榆树泉矿通风设计新版.doc

榆树泉煤矿矿井通风设计二oo九年八月目 录一、 矿井生产概况二、 矿井通风系统三、 采掘工作面及硐室风量计算四、 矿井通风能力核定五、 矿井风压、风阻、等积孔计算六、 矿井通风设备及反风七、 矿井供热风系统设计八、 矿井通风电费的计算九、通风系统的合理性、可靠性及抗灾能力分析一、矿井生产概况榆树泉煤矿原设计井型为9万吨/年，由于原设计采煤方法（悬移支架放顶煤采煤法）不适合我矿煤层的赋存条件,再因 9万吨/年井型已不能适应煤矿发展的需要,为此公司在2008年已上报90万吨矿井技改,在矿井技改的同时首先将东翼+1756+1771米水平剩余35万吨煤量采用综合机械化采煤方法进行布置回采，后期西翼+1720+1756水平90万吨工作面采用综合机械化采煤方法进行布置回采。矿井原来的通风设计已不能满足通风的需要，所以对矿井的通风系统及通风风量重新进行调整,按调整情况重新编制该设计。矿井现有工作面全部布置在下10煤层，回采工作面1个（东翼综采工作面），备用回采工作面1个（西翼+1720+1756水平90万吨备用工作面），掘进工作面4个（+1756水平西翼回风顺槽综掘面、+1720水平西翼运输顺槽综掘面、副斜井延深炮掘面、+1720水平东翼炮掘面）。矿井采用的采煤方法是综合机械化后退式一次采全高采煤法，掘进方式是综掘机和炮掘两种方式前进式掘进。二、矿井通风系统 矿井采用中央分列式通风方式，主扇工作方法为抽出式负压通风，回采工作面布置u型负压通风，掘进工作面局扇压入式通风。主斜井和副斜井是矿井进风井、+1756水平东翼大巷和+1760水平运输巷作为东翼综采面的进风巷、+1756水平西大巷作为西翼+1756水平回风顺槽综掘面和+1720水平运输顺槽综掘面的进风巷，东翼+1771水平回风巷道和+1774水平巷道作为东翼综采面的回风巷，西翼+1771水平回风巷作为西翼+1756水平回风顺槽综掘面和+1720水平运输顺槽综掘面的回风巷。风井作为矿井回风井，位于主斜井以南300米处。新鲜风流由主，副斜井进入、经+1756水平车场由东西两翼运输大巷东、西采区配风。(一)东采区：新鲜风流：+1756水平东翼运输大巷一部分风流+1756水平轨道运输巷采区上山+1760水平皮带运输巷进入综采工作面。还一部分风流直接采区上山+1760水平皮带运输巷进入综采工作面。乏风流：综采工作面+1771水平回风巷和+1774水平回风巷+1771水平东翼回风巷总回风上山风井主扇风机地面。(二)西采区：1、+1720水平运输顺槽综掘面：新鲜风流：+1756水平西翼进风大巷局扇风筒+1720水平西翼运输顺槽掘进工作面。乏风流：工作面+1720水平运输顺槽掘进巷+1720-1756水平伪斜上山1756水平西翼回风巷1756-1771水平回风上山+1771水平西翼回风巷总回风上山风井主扇风机地面。2、+1756水平回风顺槽综掘面：新鲜风流：+1756水平西翼进风大巷局扇风筒+1756水平回风顺槽掘进工作面。乏风流：工作面+1756水平回风顺槽掘进巷+1756水平西翼回风巷1756-1771水平回风上山+1771水平西翼回风巷总回风上山风井主扇风机地面。3、副斜井延深炮掘面新鲜风流：副斜井局扇风筒副斜井延深掘进工作面。乏风流：工作面副斜井+1756水平交叉巷东翼+1756水平轨道巷1756-1760水平上山1760-+1771水平综采面上山+1771水平东翼回风巷总回风上山风井主扇风机地面。4、+1720水平东翼炮掘面新鲜风流：西翼转载巷局扇风筒+1720水平东翼掘进工作面。乏风流：工作面+1720水平东翼掘进巷+1720-1756水平伪斜上山1756水平西翼回风巷1756-1771水平回风上山+1771水平西翼回风巷总回风上山风井主扇风机地面。全矿井通风网络为并联式，分区通风结构，各用风地点均为独立通风，采煤工作面为u型负压通风方式，掘进面为局扇压入式通风方式。三、矿井风量、风压计算（一）矿井风量计算及分配1、按井下同时工作最多人数计算： q=4n=4*80=320 m3/min2、按采煤、掘进、独立通风硐室及其它用风点实际需风量： 1）采煤工作面所需风量 矿井属于低瓦斯矿井所以用低瓦斯矿井风量计算公式来计算风量a、东翼综采工作面风量q采1、低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量确定需要风量，其计算公式为：q采q基本k采高k采面长k温式中：q采采煤工作面需要风量，m/minq基本不同采煤方式工作面所需的基本风量，m/minq基本工作面最大控顶距工作面实际采高70（工作面有效断面）适宜风速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0.8。k温回采工作面温度调整系数0.9。q采=4.453.80.711.50.80.960=767m3/min2、按瓦斯或二氧化碳的绝对涌出量计算:该工作面计划平均日产量为1794吨，根据矿井瓦斯鉴定结果，瓦斯、二氧化碳的相对涌出量分别为：0.96和1.92m3/t。qch4qch4t日产/1440 0.961794/1440 =1.196 m3/minqco2qco2t日产/14401.921794/1440=2.392 m3/min所以，该工作面的瓦斯和二氧化碳的绝对涌出量为：qch4=1.196 m3/minqco2=2.392 m3/min则所需要风量为qch4=100qk=1001.1961.45=173.42m3/minqco2=100qk=1002.3921.45=346.84 m3/min式中，k工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，此工作面取1.453、按工作面温度选择适宜的风速进行计算q采60v采s采 （m/min）式中：v采工作面温度1518度时，采煤工作面合适风速为0.8 m/ss采采煤工作面的平均有效断面积，11.84 mq采600.811.84568.3m/min4、按工作面工作最多人数计算每人供风4 m/minq采4n(m/min)式中：n工作面最多人数q4n=440=160 m/min5、按风速进行验算：1）工作面风速验算工作面风量：q=767 m/min，工作面有效断面：s=11.84 m工作面风速：v=q/60*s=767/60*11.84=1m/s则：0.25 m/s1 m/s4 m/s 满足通风要求2）进风巷风速验算工作面风量：q=767 m/min，进风巷断面：s=12.9 m进风巷风速：v=q/60*s=767/60*12.9=0.99m/s则：0.25 m/s0.99 m/s4 m/s 满足通风要求3）回风巷风速验算工作面风量：q= 767m/min，回风巷断面：s=5.25 m进风巷风速：v=q/60*s=767/60*5.25=2.44m/s则：0.25 m/s2.44 m/s4 m/s 满足通风要求6、工作面确定选取风量为q=767 m/minb、西翼备用综采工作面风量q备采q备采=767/2=383.5 m/min（备用工作面风量取生产工作面风量的一半）2）掘进工作面风量计算a、+1720水平西翼首采工作面运输顺槽掘进工作面风量1、按ch4，co2涌出量计算q ch4 =100qch4k=1000.331.6=52.8m3/minq co2 =100qco2k=1000.661.6=105.6m3/min式中：q掘进工作面需要风量。qch4为掘进工作面瓦斯绝对涌出量。qco2工作面二氧化碳绝对涌出量。k为瓦斯涌出量不均衡系数1.6。2、按工作面最多人数计算q人数=4n=430=120m3/min式中：q为工作面风量，n为同时作业最多人数3、按局部通风机的实际风量计算qji=qjjiii=2451=245 m3/min式中：qjji工作面局部通风机的实际风量（实测）ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取，1台4、局部通风机、风筒规格选型按上述计算可得最大风量为245 m3/min，需要风量选取245 m3/min。选用fbdno7.1/230kw风机能够满足安全生产的要求，800mm的阻燃风筒供风（fbdno7.1230kw局扇吸风量200-600m3/min）5、工作面风量验算（1）风速验算15s净q掘240s净，得15 *13.5245 m3/min24013.5202.5 m3/min 245 m3/min3240 m3/min式中：s净为巷道净断面取13.5m2满足最低、最高风速要求（2）工作面选取风量定为245 m3/min。满足最低、最高风速要求b、+1756水平西翼回风顺槽掘进工作面风量1、按ch4，co2涌出量计算q ch4 =100qch4k=1000.331.6=52.8m3/minq co2 =100qco2k=1000.661.6=105.6m3/min式中：q掘进工作面需要风量。qch4为掘进工作面瓦斯绝对涌出量。qco2工作面二氧化碳绝对涌出量。k为瓦斯涌出量不均衡系数1.6。2、按工作面最多人数计算q人数=4n=430=120m3/min式中：q为工作面风量，n为同时作业最多人数3、按局部通风机的实际风量计算qji=qjjiii=1981=198 m3/min式中：qjji工作面局部通风机的实际风量（实测）ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取，1台4、局部通风机、风筒规格选型按上述计算可得最大风量为198 m3/min，需要风量选取198 m3/min。选用fbdno6215kw风机能够满足安全生产的要求，800mm的阻燃风筒供风（fbdno6215kw局扇吸风量150-350m3/min）5、工作面风量验算（1）风速验算15s净q掘240s净，得15 *10.5198 m3/min24010.5157.5 m3/min 198 m3/min2520 m3/min式中：s净为巷道净断面取10.5m2满足最低、最高风速要求（2）工作面选取风量定为198 m3/min。根据作业规程及实测数据，可得：c、+1720水平东翼炮掘面风量1、按ch4，co2涌出量计算q ch4 =100qch4k=1000.331.6=52.8m3/minq co2 =100qco2k=1000.661.6=105.6m3/min式中：q掘进工作面需要风量。qch4为掘进工作面瓦斯绝对涌出量。qco2工作面二氧化碳绝对涌出量。k为瓦斯涌出量不均衡系数1.6（掘进面一般取1.62）。2、按炸药量计算qji=25ai=254.125=103.2 m3/minai-掘进工作面一次爆破的最大炸药用量（4.125kg）3、按工作面最多人数计算q人数=4n=415=60m3/min式中：q为工作面风量，n为同时作业最多人数4、按局部通风机的实际风量计算qji=qjjiii=2101=210 m3/min式中：qjji工作面局部通风机的实际风量（实测）ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取，1台5、局部通风机、风筒规格选型按上述计算可得最大风量为210 m3/min，需要风量选取210 m3/min。选用ybtno11kw风机能够满足安全生产的要求，600mm的阻燃风筒供风（ybtno11kw局扇吸风量130-240m3/min）6、工作面风量验算1）风速验算15s净q掘240s净，得15 *13.5245 m3/min24013.5202.5 m3/min 210 m3/min3240 m3/min式中：s净为巷道净断面取13.5m2满足最低、最高风速要求2）工作面选取风量定为210 m3/min。d、副斜井延深炮掘面风量1、按ch4，co2涌出量计算q ch4 =100qch4k=1000.331.6=52.8m3/minq co2 =100qco2k=1000.661.6=105.6m3/min式中：q掘进工作面需要风量。qch4为掘进工作面瓦斯绝对涌出量。qco2工作面二氧化碳绝对涌出量。k为瓦斯涌出量不均衡系数1.6（掘进面一般取1.62）。2、按炸药量计算qji=25ai=255.25=131.25 m3/minai-掘进工作面一次爆破的最大炸药用量（5.25kg）3、按工作面最多人数计算q人数=4n=415=60m3/min式中：q为工作面风量，n为同时作业最多人数4、按局部通风机的实际风量计算qji=qjjiii=2201=220 m3/min式中：qjji工作面局部通风机的实际风量（实测）ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取，1台5、局部通风机、风筒规格选型按上述计算可得最大风量为220 m3/min，需要风量选取220 m3/min。选用fbdno6215kw风机能够满足安全生产的要求，800mm的阻燃风筒供风（fbdno6215kw局扇吸风量150-350m3/min）6、工作面风量验算1）风速验算15s净q掘240s净，得15 *12.28220 m3/min24012.28184.2 m3/min 220 m3/min2947.2 m3/min式中：s净为巷道净断面取12.28m2满足最低、最高风速要求2）工作面选取风量定为220 m3/min。上述计算东综采工作面： q采=767 m3/min西备用综采工作面 q备采=383.5 m/min+1720w掘进面： q综掘=245 m3/min+1756w掘进面： q综掘=198 m3/min+1720e炮掘面 q炮掘=210 m3/min副斜井延深炮掘面 q炮掘=220 m3/min3）硐室及其它风量：根据矿井的实际需要及硐室，其它用风地点风量合计为：分配井下变电所(水泵房同一路线)风量q硐室=180 m3/min东西两个联络上山风量和回风石门风量合计180m3/min4）矿井实际需风量：q总=（q采+q掘+q硐室+q其它）*k（矿井风量备用系数） =（767+383.5+245+198+210+220+180+120）*1.2=2788.2 m3/min四、矿井通风能力核定：我矿于2009年10月对主扇进行了更换（fbcz-8-no21型对旋式轴流风机，风机功率为132*2kw，风量为48-107m3/s；负压为670-2600pa）。当风闸提至最高位置，转速为740转/分，叶片角度40时，矿井总进风量为4800 m3/min，核定通风能力109万吨，满足了我矿达产91万吨/年的生产要求。p=qt/qk104 =4800300/1.11.2104=109万吨式中： p-矿井通风能力（万吨）q-矿井总进风量 ：4800m3/min；t-全年生产天数，300天；q-日产一吨煤所需风量取1.1 m3/t；k-矿井通风系数取1.2五、矿井风压、等积孔计算：一)矿井通风负压计算：1、根据我矿采面的布置，西翼综采工作面的进、回风路线比较长，通风阻力最大，东翼综采工作面进、回风路线短，通风阻力小。2、根据磨擦阻力公式：hfr=lpq2/s3，pa式：l、p、s分别是各井巷的长度（m），周边长（m），净断面积（m2）q分配给各井巷的风量，m3/s井巷通风磨擦阻力系数，n.s2/m4矿井局部通风阻力系数取15%，经计算，矿井通风负压容易时期为693.68pa，困难时期为1619.66 pa（计算数据看附表5-1和5-2）二)矿井等积孔矿井总风量为4860 m3/min =81m3/s等积孔a=1.19q/h- 式中：a等积孔， m2 q矿井总风量， m3/s h矿井通风负压， pa 矿井通风等积孔容易时期为3.66 m2，困难时期为2.39 m2三）通风难易程度评价矿井通风难易程度容易时期及困难时期均属容易。六、通风设备及反风1、概述：我矿现使用的主扇为（fbcz-8-no21型对旋式轴流风机，风机功率为132*2kw，风量为48-107m3/s；负压为670-2600pa）。当风闸提至最高位置，转速为740转/分，叶片角度40时，矿井总进风量为4800 m3/min电动机型号ybfe355s2-8。2、反风系统反风方式利用扇风机反转，即调换电动机电源的两相按钮，改变扇风机动轮的旋转方向，使井下风流反向。反风系统及设施反风时，关闭+1771西翼回风石门反向风门和东，西各采区上山巷道反向风门，当改变电流方向，扇风机反转以达到矿井反风目的。2008年，在反风演习中，我矿反风时风量是正常风量的60%，符合安全规程要求。七、供热风系统设计：冬季气温较低，如不采取措施，造成井风井筒结冰，会对工人身体健康、提升工作和工业设施、装置造成危害，因而，遵照安全规程的有关规定，必须在进风井口安装预热设备，保持进风口以下空气温度经常在2摄氏度以上。矿井空气的预热方法：根据我矿的实际情况和自身特点，我矿选用的是空气加热器预热方法。此种方法是通过煤的燃烧，使用饱和蒸汽预热一部分空气，然后送入井下。我矿使用的是带风机的井筒内冷热空气混合式，将矿井总入风量的一部分（15%-40%）空气加热至60-70后用风机经由风道热风口送入井筒。矿井空气预热量的计算1、冷热风计算温度冷风计算温度，取-25热风温度的计算，502、热风量的确定mr=m。（t0-tc）/ （th-tc）(kg/s)式中 t0-冷热风混合后温度，取2 tc-冷风计算温度， th- 热风温度， m-矿井总进风质量流量，m=qpmr=4800*1.2*2-(-25)/50-(-25) =2073.6kg/s3、预热量的计算q=1.005kg.mr(t0-tc),kw式中 1.005-空气的定压比热 kg-附加热损耗系数，取1.1q=1.005*1.1*2073.6/2-(-25)=84.9kw八、矿井通风电费的计算 吨煤通风电费的计算1、主扇运转的耗电量if=(n1+n2)*365*24/(ecvh),kw.h/an1=n2=132 kwe-主扇电动机的效率，取0.9c-传动效率，取0.95v-变压器的效率，取0.95h-电线的输电效率，取0.95if=300.3万度，一台正常运转，一台备用，所以if=300.3/2万度if=150.15万度。2、局扇运转的耗电量按2台15kw 和2台30kw局扇耗电量if=（2*15+2*30）*24*365=78.84万度3、吨煤耗电量il= （if +il）/t=（150.15+78.84）/90=2.544元（kw.h/t）式中t-矿井计划年产量4、吨煤通风电费e= ic.d=2.544*0.6=1.53(y/t)式中：d-每度电费用，y/kw.h九、矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析 我矿采用中央分列式通风方式，主扇采