矿井通风能力核定报告(2015年).doc

前 言为认真贯彻落实国务院第81次常务会议提出的“以风定产”等煤矿瓦斯治理措施，按照国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局、国家发展和改革委员会联合下发的安监总煤字20042544号关于印发（煤矿生产能力的若干规定）的通知，“各煤矿每年要进行一次通风能力核定工作，并根据核定的通风能力科学合理地组织生产，严禁超通风能力生产” 。为预防瓦斯事故的发生，依据安监总煤矿字（2005）42号文件有关规定，对矿井生产系统进行矿井通风能力核定。一、核定的目的及指导思想1、坚持以风定产，根据安全生产法、煤矿安全规程的相关规定，并结合设计方案及安全专篇等确定矿井原煤生产规模。2、杜绝超通风能力生产现象和超负荷运转。3、优化通风系统和通风设施，减少漏风，提高有效风量，改善井下空气及气候条件，预防事故发生。二、核定依据1、安监总煤字（2005）42号文件关于煤矿通风能力核定（试行）2、贵州省煤炭管理局黔煤规定（2005）129号文件“关于开展煤矿通风能力核定工作”。3、矿井通风系统图及测风记录等相关资料。4、煤矿安全规程（2011年）。5、贵州省能源局黔能源发（2010）40号文件“关于对遵义市煤炭局关于请求对进行审批的报告的批复”。6、20123综采工作面回采作业规程、22226运输巷掘进作业规程、22226回风巷掘进作业规程、2015东翼大巷掘进作业规程。7、其他相关规定。第一章 矿井概况一、交通位置XX煤矿位于习水县城以西,直距6km,属XX镇和XX乡管辖。地理坐标：东经10608301061100，北纬281815281915。省道S302(梨园坝赤水)从矿区以北通过，距习水县城运距18km，距习水电厂25km，距合江县长江码头里程 120km，距遵义市红花岗区里程250km，交通方便。二、地形地貌矿区处于云贵高原北端向四川盆地南部过渡的斜坡地带，属大娄山系和长江流域赤水河水系。区内最高海拔1522.00m(楠木桥)，最低海拔1100m(K2岩溶洼地)，高差422.00m；为浅切割的低中山风化剥蚀溶蚀地貌。区内山高谷深，地层展布蜿蜒起伏，山脉走向由东向西呈波状延伸，山脊走向与沟谷展布并列相间,其北部地势较低而开阔，南部高而陡峻，为浅切割低中山地形，多以圆顶及平顶山峰形成垄岗谷地地貌景观。三、河流XX矿区处于长江流域赤水河水系支流黄金河与临江河的补给区,本区无较大的地表水体,仅见雨源型小溪较发育,绝大部份小溪向北面的木楠坝小溪汇集,流量20100l/s ,形成伏流渗入地下,向北排泄于黄金河；南东及南面的小溪水与地下水主要向深部岩溶管道汇集，向南排泄，于临江河形成地表迳流，然后注入长江支流赤水河。四、气候本区属北亚热带湿润型季风气候，降雨量充沛，冬无严寒，夏无酷暑。据习水县气象局统计资料，年平均气温13.1，极端最高气温34.4，极端最低气温-8.3；多年平均降雨量1137.8mm，日最大降雨量178.8mm,雨季多集中在510月；年平均相对湿度85%。全年多为西风，平均风速1.5m/s。五、地震根据建筑抗震设计规范（GB500112001）规定，本区地震烈度为度。六、矿井邻近煤矿及小窑情况XX煤矿各可采煤层均为隐伏煤层，从未开采，仅在XX背斜轴部位出露的龙潭组上部地层中有一老窑，开采C5之上一薄煤层，开采时间为上世纪七十年代，终因煤层太薄而停采，因年代久远已无法调查。在采掘过程中应严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，同时留设足够的防水煤柱，以保证生产安全。七、矿区水源、电源及通信情况1、水源条件经现场调查了解，该矿井范围内水系不甚发育，主要水源有：（1）熊洞泉水熊洞处泉水（地面标高约1145.000）位于副斜井井口西北面，枯季最小流量为0.017m3/s，即1468.80m3/d。该水源无污染，水质较好，作该矿井生产、生活消防用水水源需消毒处理。熊洞处泉水距矿井副斜井井口直线距离约1.0km，距矿井副斜井井口西北面600m3生活、消防调节水池（池底标高1200.000）直线距离约650m。（2）井下水根据相关专业资料，该矿井井下正常排水量为63m3/h，最大排水量为297m3/h，经混凝沉淀处理消毒后，主要作该矿井井下生产用水水源，不足部分井下生产用水由该矿井生活、消防用水水源（熊洞处泉水）补给。2、电源XX煤矿位于贵州省东北部的习水县东皇镇木栏坝村附近，在该矿井东面8公里处有习水110kV变电所，主变容量为31.5MVA+10MVA ，习水110kV变电源来自习水电厂的两回110KV线路和桐梓220KV变的一回110KV线路，该变35KV、10KV侧均可提供供电间隔，为该矿生产、生活用电提供保障。3、通讯根据习水县通信网的现状，本片区已形成了较完善的通信网，其通信系统均已实现程控化，具备将全片区的行政通信系统纳入公用网的条件。供行政办公使用的电话可纳入习水县通信支局，通信支局接入电信公共本地网。八、煤层开采技术条件1、瓦斯 根据XX煤矿2014年矿井瓦斯涌出量测定报告：矿井相对瓦斯涌出量为9.677m3/t，绝对瓦斯涌出量为17.721m3/min，相对二氧化碳涌出量为1.393m3/t，绝对二氧化碳涌出量为2.55m3/min。矿井瓦斯等级鉴定为突出矿井。 2、地温根据勘探地质报告，最高井温在ZK1103为28.4,处于微温环境，总体上区内均无地热高温异常。3、煤尘爆炸性根据贵州煤矿矿用安全产品检验中心2013年12月12日提交的贵州煤矿矿用安全产品检验中心煤层自燃倾向性鉴定报告及贵州省地质矿产中心实验室2010年11月25日提交的贵州省习水县XX煤矿煤层爆炸性及自燃发火倾向性鉴定报告结论：C12、C8、C5煤层均无爆炸性。4、煤的自燃倾向性根据贵州煤矿矿用安全产品检验中心2013年12月12日提交的贵州煤矿矿用安全产品检验中心煤层自燃倾向性鉴定报告及贵州省地质矿产中心实验室2010年11月25日提交的贵州省习水县XX煤矿煤层爆炸性及自燃发火倾向性鉴定报告，煤炭自燃倾向等级鉴定结果见下表：煤炭自燃倾向等级鉴定报告表煤层号工业分析（%）自燃倾向分类水份Mad灰分Ad挥发分Vdaf全硫St.d%煤吸氧量Cm3/g干煤C50.7016.157.990.520类C83.0215.929.122.031.08类C121.6827.1612.543.060.86类根据以上鉴定结结果：C12煤层自燃发火倾向鉴定为类自然煤层；C8煤层自燃发火倾向鉴定为类易自然煤层；C5煤层自燃发火倾向鉴定为类不易自然煤层。5、煤与瓦斯突出危险性 根据煤炭科学研究总院沈阳研究院2009年11月提交的XX煤矿C5、C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定及瓦斯赋存参数测定研究报告，XX煤矿C5、C8煤层为突出煤层.C5煤层在+1140m标高以上，埋深在140m以上区域无煤与瓦斯突出危险;C8煤层在+1140m标高以上，埋深在130m以上区域无煤与瓦斯突出危险；C12煤层在+1115m标高以上，埋深在135m以上区域无煤与瓦斯突出危险。 根据煤炭科学研究总院安全检测中心2014年8月30日提交的习水县东皇镇XX煤矿一采区西翼C12煤层区域煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，XX煤矿一采区西翼在鉴定范围+999m标高以上由下述拐点圈定的鉴定区域内无煤与瓦斯突出危险，拐点坐标如下： （X=3133078,Y=35612028）（X=3132810,Y=35612150） （X=3133314,Y=35613349）（X=3133661,Y=35613380）根据2015年矿井采掘布置：20123综采工作面及上覆C5、C8煤层在鉴定范围内，无煤与瓦斯突出危险。准备工作面22226工作面C12煤层在鉴定范围内，无煤与瓦斯突出危险。上覆C8、C5煤层超过鉴定范围，有煤与瓦斯突出危险。九、井田范围、开拓及开采情况1、井田范围根据国土部门划定的开采范围，矿区范围由以下8个拐点坐标依次连线圈定而成。矿区面积6.2294km2，开采深度为+1300750m标高。井田境界拐点坐标表拐点编号XY13134062.938356111894.323134074.53835613120.4333134536.33835613116.0343134564.03835615976.7353133178.53835615990.3363133162.63835614355.4373132700.83835614359.8383132677.43835611907.432、开拓情况矿井采用斜井开拓，主斜井、副斜井布置在煤层顶板长兴灰岩内，运输上山、轨道上山、回风斜井布置在顶板长兴灰岩内。石门揭穿煤层布置采煤工作面进行回采。2015年矿井布置一个采煤工作面20123综采工作面、二个煤巷掘进工作面22226运输巷、22226回风巷、一个岩巷掘进工作面2015东翼大巷。3、开采情况在矿区范围内，现所采煤层为C12煤层。2015年采煤工作面为20123综采工作面，工作面走向长870m、倾斜长140m。工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤，全部垮落法管理顶板。第二章 矿井通风核定一、通风方式和通风系统1、通风方式：矿井的通风方式为分区抽出式机械通风。2、通风系统：2015年采掘布置情况：一个回采工作面：20123回采工作面；二个煤巷掘进工作面：22226运输巷掘进工作面和22226回风巷掘进工作面；一个岩巷掘进工作面：2015东翼大巷。具体通风线路为：（1）20123回采工作面新鲜风流主斜井（副斜井）运输上山（轨道上山）111轨道石门20123运输巷20123回采工作面20123回风巷101回风石门一区段总回风石门回风斜井地面。（2）22226运输巷掘进工作面新鲜风流主斜井（副斜井）井底车场2015运输石门局部通风机22226运输巷掘进工作面142回风道回风斜井地面。（3）22226回风巷掘进工作面新鲜风流主斜井（副斜井）轨道上山（运输上山）三区段车场局部通风机22226回风巷掘进工作面132运输石门回风道回风斜井地面。（4）2015东翼大巷掘进工作面新鲜风流主斜井（副斜井）井底车场局部通风机2015东翼大巷掘进工作面2015石门回风道回风斜井地面。二、风井数目、位置、服务范围及时间矿井走向长3.156km。走向上划分为二个采区，矿井以一个采区达产，布置2个进风井，即主斜井和副斜井；一个回风井，即回风斜井。主、副斜井井口位于矿区北部中央，回风斜井位于矿区南部中央。主、副斜井服务于整个井田，服务时间与矿区服务年限相同。回风斜井服务于一、三采区，服务时间约19年。三、通风设施及构筑物布置1、主要通风机：在回风斜井井口地面场地安装2台型号为FBCDZ54-6-No18防爆对旋式轴流通风机，选用YBFe315L1-6，110kW，380V型矿用防爆电动机。一台工作，一台备用。2、局部通风机（1）在2015东翼大巷安设2台型号为FBD No 6.3/230局部通风机，供风地点为22226运输巷掘进工作面。（2）在井底车场安设2台型号为FBD No 7.1/230局部通风机，供风地点为2015东翼大巷掘进工作面。（3）在三区车场安设2台型号为FBD No 6.3/230局部通风机，供风地点为22226回风巷掘进工作面。3、井下通风构筑物井下通风构筑物主要为防突风门、调节风门和密闭（挡风墙），详见通风系统图。四、矿井需风量计算(一)、按最大班下井人数计算 Q=4NK式中：4每人需风量m3/min；N最大班下井人数，138人；K风量备用系数，取1.2。计算得：Q=41381.2=662.4m3/min。（二）、按矿井各需风地点实际需风量计算Q矿井=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通式中：Q采采煤工作面实际需要风量总和，m3/min；Q掘掘进工作面实际需要风量总和，m3/min；硐硐室实际需要风量的总和，m3/min；Q其它矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/min；K矿通风量备用系数，取1.2。1、20123回采工作面需风量计算（1）、按工作面瓦斯涌出量计算根据10121采煤工作面瓦斯涌出情况，预计20123回采工作面绝对瓦斯涌出量为17.87m3/min，以70%的抽放率计算，预计20123回采工作面的风排瓦斯量为5.36m3/min。故20123回采工作面需风量为：Qcf=100qcgKcg=1005.361.6=857.6m3/min式中：qcg采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min，抽放矿井的瓦斯涌出量应扣除瓦斯抽放量进行计算；Kcg采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.6。（见表1）表1 各种采煤工作瓦斯涌出不均匀的备用风量系数采煤工作面采煤方式采煤工作面风速/ms-1机采工作面炮采工作面水采工作面1.21.61.42.02.03.0（2）、按工作面温度计算Qcf=60VcfScfKcl式中：Qcf采煤工作面实际需要的风量，m3/s；Vcf采煤工作面的风速，m/s；根据煤矿安全规程规定，极限风速4m/s，按1820风温取1.0m/s ；（见表2）Scf采煤工作面的平均有效通风断面积，m2；Kcl采煤工作面长度调整系数，本矿工作面长度平均为140m，取Kcl=1.1；（见表3）60单位换算产生的系数； 根据经验公式S=4.13(M-0.3),M为煤厚，采高为2.2m，平均有效断面为7.8m2。Qcf601.07.81.1515m3/min表2 采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面进风流气温/采煤工作面风速/ms-11515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8表3 采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度/m工作面长度风量系数Kcl1800.80.91.01.11.21.301.40（3）、按最大班出勤人数计算：Qcf4Ncf430120（m3/min）式中：Ncf采煤工作面同时工作的最多人数，30人；4每人需风量，m3/min。 经以上计算分析，Qmax857.6、515、120857.6m3/min。（4）、按风速验算：按煤矿安全规程规定综采和综放工作面的最小风量应满足：Qcf600.5Scs600.257.8117m3/min按煤矿安全规程规定的最大风量应满足：Qcf604 Scs6047.81872 m3/min其中 Scs7.8m2为综采工作面的平均断面积；故：117857.61872m3/min满足要求；根据相关规定，综采工作面风量必须1200m3/min，故20123采煤工作面需风量按1200m3/min计算。根据贵州省人民政府办公厅文件省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见（黔府办发200883号）：矿井采掘工作面回风流中的瓦斯浓度必须治理到0.8%以下才能作业。工作面回风流瓦斯浓度为5.36/857.6100%=0.63%，经验算，工作面风量满足回风流瓦斯浓度要求。2、22226运输巷掘进工作面需风量的计算（1)、按瓦斯涌出量计算根据公式Q=100qk式中：q掘进工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，取1.48m3/min； K掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般可取1.22.0，取值K=2.0。故，Q=1001.482.0=296m3/min。(2)、按同时工作最多人数计算： Q4N425100 m3/min 式中：N交接班时最多人数，25人；4每人每分钟需风量，m3/min。(3)、按炸药使用量计算： 按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为500m3计算：Q掘Aj500/t式中：Q掘掘进工作面实际需要风量，m3/min；Aj掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取19.5kg；t通风时间，取30min；Q掘19.550030325m3/min经以上计算分析，Qmax296、100、325325m3/min。(4)、按风速验算：按煤矿安全规程规定有瓦斯涌出的煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最小风量应满足：Q掘600.25S掘600.2512.15182.25m3/min；按煤矿安全规程规定掘进工作面的最大风量应满足：Q掘604S掘60412.152916m3/min；式中：S掘工作面的断面积，12.15m2；所得风量满足182.253252916m3/min的通风要求。(5)、按漏风系数计算：P=1（1-L100P100）=1（1-14001001.5%）=1.26式中：P100百米漏风率，参照表4取P100=1.5%； L风筒长度，L=1400m；表4 柔性通风的百米漏风率通风距离/m200200-500500-10001000-20002000L100/%1510321.5Q扇=PQ=1.26325=410m3/min则风机的吸风量为410m3/min。(6)、按局部通风机台数和型号的额定吸风量总和计算：Q掘= QIkf式中：QI掘进面局部通风机额定风量（380620）m3/min，型号FBD6.3/2*30；kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，进风巷中无瓦斯涌出时，取1.15。故：Q6201.15713m3/min为了保证局部通风机不发生循环风，防止局部通风机吸风口至掘进工作面回风口之间的风流处于停滞状态而引起瓦斯积聚，除了保证局部通风机吸风量外，还应保证局部通风机吸风口至掘进工作面回风道之间的最低风速要求。即：Q掘=Q+9S =620+914=746 m3/min式中：S局部通风机安装位置为岩巷，巷道净断面积为14m2。根据贵州省人民政府办公厅文件省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见（黔府办发200883号）：矿井采掘工作面回风流中的瓦斯浓度必须治理到0.8%以下才能作业。工作面回风流瓦斯浓度为1.48/380100%=0.39%，经验算，工作面风量满足回风流瓦斯浓度要求。3、22226回风巷掘工作面需风量计算(1)、按瓦斯涌出量计算根据公式Q=100qk式中：q掘进工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，取1.51m3/min； K掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般可取1.22.0，取值K=2.0。故，Q=1001.512.0=302m3/min。(2)、按同时工作最多人数计算： Q4N425100 m3/min 式中：N交接班时最多人数，25人；4每人每分钟需风量，m3/min。(3)、按炸药使用量计算： 按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为500m3计算：Q掘Aj500/t式中：Q掘掘进工作面实际需要风量，m3/min；Aj掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取19.5kg；t通风时间，取30min；Q掘19.550030325m3/min经以上计算分析，Qmax302、100、325325m3/min。(4)、按风速验算：按煤矿安全规程规定有瓦斯涌出的煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最小风量应满足：Q掘600.25S掘600.2510.26153.9m3/min；按煤矿安全规程规定掘进工作面的最大风量应满足：Q掘604S掘60410.262462.4m3/min；式中：S掘工作面的断面积，10.26m2；所得风量满足153.93252462.4m3/min的通风要求。(5)、按漏风系数计算：P=1（1-L100P100）=1（1-14001001.5%）=1.26式中：P100百米漏风率，参照表4取P100=1.5%； L风筒长度，L=1400m；表4 柔性通风的百米漏风率通风距离/m200200-500500-10001000-20002000L100/%1510321.5Q扇=PQ=1.26325=410m3/min则风机的吸风量为410m3/min。(6)、按局部通风机台数和型号的额定吸风量总和计算：Q掘= QIkf式中：QI掘进面局部通风机额定风量（380620）m3/min，型号FBD6.3/2*30；kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，进风巷中无瓦斯涌出时，取1.15。故：Q6201.15713m3/min为了保证局部通风机不发生循环风，防止局部通风机吸风口至掘进工作面回风口之间的风流处于停滞状态而引起瓦斯积聚，除了保证局部通风机吸风量外，还应保证局部通风机吸风口至掘进工作面回风道之间的最低风速要求。即：Q掘=Q+9S =620+98=692 m3/min式中：S局部通风机安装位置为岩巷，巷道净断面积为8m2。根据贵州省人民政府办公厅文件省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见（黔府办发200883号）：矿井采掘工作面回风流中的瓦斯浓度必须治理到0.8%以下才能作业。工作面回风流瓦斯浓度为1.51/380100%=0.40%，经验算，工作面风量满足回风流瓦斯浓度要求。4、2015东翼大巷掘进工作面需风量计算(1)、按瓦斯涌出量计算根据公式Q=100qk式中：q掘进工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，取0.92m3/min； K掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般可取1.22.0，取值K=2.0。故，Q=1000.922.0=184m3/min。(2)、按同时工作最多人数计算： Q4N425100 m3/min 式中：N交接班时最多人数，25人；4每人每分钟需风量，m3/min。(3)、按炸药使用量计算： 按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为500m3计算：Q掘Aj500/t式中：Q掘掘进工作面实际需要风量，m3/min；Aj掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取19.5kg；t通风时间，取30min；Q掘19.550030325m3/min经以上计算分析，Qmax184、100、325325m3/min。(4)、按风速验算：根据煤矿安全规程规定：岩巷掘进工作面的最小风量应满足以下要求：Q掘600.15S掘600.1513.39120.51m3/min；按煤矿安全规程规定掘进工作面的最大风量应满足：Q掘604S掘60413.393213.6m3/min；式中：S掘工作面的断面积，13.39m2；所得风量满足120.513252可见，矿井为小阻力矿井。六、通风机设备、功率复核1、主要通风机为运城市安运风机有限公司生产的FBCDZ54-6-No18型矿用防爆轴流式通风机，数量为2台，其中一台工作，一台备用，工作风量为2400-4200m3/min，转速960r/min，负压172-2403Pa，配套电机型号为YBFe315L1-6，功率为110kw。2、局部通风机型号为FBD No6.3/230型矿用防爆轴流式通风机，数量四台，电动机功率为30kw，吸风量为380-620m/min。FBD No7.1/230型矿用防爆轴流式通风机二台，电动机功率为30kw，吸风量为340-625m/min。 七、矿井通风能力核定本矿为煤与瓦斯突出矿井。矿井设计生产能力为30万吨/a。故按下列公式计算：P=（Q350）/（0.0926qk104）式中：P通风能力，万t/a； Q矿井总进风量，m/min；0.0926总回风巷按瓦斯浓度不超过0.75%核算为单位分钟的常数；q矿井相对瓦斯涌出量，m/t；k综合系数。（1）矿井总进风量；经过实测矿井总进风量为3928m3/min ，经过计算，矿井实际需风量为3400.2m3/min，取Q=3928 m3/min。（2）矿井相对瓦斯涌出量根据2014年矿井瓦斯涌出量测定报告结论：矿井相对瓦斯涌出量为9.677m3/t。（3）矿井综合系数 k=K产. K瓦.K备.K漏式中：k综合系数； K产矿井产量不均衡系数，产量最高月平均日产量/均日产量取K产=2000/1000=2.0； K瓦矿井瓦斯涌出不均衡系数，取1.2； K备备用工作面用风系数，无备用工作面取1； K漏矿井内部漏风系数，矿井总进风量/矿井有效风量年