腾龙桂花井田采区通风设计.doc

第一章 腾龙、桂花井田采区通风系统一、确定采区通风方式采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面，且煤矿安全规程第一百一十三条规定：生产水平和采区必须实行分区通风，高瓦斯和有煤与瓦斯突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少一条专用回风巷。为此采区通风系统就必须满足以下要求：1、每一个采区，都必须布置专用回风巷，实行分区通风。2、采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。3、采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。腾龙、桂花井田各采区都设置四条上山，即：材料上山、通风上山、运煤上山、人行上山。为此采区通风方式采用材料上山、运煤上山、人行上山进风；通风上山回风。二、采煤工作面通风方式确定采煤工作面的通风方式根据煤矿安全规程第四十八条规定：突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法。故采用后退式回采顺序。由于南部采区的准备巷道是四条上山，故只能采用U型通风，再加上煤层倾角5085，属急倾斜煤层，并且本矿井为高瓦斯突出矿井，为了防止在上隅角产生瓦斯积聚，因此采用上行通风方式。三、主要通风机工作方法确定主要通风机的工作方法主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式。通过比较，选择抽出式通风，通风管理较容易，安全可靠性好。第二章 风量计算及确定第一节 采区需风量计算一、采煤工作面需风量的计算采煤工作面的风量应按下列因素分别计算，取其最大值1、按瓦斯涌出量计算Qwi100Qgwikgwi式中：Qwi第i个采煤工作面需要风量，m3/min。Qgwi第i 个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min。 kgwi第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时，至少进行5昼夜的观测，得出5个比值，取其最大值。通常机采工作面取kgwi1.22.1；炮采工作面取kgwi1.42.0；水采工作面取kgwi2.03.0。B4煤层综采：绝对瓦斯涌出量按10m3/min计算，且风巷瓦斯按1.0%管理Qwi100Qgwikgwi100101.51500 m3/minB4上煤层综采：绝对瓦斯涌出量按3m3/min计算Qwi100Qgwikgwi10031.5450 m3/min2、按工作面进风温度计算：Qwi60VwiSwiKwi Vwi第i个采煤工作面的风速，按其进风流温度综采工作面取1.5m/s，普采工作面取1.2。Swi 第i个采煤工作面有效断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值m2。kwi 第i个工作面的长度系数,综采工作面取1.5，普采工作面取1.2。B4煤层综采需风量： Qwi 60VwiSwiKwi601.510.41.51404m3/minB4上煤层综采需风量： Qwi 60VwiSwiKwi601.24.41.2380m3/min3、工作人员数量计算： Qwi4nwi 式中： 4每人每分钟应供给的最低风量，m3/min。 nwi第i个工作面同时工作的最多人数，个。 B4煤层： Qwi4nwi448192m3/min B4上煤层：Qwi4nwi432128m3/min4、按风速进行验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Qwi600.25Swi 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：Qwi604Swi 按最低风速验算最小风量：B4煤层：600.2514.44216.6 m3/minB4上煤层：600.255.4141 m3/min按最高风速验算最大风量：B4煤层：6058.42520 m3/minB4上煤层：6043.4816m3/min根据风速验算各个工作面的风量都符合要求。用以上四种方法对采区每个独立通风的回采工作面进行计算，选择最大值作为每个回采工作面所需风量，把这些风量和采区内独立通风的备用工作面所需风量累加起来，就是采区内回采工作面和备用工作面所需的总风量。二、掘进工作面需风量计算根据经验得掘进工作的风量为：岩巷的风量为200300 m3/min；煤巷的风量为400800m3/min。根据风速进行验算：每个岩巷掘进工作面的风量为： 每个煤巷掘进工作面的风量为： 式中：Swi第i个掘进巷道段面积，m2岩巷：0.156012.5=112.5m3/min煤巷：0.256010.4=156 m3/min根据风速验算各个工作面的风量都符合要求。三、硐室需风量的计算采区各硐室的风量可按经验值来确定，结合矿井实际情况确定为： Q=60 m3/min。四、采区总风量的计算采区的总风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算： Qm=(QwtQhtQrtQot) KWZ 式中： Qwt采煤工作面和备用工作所需风量之和，m3/min。Qht 掘进工作面所需风量之和，m3/min。Qrt 硐室所需风量之和，m3/min。Qot 其他用风地点所需风量之和，为以上工作面所需风量的总和的3m3/min。KWZ采区风量备用系数，包括采区漏风和配风不均匀等因素，该值应从实测和统计中求得，一般取1.21.25通风容易时期： Qwt =1500+500=2000m3/minQht =2502+6001=1100m3/minQrt =602=120 m3/minQot =(2000+1100+120)3=96.6m3/minQ易 =（2000+1100+120+96.6）1.2=3980m3/min通风困难时期： Qwt =1500+500+450=2450m3/minQht =2502+6002=1700 m3/minQrt =602=120 m3/minQot =(2450+1700+120)3=128.1m3/minQ难 =（2450+1700+120+128.1）1.2=5278m3/min根据以上计算，结合现场实际，决定腾龙、桂花井田各采区通风容易时期配风量为：4000 m3/min，通风困难时期配风量为：5500 m3/min。第二节 矿井风量的分配根据实际需要由里往外细致配风，即先定井下各个工作地点所需的有效风量，逆风流方向加上各风路上允许的漏风量，确定各风路上的风量和矿井的总进风量，再加上抽出式主扇井口和附属装置的允许漏风量。如不考虑因体积膨胀的风量，即得出通过主要通风机的总风量。所配给的风量必须符合规程中相关规定：关于氧气、沼气、二氧化碳和其他有毒有害气体安全浓度的规定；关于最高风速和最低风速的规定；关于采掘工作面和机电硐室最高温度的规定；关于冷空气预热i的规定，以及关于空气中粉尘安全浓度的规定等。第三章 采区通风阻力计算一、通风总阻力的计算原则1、采区通风总阻力，不应超过2940pa；2、井巷的局部阻力，新建矿井宜按井巷摩擦阻力的10计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15计算。3、当风量按照各用风地点的需要或自然分配后，选择达到设计产量时通风容易时和最困难时通风阻力大的风路，然后分别计算这两条风路中各段井巷通风阻力，分别累加后即得到矿井通风最容易和最困难两个时期的最大通风阻力。二、矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力是指风流由进风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用hm表示。对于有两台或多台主要通风机工作的矿井，矿井通风阻力应该按每台主要通风机所服务的系统分别计算。1、计算摩擦阻力沿两个时期南、北两翼的通风阻力最大路线，分别用下式算出各段巷道的摩擦阻力。HfLUQ2/S3，Pa 式中： Hf巷道摩擦阻力，Pa.巷道摩擦阻力系数，Ns2/m4L井巷长度，mQ通过井巷的风量，m3/sU井巷净断面周长，m.S井巷净断面积，m 2矿井最大通风阻力路线上各段通风阻力计算见腾龙、桂花井田采区通风阻力计算表所示。通风摩擦阻力如下表所示（详细计算见附表）：腾龙、桂花井田各采区通风摩擦阻力表 单位：pa采区 方案T1采区T2采区T3采区T4采区方案一容易时期860.51093.01224.01318.1困难时期1414.41787.12072.92067.3方案二容易时期1112.41151.51126.11179.3困难时期2017.62187.31774.11710.7方案三容易时期961.8780.31069.6997.4困难时期16281344.91854.51655.8方案四容易时期1002.4833.11185.61078.7困难时期1711.81413.42005.11768.82、容易时期通风总阻力h=1.10hi=1.10（iLiUiQi2/Si3） (Pa)式中:h-系统巷道通风阻力， pahi-系统内各段巷道磨擦阻力， pai-井巷通风摩擦阻力系数， NS2/m4Li-井巷长度， mUi-井巷周边长， mSi-井巷净断面积， m2 Qi-井巷风量， m3/S 方案一：T1采区=946.6pa T2采区=1202.3pa T3采区=1346.4pa T4采区=1449.9pa 方案二：T1采区=1223.6pa T2采区=1266.7pa T3采区=1238.7pa T4采区=1297.2pa 方案三：T1采区=1058pa T2采区=858.3pa T3采区=1176.6pa T4采区=1097.1pa 方案四：T1采区=1102.6pa T2采区=916.4pa T3采区=1304.2pa T4采区=1186.6pa 3、困难时期通风总阻力h=1.15hi=1.15（iLiUiQi2/Si3） (Pa)式中:h-系统巷道通风阻力， pahi-系统内各段巷道磨擦阻力， pai-井巷通风摩擦阻力系数， NS2/m4Li-井巷长度， mUi-井巷周边长， mSi-井巷净断面积， m2 Qi-井巷风量， m3/S 方案一：T1采区=1626.6pa T2采区=2055.2pa T3采区=2383.8pa T4采区=2377.4pa 方案二： T1采区=2320.2pa T2采区=2515.4pa T3采区=2040.2pa T4采区=1967.3pa 方案三：T1采区=1903.1pa T2采区=1577.6pa T3采区=2163.7pa T4采区=1935.1pa 方案四：T1采区=1968.6pa T2采区=1625.4pa T3采区=2305.9pa T4采区=2034.1pa 四、矿井等积孔的计算矿井等积孔是用用来表示井巷或矿井的通风难易程度。其计算步骤如下：式中：R矿井风阻，Hr矿井总阻力， paQf矿井总风量，1、容易时期：方案一：T1采区R1-1=946.6/672=0.211 NS2/m8 m2T2采区R1-2=1202.3/672=0.268 NS2/m8 m2T3采区R1-3=1346.4/672=0.3 NS2/m8 m2T4采区R1-4=1449.9/672=0.323 NS2/m8 m2方案二：T1采区R2-1=1223.6/672=0.273 NS2/m8 m2T2采区R2-2=1266.7/672=0.282 NS2/m8 m2T3采区R2-3=1238.7/672=0.276 NS2/m8 m2T4采区R2-4=1297.2/672=0.289 NS2/m8 m2方案三：T1采区R3-1=1058/672=0.236 NS2/m8 m2T2采区R3-2=858.3/672=0.191 NS2/m8 m2T3采区R3-3=1176.6/672=0.262 NS2/m8 m2T4采区R3-4=1097.1/672=0.244 NS2/m8 m2方案四：T1采区R4-1=1102.6/672=0.246 NS2/m8 m2T2采区R4-2=916.4/672=0.204 NS2/m8 m2T3采区R4-3=1304.2/672=0.291 NS2/m8 m2T4采区R4-4=1186.6/672=0.264 NS2/m8 m22、困难时期：方案一：T1采区R1-1=1626.6/922=0.192 NS2/m8 m2T2采区R1-2=2055.2/922=0.243 NS2/m8 m2T3采区R1-3=2383.8/922=0.282 NS2/m8 m2T4采区R1-4=2377.4/922=0.281 NS2/m8 m2方案二：T1采区R2-1=2320.2/922=0.274 NS2/m8 m2T2采区R2-2=2515.4/922=0.297 NS2/m8 m2T3采区R2-3=2040.2/922=0.241 NS2/m8 m2T4采区R2-4=1967.3/922=0.232 NS2/m8 m2方案三：T1采区R3-1=1903.1/922=0.225 NS2/m8 m2T2采区R3-2=1577.6/922=0.186 NS2/m8 m2T3采区R3-3=2163.7/922=0.256 NS2/m8 m2T4采区R3-4=1935.1/922=0.229 NS2/m8 m2方案四：T1采区R4-1=1968.6/922=0.233 NS2/m8 m2T2采区R4-2=1625.4/922=0.192 NS2/m8 m2T3采区R4-3=2305.9/922=0.272 NS2/m8 m2T4采区R4-4=2034.1/922=0.24 NS2/m8 m2矿井等积孔计算表时期方案采区风量(m3/S)风压(pa)风阻(Ns2/m4)等积孔(m2)容易时期方案一T167946.60.2112.59T2671202.30.2682.3T3671346.40.32.17T4671449.90.3232.09方案二T1671223.60.2732.28T2671266.7