°19'23〃

北纬43。48'12〃

1.2.2自然经济地理

井田位于天山北麓的中山区，处于小西沟东、甘沟西的西沟两侧，为

两山夹一沟的井田基本地貌，西沟是井田进出煤矿的唯一通道。海拔高程

+1670m〜+2080m,相对高差在300m左右，总体地形为西、北略低，东、南

稍高的山区，东、西两侧为山岭，地形切割强烈。

井田属中温带大陆性干旱气候，井田内东西两侧广布针叶林，气候比

较湿润，每年5〜8月多雨，常成暴雨降落，形成山洪，年平均降水量

371.79mm,年平均蒸发量1881.65mm,年平均气温6℃,6〜8月为高温季节，

最高气温达36.4匕，10月至翌年3月为低温季节，最低气温为-28.8℃,冻

土深度达2.0m。风向多西风、西南风，风力小。

井田位于天山北麓地震带，地震频繁，根据《中国地震动峰值加速度

区划图》(GB18306-2001),该区基本地震动峰值加速值为0.20g,地震动

反应谱特征周期为0.40s,对应的地震基本烈度为皿度。

1.2.3矿井现状

L矿井开采现状

矿井开拓方式为斜井开拓方式，原有生产能力9万吨/年，首采工作面

+1650m水平B6煤层采煤工作面已于2010年7月回采完毕后，矿井一直处于停

产状态，2013年4月开始90万吨/年技改工程，至2017年底，矿井技改工程

进入收尾阶段。按照矿井采掘衔接计划，2018年矿井完成技改工程、通过

验收进入正常生产后，矿井维持一采二掘的生产模式。

2.设计条件

矿山生产、生活设施及供水、供电；

矿山主斜井为单钩串车提升，提升绞车型号为JPT—1.6XL2,电机功

率160kW,钢丝绳绳径为618.5mm。风井地表安装有2XHOkW轴流式风机2

台，其中1台运行，1台备用，主扇型号为FBCDZNQ：20B/2X110型。

矿区范围内有地表水源，生产、生活用水可从西沟河上游由管道引至

生活区及工业广场。

供电电源：矿井目前供电系统为单回路供电，一回路由西沟变电所供

给。电压等级为10KV。另一回路由县政府统一安排建设雀尔沟110变电所正

在建设中。矿井建有发电机房，自备两组2X200KW柴油发电机组作为备用

电源。能满足矿井通风、排水需要。

1.3通风设计范围

根据国土资源厅颁发采矿许可证，各拐点坐标为:

直角坐标

拐点号

X坐标Y坐标

1485350029446065

2485350029447500

3485100029447500

4485100029445580

5485192529445875

6485221529446065

采矿证核准

开采深度：标高由1610—1670m。

标高

主要设计内容：

1.通风系统的的拟定；

2.矿井总需风量计算及分配;

3.矿井通风总阻力计算；

4.通风设备的选择；

5.矿井空气调节；

6.矿井通风费用概算；

7.矿井瓦斯防治措施；

8、矿井防尘措施；

9、矿井防火措施

第二章地质概况

2.1井田地质

2.1.1井田地层

井田处于乌鲁木齐山前坳陷带的西段，宁家河一一三屯河单斜构造带的

中部，地质构造较为简单。

井田内出露的地层主要有由侏罗系中统西山窑组(J2X)、头屯河组(Lt)

及第四系全新统冲洪积层和残积层。自下而上分述如下：

头屯河组(J2t)

分布于井田北部，由一套半干旱的湖泊相碎屑岩组成，岩层总体呈近东

西向展布，倾向北，倾角一般为20°〜25°,主要岩性为杂色细砂岩、泥

质粉砂岩、粉砂质泥岩等，其底部为厚层状粗砂岩，夹透镜状含砾粗砂岩,

局部夹煤线及植物化石，厚度大于112m。

西山窑组CLx)

在井田内零星出露，岩层总体呈近东西向展布，向北缓倾，倾角一般为

11°〜24。，根据岩性组合及含煤情况将其划分为3个含煤段，其中下部为

该区的主要含煤段，煤层露头靠地表浅部均已火烧。

(1)第四系残坡积层(Q-)：

主要分布于山顶及山坡处，分布面积较广，主要由砂岩角砾、砂、亚砂

土等组成，一般厚1〜20m不等。

(2)第四系洪冲积层@同)：

主要沿河沟及冲沟分布，主要由卵砾石、砾石、砂及亚砂土等组成，一

般厚2〜10m不等。

2.1.2井田构造

井田内构造较为简单，总体表现为一向北缓倾的单斜构造，局部发育有

北东向的压性小断层，该单斜构造呈东西向展布，倾向北北西至北北东向，

浅部地层较缓，一般11°〜18°,深部倾角变陡18°〜24。，该单斜构造

整体较完整，岩层起伏变化不大。

在井田内发现一条相对较大的f断层，位于井田中南部，呈北东走向

45°〜225°,延深长约1100m,在井下有四处巷道可见，其断面倾向南东，

倾角约70°,切割了Bi、B2、B”B4,B5层煤，经生产井调查断距由中段向两

侧及深部逐渐缩小，最大断距为20m,属正断层，对煤层开采未造成太大的

影响，经生产井调查除f正断层外在井田西北部还有断层切割了B6、B,两层

煤。

总的来说该井田构造较简单，但次级小断层对煤层走向和倾向有一定程

度的影响，本区属地质构造较简单类型。

2.1.3煤层

根据9万吨/生产地质报告，井田内侏罗系中统西山窑组上、下段含煤段

为主要含煤地层，共含可米煤层7层，自下而上编号为Bi、B2、Bs>B4、B5、

Be,B7,其中&、B2煤层为下含煤段煤层，B3、B4、B5、Bf,>B7为上含煤段煤层。

纯煤总厚度42.97m,含煤系数17.0%。各煤层均为全区可采煤层。

2.1.4煤质

井田内煤层的物理性质基本相同，煤呈黑色，条痕为黑褐色一一黑棕色，

沥青光泽。贝壳状、参差状断口，节理不发育，易燃。煤层呈条带状结构，

水平层理状构造。

B-B2煤层为暗煤型、B6煤层为暗亮煤型、B.„B,煤层为亮暗煤型。

井田煤层的原煤灰分在5.59%〜9.62%之间；原煤水分在2.77%〜5.49%

之间,平均为3.78%,一般在3.26%〜3.54%之间；挥发份25.78%〜36.50%,

平均为31.93%；粘结指数多在0〜15%之间；发热量为31.36~33.88MJ/kg。

原煤中全硫含量0.18%〜0.60%；磷含量在0.009%〜0.134%,平均为

0.038%o

煤质及工业用途：井田内煤层主要为不粘煤及弱粘煤，所开采的煤为特

低灰、特低硫、特低磷〜中磷、高发热量，含油〜富油等特点，可作为优

质的工业动力用煤和民用煤，也可作为炼油及气化用煤。

2.1.5瓦斯、煤尘及自燃

由新疆煤炭工业管理局批复的新煤行管发［20111384号文件20n年在该

矿井中进行的瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告资料，相对瓦斯涌出量

为1.44m3/t,绝对瓦斯涌出量为0.43m3/min,相对二氧化碳涌出量为

1.51m7t,绝对二氧化碳涌出量为0.45m3/min,鉴定结论为低瓦斯等级矿井。

从矿目前生产实践来看，矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，但仍应加强防范，避

免事故的发生。

矿井瓦斯等级为低沼气矿井.煤层爆炸性指数均大于10%,煤尘具有爆炸

性.B6煤层为自燃煤层。

2.2矿产资源储量

采用平行断面法进行储量估算，除去水平隔离煤柱、井筒保护煤柱、工

业广场和边界保护煤柱，经估算333级资源量：14.79万t,按回采率80%计算

可采煤量为11.83万t.

2.3工程及水文地质条件

2.3.1工程地质条件

B5煤层：煤层顶板为粉砂质泥岩，底板为中砂岩，顶、底板饱和状态下

单向抗压强度分别为27.2MPa、24.4MPa,天然状态下单向抗压强度分别为

33.5MPa、31.5MPa,软化系数为0.83、0.77,属软质的不易软化岩石。

B6煤层：煤层顶板为泥质粉砂岩，干燥状态下的直剪强度为6.5MPa,其

饱和状态下的单向抗压强度为13.6MPa,软化系数0.14,属软质的易软化岩

石。

从岩石物质成分、胶结物、胶结方式和结构构造可知，岩石内部聚合力

较强，层间结合力中等。故井田内煤层顶、底板岩石属于抗压强度较低、

易软化、易变形、稳定性较差的岩石，因此应加强顶、底板的管理。

2.3.2水文地质条件

（-）井田含（隔）水层

井田内主要出露的地层有中侏罗统西山窑组、头屯河组及地四系冲洪

积、残坡积层。

井田含（隔）水层（段）自上而下分述如下：

1.第四系洪冲积透水不含水层（I）：

2.中侏罗统头屯河组极弱含水层（H）

3.中侏罗统西山窑组孔隙裂隙弱含水层（III）：

不含煤段孔隙裂隙弱含水段（in—1）

上含煤段孔隙裂隙弱含水段（III—2）

上含煤段孔隙裂隙弱含水段（III—3）

4.烧变岩孔隙裂隙弱含水层（W）

（二）地下水与地表水的水力联系

由于西沟河纵穿井田，其流量为32789m7d,渗入岩石水量2575m7d,

夏季洪水期流量有所增加，使地下水的补给有明显增大，矿井排水量增加，

而在煤层靠近河床地段有渗水现象，煤层低于河床水位（最低水位+1672m）,

河水与地下水联系密切，河水成为地下水的补给水源。

（三）各含水层（段）之间的水力联系

在井田内第四系透水不含水层分布广泛，在地形、地貌特征上有利于接

受大气降水的补给，并渗透至下伏侏罗系地层头屯河组弱含水层、西山窑

组孔隙裂隙含水层及火烧层的孔隙裂隙含水层，或补给河水。在二号主斜

井东360m处、三号平碉南560m处见断层裂隙带，地下水呈线流顺裂隙流出，

说明B2煤层与上伏地层地下水联系密切。B2煤层的地下水主要由南部的降水

和河水顺层补给、迳流和排泄形成具有承压性质。

（四）地下水补给、迳流、排泄条件

井田气候潮湿，雨水充沛，森林植被茂密，是地下水的良好补给、迳流

区，西沟河床是井田最低侵蚀基准面，是煤矿地表水和矿井抽排水的主要

排泄通道。

井田基岩层主要以接受大气降水和冰雪融化水为主，河水的补给面积

小，坡降大，流速较快补给量次之，洪水期河床水位增高补给量也增大。

由于基岩以泥岩、粉砂岩、砂岩层夹煤层互层出现，地下水渗透缓慢，迳

流不畅、排泄也滞缓，地下水以垂向或顺层补给。

井田东西两侧火烧岩石裸露，易接受大气降水补给，由于岩石被火烘烤

裂隙极发育，地下水迳流好，火烧区的地下水在生产井中有工程揭露，其

涌水量有限，随着生产水平的深入，抽排水成为疏导地下水的唯一途径。

（五）矿床充水因素分析

1.现有生产井充水情况

四号井位于西沟河西侧，主采&〜B6煤层，井下运输巷靠近河床底部有

滴水现象，矿井排水量37m7h,每天排水3.5h,排水量为129.5m7d。

2.矿床充水因素分析

由于西山窑组孔隙裂隙水及层间承压含水层处，三工河隔水层一一头屯

河组极弱含水层之间，不具有邻界层地下水的补给和排泄关系，矿床地下

水的补给主要是大气降水补给，其次是西沟河水的的直接渗漏及小西沟河

的侧向渗透补给，因地表水一-＞河床潜水一-＞火烧层—-＞西山窑组含水层

之间构成有机的联系，构成对矿床充水的影响。

根据上述各因素分析，矿床主要含水层（段）富水性中等，为间接充水

的有压流水的矿床，水文地质条件属中等类型的矿床。

（六）矿井涌水量预计

根据井田内的地层、构造、岩性、水文地质条件，以未来矿井开采B7号

煤层的开采水平+1550m,采用富水系数法预计该矿井正常涌水量为

611.5m3/d,最大涌水量为917n?/d。

2.4地温

经过对原生产矿井资料调查，矿井里的最高温度一般为19t左右，尚

未发现地温异常。

第三章矿井通风系统

3.1通风系统的拟定

3.1.1拟定矿井通风系统的基本要求

拟定矿井通风系统应严格按照《煤矿安全规程》要求，做到安全可靠、

系统稳定、风量充足，技术经济合理，通风基建赛用和经营费用之总和最低

以及便于管理的原则。

1、矿井通风网络结构合理：集中进回风路线要短、通风总阻力要小，

多阶段同时作业时，主要人行运输巷道和工作点上的污风不串联；

2、内外部漏风少；

3、通风构筑物和风流调节设施及辅助通风机要少用；

4、通风动力消耗小，通风费用低；

5、生产水平和采区必须实行分区通风。

6、进风井口必须布置在粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体不能

侵入的地方。

7、充分利用一切可用的通风巷道，使专用通风井巷工程量最小；

8、必须确保通风系统技术先进、安全可靠、经济合理。

9、既要符合采区通风和掘进通风的若干要求，又要满足防治瓦斯、煤

尘、火灾及水害对矿井的特殊要求。

10、矿井通风系统不但要满足安全生产合理的要求，还要满足发生灾

变时抢险救灾安全的需要。

11、内外部漏风少；

12、通风动力消耗小，通风费用低；

3.1.2矿井通风系统的选择

一般情况下，矿井主要有五种通风方两式：中央并列式、中央分列式、

两翼对角式、分区对角式和混合式通风。但一般来说新建矿井多在前四种

方式中选择。因此，我们只对前4种通风方式作一个粗略的比较，见表3.1

表3.1各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件

通风方式适用条件优缺点

中新建矿井，煤层倾角初期投资少，出煤快，采区产量集中，

央大，走向长度小于4km,便于管理；节省风井工业广场占地，压

并而且瓦斯、自燃发火不煤少，便于井筒延伸，为深部通风提供

列严重的矿井有利条件；风流折返流动路线长，通风

式阻力大，通风费用高；工业广场有风机，

噪音大。

中煤层倾角较小，埋藏较与并列式相比，这种方式较安全，建井

央浅，走向长度不大而且期两井深部延伸，通风不困难，风流不

分瓦斯、自燃发火较严重折返，阻力小，内部漏风小，有利于防

冽的矿井火。工业广场没有噪音和污风的污染，

式回风井系统设备防尘管理比较方便。

两适用于走向长度大于由于风流线路较短，阻力和漏风小，所

翼4km,井田面积大，产以各采区风阻比较稳定，工业广场不受

对量高，煤层距地表浅，污染，比中央分列式安全性更好；但它

箱瓦斯、自燃发火严重的的初期投资较大，管理相对分散，发生

式矿井。事故时反风较困难。

分适用于煤层距地表浅，各分区有独立的通风线路，互相不影响

区因地表高低起伏较大，而且通风阻力小，建井工期短，安全生

对无法开掘浅部总回风产好，分区风井多，占场地多，通风机

角巷，而且表土层没有沙管理分散。

式层，便于开掘小风井。

另外，煤层走向长，多

煤层开采，高温矿井也

可以采用这种方式。

参考表3.1并结合本矿实际条件：本矿属低瓦斯矿井，井田范围面积

不大，工业广场面积小，瓦斯涌出量小，根据井田内进、回风井的实际位

置，确定矿井通风系统采用中央并列式。

3.2主扇工作方法

主扇的工作方法有抽出式和压入式两种。

本矿井主扇工作方法为机械抽出式，采用抽出式通风，沿通风路线漏风

少，通风管理工作比较容易，并且新旧水平过度容易。与压入式通风方式

相比较而言整个通风系统处在低于当地大气压力的负压状态，当主要通风

机因故停止运转时，井下风流压力提高，井下瓦斯不会大量涌出，比较安

全，抽出式通风无需在主要进风道安设控制风流的通风构筑物，便于运输,

行人和通风管理工作，因此，综合以上因素，确定主通风机的工作方法为

抽出式。

第四章矿井总风量计算及分配

4.1矿井需风量计算

矿井总进风量按下列方法分别计算，并取其中最大值作为矿井总进风

量。

（一）按井下同时工作的最多人数计算

Q矿井=4XNXK

式中：N——井下同时工作的最多人数150人；

K——矿井通风系数，取1.2。

33

Q矿井=4X150X1.2=720m/min=12m/s

（二）按采煤、掘进、碉室及其它地点实际需风量总和计算。按照矿井

设计2018年用风最大时期为：一个综采工作面，二个掘进工作面同时作业

时期，对此时进行风量计算。

Q矿井=（XQ采+XQ拂+£Q硝+XQ其它）义K矿通

1、采煤面实际需风量

（1）按瓦斯涌出量计算

Q来=100XqXK采通

式中：Q采一一采煤面实际需风量；

Q——采煤工作面的瓦斯涌出量，取采煤工作面的瓦斯相对涌出量

1.44m>t进行计算；

KM——采煤面瓦斯涌出不均匀系数，1.5；

1671——回采工作面日产量，to

则工作面实际需风量为：

Q瓦斯=100Xq绝XK=100X[1.44X1671/（24X60）]XI.5

=250.65m7min=4.17m3/s

（2）瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件确定需要风量

采煤工作面应有良好的劳动气象条件，温度和风速应符合表4-1-1的要

求。

采煤工作面空气温度与风速对应表

表4-1-1

采煤工作面空气温度（C）采煤工作面风速（m/s）系数K温

<201.01.00

20〜231.0〜1.51.00-1.10

23〜261.5〜1.81.10〜1.25

26〜281.8〜2.51.25〜1.40

28〜302.5~3.01.40-1.60

1、低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件确定需要风量，其计算公式为：

Qcf=60X70%XvcfXScfXkchXkci(m3/min)

=60X70%Xl.0X22.5X1,2X1.0

=1134m3/min=18.9m3/s

式中Vd—采煤工作面的风速，m/so按采煤工作面进风流的最高温度从

表1中选取；取1.0m/s；

Scf一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；<22.5m2

km一采煤工作面采高调整系数，具体按表2取值；(取L1)

%一采煤工作面长度调整系数，具体按表3取值；(取1.0)

70%——有效通风断面系数

60——为单位换算产生的系数

表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)

<201.0

20〜231.0-1.5

23〜261.5-1.8

26〜281.8~2.5

28〜302.5-3.0

表2kh—采煤工作面采高调整系数

米高/m<2.02.0〜>2.5及放顶煤工作面

2.5

系数(kch)1.01.11.2

表3ki一采煤工作面长度调整系数

采煤工作面长度/m系数(kcl)

<150.8

15〜800.8~0.9

80〜1201.0

120-1501.1

150~1801.2

>1801.30-1.40

(3)按工作面温度选择适宜的风速进行计算

采煤工作面应有良好的劳动气象条件，温度和风速应符合表4TT的要

求。

采煤工作面风量按下式计算：

Q采二60XV采XS采

式中：V采一一采煤工作面风速，按其工作面温度从上表选取。根据井

下工作面温度不超过20℃,本设计取1.Om/s；

S采一一采煤工作面的平均断面积，根据该矿井下工作面平均控顶距情

况，取14.5m2；

Q=6OX1.0X16.2=972m7min=16.2m3/s

(4)按采煤工作面人数计算

Q采=4XNXk

式中：N-一采煤面同时工作的最多人数20人；

k风量备用系数：取1.45。

则:Q-=4X20XL45=116m3/min=l.93m7s

(5)按风速验算

最低风速

Q采20.25XS采

式中：S采一采煤面平均断面积16.2m2。

3

Q采20.25X16.2=4.05m/s

最高风速

Q采W4XS采

3

Q采W4X16.2=64.8m/s

根据上述计算取最大值，采煤工作面需风量为

Q采=18.9m/s

2、掘进工作面实际需要风量计算

一、综合机械化掘进工作面风量计算：

①按照瓦斯、二氧化碳涌出量计算：

a、按瓦斯涌出量计算：Q=100qK

式中：q掘—掘进工作面绝对瓦斯涌出量，根据《新疆呼图壁县西沟煤矿2011

年瓦斯涌出量报告》取0.43m7min

K-掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数一般取L5〜2

即：Q=100X0.43X2=86m3/min

b、按二氧化碳涌出量进行计算：Q=100qK/1.5

式中：q台掘进工作面绝对二氧化碳涌出量，根据《新疆呼图壁县西沟煤

矿2011年瓦斯涌出量报告》取0.45m7min

K-掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数一般取1.5〜2

即：Q=100X0.45X2/1.5=60mVmin

②按掘进工作面同时工作的最多人数计算：

Q堀=4XNXK=4X25X1.25=125(m7min)

式中：4一每人每分钟4m，的风量

N一工作面同时工作的最多人数取25

K-备用系数；取1.25

③按炸药量计算：综掘机掘进破煤不需要使用炸药。

④按风速进行验算：

岩巷掘进最低风量：Q掘＞60X0.15S撷

煤巷掘进最低风量：Q«＞60X0.25Sit

巷道最高风量：Q堀＜60X4.0S掘

式中：S规一掘进工作面的断面积，m2

掘进工作面的风量应满足：

60X0.25XS掘WQ掘W60X4XS掘

即：按最小风速验算，掘进工作面最小风量

Q握小＞60X0.25X15=225m7min

按最高风速验算，掘进工作面最大风量

Q堀大V60X4.0X15=3600m7min

经验算掘进工作面的需风量选取最小风速要求225m;'/min即可满足要

求。

⑤安局扇位置风量计算

按照风量计算结果选择FBD6.0-2X15局扇满足要求。此局扇开单机

即可满足风量要求，取吸风量300/min,按照吸风量计算局扇所在位置最小

配风量

按局部通风机吸风量计算：

Q掘=。通XI+Q巷=300X1+225

=525m'7min=8.75m7S

式中：Q通一掘进工作面局部通风机额定风量（根据掘进工作面需风量计算

选取FBD6.0•2X15型对旋风机最小吸风量300m3/min）

I一掘进工作面同时运转的局部通风机台数，1台：

Q巷一所在巷道的最小风量（取最大巷道设计断面15nl2按照最低风速

要求Q巷=0.25XSm2=0.25X15X60=225m7min）

按照以上计算，综合机械化掘进需要风量8.75n)3/S

二、炮掘进工作面风量计算：

①按照瓦斯、二氧化碳涌出量计算：

a、按瓦斯涌出量计算：Q=100q«.K

式中：q掘一掘进工作面绝对瓦斯涌出量，根据《新疆呼图壁县西沟煤矿2011

年瓦斯涌出量报告》取0.43m7min

K-掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数一般取1.5〜2

即：Q=100X0.43X2=86m7min

b、按二氧化碳涌出量进行计算：Q=100q«.K/1.5

式中：q捉-掘进工作面绝对二氧化碳涌出量，根据《新疆呼图壁县西沟煤

矿2011年瓦斯涌出量报告》取0.45m3/min

K-掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数一般取1.5〜2

即：(2=100X0.45X2/1.5=60m7min

②按掘进工作面同时工作的最多人数计算：

Q堀=4XNXK=4X25X1.25=125(m3/min)

式中：4一每人每分钟4m，的风量

N一工作面同时工作的最多人数取25

K-备用系数；取1.25

③按炸药量计算：

Q堀=10A=10X30=300m7min

Q掴--爆破后工作面所需风量

A一同时爆破的炸药量；取22kg

10—三级煤矿许用炸药每公斤需风量

④按最低风速进行验算：

岩巷掘进最低风量：Q掘＞60X0.15S提

煤巷掘进最低风量：Q掘＞60X0.25S报

岩煤巷道最高风量：Q掘＜60X4.OS提

式中：S掘一掘进工作面的断面积，m2巷道宽5m高3.3m

掘进工作面的风量应满足：

60X0.25XS掘WQ据W60X4XS提

即：按最小风速验算，掘进工作面最小风量

Q堀小＞60X0.25X15=225m7min

按最高风速验算，掘进工作面最大风量

Q堀大＜60X4.0X15=3600m7min

根据上述计算比较，炮掘进工作面的需风量选取炸药消耗风量

225m7min即为工作面所需风量。

⑤安局扇位置风量计算

按照风量计算结果选择FBD6.0^X15型号局扇（风量300〜440m3/min,

风压750〜4750Pa）即可满足要求。此局扇开单机吸风量300m：'/min满足风

量要求，按照需风量计算局扇所在位置最小配风量。

按局部通风机吸风量计算：

Q通XI+Q巷=300X1+225

=525m'7min=8.75m3/S

式中：Q通一掘进工作面局部通风机额定风量（根据掘进工作面需风量计算

选取FBD-N0.6.3型对旋风机单机吸风量380m3/min）

I一掘进工作面同时运转的局部通风机台数，1台：

Q巷一所在巷道的最小风量（按照最低风速要求Q巷=0.15Xm=0.25X

15X60=225m7min）

按照以上计算，炮掘工作面需要风量8.75m3/S

3、井下碉室所需新鲜风流的风量

各个独立通风的碉室供风量，应根据不同的碉室分别计算。

①井下中央水泵房实际需要的风量可按机电设备运转的发热量计算，

即：Q水=49.97(0SW/At)=49.97(0.02X600/4.5)

=133.25m7min=2.22m：7S

式中：。一水泵房嗣室的发热系数，取0.02(表1)

2W一机电碉室内所有电动机总功率，Kw

△t一机电碉室进、回风气温差，。C

②井下中央变电所实际需要的风量可按机电设备运转的发热量计算,

即：Q水=49.97（。SW/At）=49.97（0.03X1512/4.5）

=503.7m3/min=8.4m3/S

式中：。一水泵房碉室的发热系数，取0.03（表1）

2W一机电碉室内所有电动机总功率，Kw

△t一机电碉室进、回风气温差，℃

机电碉室发热系数表（表1）

机电碉室名称发热系数（9）

空气压缩机房0.15〜0.23

水泵房0.01-0.04

变电所、绞车房0.02-0.04

井下碉室需风量合计：10.62m7s

4）其他巷道实际需风量：

《煤矿安全规程》第136条规定：其他通风和人行巷道的风量按最低

风速0.15m/s计算

①+1670m石门需风量：

Q#=0.15XS=0.15X15X60=135m3/mi=2.25m75

式中：S—Hl670m石门断面积

②+1610m石门需风量：

Q*=0.15XS=0.15X10.57X60=95.13m7min=l.59m3/S

式中：S-+1610m石门断面积

③+1650m石门需风量：

Qjt=0.15XS=0.15X11.15X60=100.35m7min=l.67m：7S

式中：S-+1650m石门断面积

@+1610m皮带搭接巷需风量：

Q*=0.15XS=0.15X19.29X60=173.61m7min=2.89m7S

式中：S-+1610m皮带搭接巷断面积

⑤+1650m皮带联络巷需风量：

Q#=0.15XS=0.15X11.86X60=106.74m7min=l.78m3/S

式中：S-+1650m皮带联络巷断面积

其他巷道风量合计：10.18n?/S

矿井总需风量为：

Q矿井=(18.9+8.75+8.75+10.62+10.18)XI.2

=68.64m3/s,取69m'/s。

4.2矿井风量分配

1、按照矿井设计2018年用风最大时期为：一个综采工作面，一个综

掘工作面，一个炮掘工作面同时作业时期，对此时进行风量分配

回采工作面：20m3/s；

综掘工作面：9m3/s；

炮掘工作面：9m3/s；

采区变电所：12m7s；

其它风量：llm'/s。

风量分配及风速详见表4-l-2o

矿井风量分配表

表4-1-2

用风地点配风量

回采工作面20m3/s；

综掘工作面9m3/s；

炮掘工作面9m3/s；

机电嗣室12m3/s；

其它巷道风量llm3/s；

合计61m3/s

第五章通风负压及等积孔计算

5.1负压计算

矿井采用分区式通风，按照各风井服务时期分别计算负压。通风总阻

力按下式计算：

h=h摩+h局+1%

式中：

h——矿井通风总阻力，Pa；

h摩一一井巷摩擦阻力，Pa；

h局——井巷局部阻力，Pa；

hn---自然风压，Pa。

井巷摩擦阻力按下式进行计算：

h^Za.XLiXPiXQVS31

式中：

24

a,——井巷摩擦阻力系数，N-s/m;

L——井巷长度，m；

Pi——井巷净周长，m；

Qi---井巷通风量，m7s；

2

Si——井巷通风净断面积，mo

该项目为改建项目，矿井通风局部阻力按井巷摩擦阻力的15%计算。

矿井开采深度未超过400m,无需计算自然负压。

矿井风井服务期内，容易时期、困难时期负压计算见插表4-1-3、4-1-4。

5.2等积孔

矿井等积孔(A)按下式计算：

A=lA9xQ/4h(*

根据上述计算，矿井风井服务时期通风容易时期最小负压、通风困难时

期最大负压结果详见表4-『5。

风机服务时期负压计算结果表

表4-1~5

项目容易时期困难时期

最小负压(Pa)等积孔(n?)最大负压(Pa)等积孔面)

斜风井493.672.78538.982.66

计算结果表明：经通风系统调整后，全矿井属通风容易矿井，即小阻

力矿井。

第六章矿井通风设备的选择

6、1矿井通风设备的要求

1、矿井通风设备是指主要通风机和电动机

2、矿井每个装备主要通风机的风井，必须在地面装设两套同等能力的

通风设备，其中一套工作，一套作备用，交替工作。

3、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设

备长期高效率运行。当工况变化较大时，应根据矿井分期时间及节牟情况,

分期选择电动机。

4、风机能力应留有一定的余量。

5、进、回风井井口的高差在150nl以上，或进、回风井井口标高相同，

但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。

6、主要通风机必须装有反风设备，必须能在lOmin内改变巷道中的风

流方向。

7、装有主要通风机的回风井口，应安装保护通风机的防爆门。

6.1选择主扇

现矿井选用两台FBCDZNo：20/2X110型同型号矿用隔爆型地面抽出式

轴流通风机，其中一台运转，一台备用，额定功率2X110kW,额定风量2580〜

5400m：7min,静压650〜2300Pa。

6.1.1计算风源（主扇）必须产生的风量和负压

1.风源产生的风量：

Qy=kQ

其中Q——矿井总需风量，m7s；

k——设备漏风系数，取1.05

=69X1.05=72.45m7s

2.风源产生的静压：

hfmax=1.15hrmax+h„=1.15X6.378+98.32=105.65Pa

其中h_一风源产生的最大静压，Pa；

hN——矿井通风困难时期的矿井负压，Pa；

6.1.2风机型号、台数及配套电机的选择

依据上述计算结果现安装FBCDZNQ：20/2X110型矿用隔爆轴流式风机,

配套电机型号为YBF2-315L2-8,电机功率为2义UOKw,风机风量范围2580〜

5400m7min,静压650〜2300Pa。，电机转速为740转/分钟，叶片安装角

15°~45°连续可调，叶轮最高全压效率为0.83,装置最高全压效率为

0.80,最高静压效率为0.75,反风量75%以上，完全符合矿井通风要求。

根据《煤矿安全规程》要求，低沼气矿井主要通风设备必须有两套，一

套运转，一套备用。

6.2对矿井主要通风设备的要求

1、矿井主扇必须装置两套同等能力的装置（包括电动机），其中一套运

转，一套备用，备用一套必须在10分钟内起动。

2、主扇要有灵活可靠、合乎要求的反风装置和防爆门，要有规格质量

符合要求的风碉和扩散器。

3、矿井主扇应有两路直接由变（配）电所的供电线路，线路上不得接

任何负荷。

4、主扇和电动机的机座必须牢固耐用，要设置在不受采动影响的稳定

地层上。

第七章矿井空气调节

本矿属大陆性干旱气候，冬季最低气温-30（根据《煤矿安全规程》要

求，矿井进风口气温不得低于2（。

1、空气加热方式：

本矿井通风方式采用抽出式通风，为保证矿井安全生产，使矿井井筒在

冬季不结冰，在矿井主副井井口附近均设置空气加热室。

井筒空气加热均采用冷热空气在井口房混合的有风机进风方式，室外冷

空气经进风百叶进入空气加热室，通过空气加热器加热后，由通风机送入

井口房与室外冷空气混合，利用井筒负压经井筒进入矿井。

2、计算条件

(1)主斜井井筒防冻

主井进风量：30m3/s

冬季极端最低平均温度：T8.5C

热风计算温度：25℃

井口冷热风混合温度：2℃

加热热媒：110℃高温乳化液；

主井筒防冻热负荷：

Ql=Gcp(t2-tl)=30Xl.248X1.01X(2+18.5)=775KW

考虑1.10的富余系数Q1=L10X775=852.5KW

(2)副斜井井筒防冻

副井进风量：39m3/s

冬季极端最低平均温度：T8.5℃

热风