云南威信县某煤矿矿井通风设计

矿井通风设计第一章 矿井概况一、 沟头煤矿位于威信县城西13公里的扎西镇墨黑村沟头社。矿区属高原中山地形，坡谷相连，沟谷最低标高1200米，山峰最高标高1660米，地形陡峭，卡斯特地形发育。区内无地表水体和河流，季节冲沟发育，山涧小溪顺地形切割冲沟从矿区流过，汇入矿区外阿沱河坝茅口灰岩溶洞，一般流量0.09立方米/秒。干旱季节常自己断流。 矿区属温和潮湿气候，秋、夏天气晴朗，冬春雨雾绵绵。据气象资料，两年平均气温为13.5，最冷在1月份，最低气温-2.6，最热在7月份，最高气温为34.3，历年平均降雨量为1007.3mm，蒸发量为1177.1mm，降雨多集中在410月，占年降雨量的80%，并以中、细雨为主，暴雨天罕见。区内植被较好，多为灌木丛覆盖。 煤矿主井口标高+1290m，风井标高+1294m。目前主井主要用作运材料、矸石，副井（大井沟）主要运煤。 二、沟头煤矿为单一煤层开采，主采C5煤，地质储量为102.6万吨。C5煤平均厚度1.9m，煤层倾角1720。本矿C5煤层为中灰，中硫，特低磷。中热质煤，煤层结构：0.8（0.02）1.07： 属低变质无烟煤大类：水份（Mnd）：0.89% 灰份（Ad）：31.47%挥发份（Vd）8.08%（Vdar）：11.79% 粘结性：粉状含硫量（Sgc）：1.68% 固定炭（Cg）：65.14%含磷（P）：0.007%发热量（Qdaf）：28.426MJ/Kg(注：以上均指平均数。) 2007年矿井生产能力核定4万吨/年。 三、2009年经瓦斯等级鉴定为突出矿井，矿井于2010年6月30日，发生瓦斯突出，造成9人死亡。2010年已经通过事故矿井安全状况评价。最大相对瓦斯涌出量为10.56立方米/吨，最大绝对瓦斯涌出量为1.32立方米/分，最大相对二氧化碳涌出量为4.40立方米/吨，最大绝对二氧化碳涌出量为0.55立方米/分。煤层自然倾向性分类为三类不易自燃。煤尘爆炸性鉴定为无煤尘爆炸性。第二章 矿井通风系统一、本矿为老设计矿井，本矿为平硐暗斜井开拓方式。矿井内系统已成规模。本设计根据2011年生产发生规模和整体布局为依据只对2011年矿井通风进行设计，为阶段性通风设计。二、矿井目前的通风方式为中央并列式（前期），本矿井不久将和纸房沟煤矿连通，通风方式将成为两翼对角式（后期），通风方式为负压通风（抽出式），主要通风机为FBCDNO151255KW对旋轴流式（两台，一台备用）三、根据采掘设计、计划布置，矿井现有一个采面工作面（2151采面）和三个掘进工作面（2151回风巷由主井供风，1151东翼回风巷由主井和沟头煤矿原主平硐，即现副井两巷供风，921东大巷回风巷由（现副井）供风）。四、矿井实行并联通风。采掘实行分区通风。采煤工作面布置为走向长壁式后退式开采。采煤工作面通风形式设计为“U”型上行通风。落煤工艺为爆破落煤，单体液压支柱，工作面使用刮板运输机，运输巷使用皮带运煤，掘进使用局部通风机，压入式通风。五、机电硐室、主提升绞车、水泵房等深度不超过5米，无需单独供风。第三章 矿井总风量计算和风量分配 第一节 矿井总风量计算一、矿井总风量的计算 矿井总风量的计算，按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算，同时按全矿井下同时工作的最多人数计算，每人供风量不得少于4立方米/秒。 按实际风量进行计算时，应避免备用风量过大或过小。（一）按采面、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的点和进行计算，公式如下：矿1（采+掘+ 硐+ 其他）k备(1)式中采采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min;掘掘进工作面所需风量之和，m3/min;硐硐室所需风量之和，m3/min;其他其他地点（行人和维护巷道等）所需风量之和，m3/min； k备矿井通风系统备用系数，易取1.151.25. 1、采煤工作面所需风量采煤工作面所需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 Q采100Q瓦k瓦采（2）式中 Q采采煤工作面需要风量，m3/min; Q瓦采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min; k瓦采采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常炮采工作面取k瓦采=1.42.0,机采工作面取k瓦采=1.21.6。 则有Q采1001.321.5=198 m3/min。（2）按工作面进风流温度计算Q采60V采S采K采（3）式中 V采采煤工作面的风速，V采取0.8m/s;S采采煤工作面有效通风断面，S采取6m;K采采煤工作面的长度风量系数，K采取1。则有Q采600.861288m3/min（温度以18计） （3）按使用炸药量计算： Q采25A采（4）式中25每使用1kg炸药的供风量，m3/min； A采采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg；则有 Q采2520=500 m3/min。（4）按工作人员计算: Q采4n采 (5)式中4每人每分钟供给的最低风量，m3/min； n采采煤工作面同时工作的最多人数，个。 则 Q采425100 m3/min。通过以上计算，取最大值Q采=500 m3/min。（5）按风速进行验算： 按风速验算采煤工作面的风量： 600.75S采Q采604S采（6） 即 90Q采1440比较得出Q采=500 m3/min,则在90 m3/min1440 m3/min范围内，故满足条件，所以Q采=500 m3/min。2、掘进工作面所需风量： 煤巷、半煤巷和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。2151掘进工作面（1）按瓦斯涌出量计算： Q掘100Q瓦掘k瓦掘（7）式中 Q掘掘进工作面的需风量，m3/min； Q瓦掘掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m3/min； k瓦掘掘进工作面的瓦斯涌出不均系数，一般取1.52.0，K取1.5；则Q掘1001.321.5=198 m3/min.（2）按炸药量计算：Q掘25A掘(8)式25每使用1kg炸药的供风量，m3/min； A掘掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg；则Q掘256（A掘取6kg）150 m3/min。(3)按局部通风机吸风量计算：Q掘Q局通K局通（9）式中Q局通掘进工作面局部通风机额定风量，m3/min；K局通为防止局部通风机吸循环风的风量各用系数，一般取1.21.3；进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出1.3；则有Q掘1561.2（K取1.2,风机选FBDNO5/25.5KW,吸风量171260 m3/min），按工况点为60%计算，吸风量为156 m3/min。187.2 m3/min。（4）按最多人数计算：Q掘4n掘（10）式中n掘掘进工作面同时工作的最多人数，个。则有Q掘4728m3/min。即通过以上计算，取最大值Q掘198 m3/min。（5）按风速进行验算：各个岩巷掘进工作面风量应满足：600.15S掘Q掘604S掘（11）即 44Q掘1152故满足条件。故该掘进工作面需风量为200。1151掘进工作面所需风量：（1）按瓦斯涌出量计算：Q掘100Q瓦掘k瓦掘1001.321.5198 m3/min；（2）按炸药量计算：Q掘25A掘（A掘取6kg）256150 m3/min；（3）按局部通风机吸风量计算：Q掘Q局通K局通（K取1.2，风机选BDNOS.025.5KW吸风量165280 m3/min），按工况量为60%计算，吸风量为168 m3/min；Q掘1681.2202 m3/min；（4）按最多人数计算： Q掘4n掘4728 m3/min通过以上计算，取最大值Q掘202 m3/min。（5）按风速进行验算： 600.15S掘Q掘604S掘 即600.154.8Q掘6044.843.6Q掘1162故满足条件，则Q掘202 m3/min。921掘进工作面（1）按瓦斯涌出量计算：Q掘1001.321.5198 m3/min（2）按炸药量计算：Q掘259=225 m3/min（3）按局部通风机吸风量计算： Q掘Q局通K局通（K取1.2，风机选FBDNO55.52KW,吸风量230300m3/min）,按工况点的60%计算，吸风量为180 m3/min。1801.2216 m3/min （4）按工作人员数量计算：Q掘4n掘4624 m3/min通过以上计算，取最大值Q掘225 m3/min。（5）按风速进行验算： 600.15S掘Q掘604S掘 即 67.5 Q掘 1800 （S掘取7.5m2）故满足条件，则Q掘 225 m3/min。 。3、硐室所需风量：本矿的硐室属于小型，应供给新鲜风可按照经验确定需风量，即Q硐60 m3/min，和（总进风）连接的巷道，设置两道风门，人员进出已能满足此处供风需求。4、其他巷道所需风量：按理论来说，井下其他巷道所需风量应根据巷道中的瓦斯或二氧化碳涌出量和需求风速分别计算，并取其中最大值，但是由于没有数据，故按采煤工作面总需风量和掘进工作面总需风量以及硐室总需风量的和的3%5%进行计算（取5%）。故有：Q其他 （采掘 硐）5%（500+210+200+220+60）5%60 m3/min;通过以上计算，求得： 矿1 （采+掘+ 硐+ 其他）k备（k备取1.2）（500+620+60+60）1.214881500二、按井下同时工作的最多人数计算： 矿2 4NK (12)4401.2192 m3/min；此式和式（1）的计算结果矿11500比较、矿1矿2，故矿井总风量为1500。第二节 矿井风量分配采煤工作面风量分配为600 m3/min；921掘进工作面的风量：240 m3/min；2152掘进工作面风量：210 m3/min；1151掘进工作面风量:210 m3/min；机电硐室风量：60 m3/min。第四章 矿井通风阻力计算对于矿井规模已形成的，对于通风阻力，直接从风机房压差计来获取数据，故有矿井总阻力为h阻min=1020Pa。矿井通风难易程度的分级指标通风阻力等级通风难易程度风阻R等积孔A大阻力矿困难1.421中阻力矿中等1.420.3512小阻力矿容易0.352所以可用井巷等积孔的大小表示矿井通风难易程度。 矿井通风等积孔的计算 :抽出式通风时，简单时期的等积孔为Amax1.19Q通/h阻min，（13）式中 Amax通风容易时期的等积孔，；h阻min通风容易时期的通风阻力，pa。其中主要通风机的风量Q通按下式计算Q通K漏Q总，m3/min（14）式中 Q总矿井总风量，m3/min；K漏外部漏风系数，风井有提升任务K漏1.10，无提升任务K漏1.05（抽出式通风时）；故 Q通 1.115001650 m3/min。则有 Amax 1.19Q通/h阻min 1.191650/601020 0.93m2显然，矿井通风困难。第五章 主要通风机选型一、选型依据矿井需风量1500 m3/min，回采工作面需风量500m3/min，三个掘进工作面需风量640 m3/min。二、局扇风机选型1151掘进工作面局部风机选FBDNO5/25.5KW；2152掘进工作面局部风机选FBDNO5/25.5KW；921掘进工作面局部风机选DBKJNO5.6/211KW。三、主扇风机选型根据计算，主扇选型应选吸风量在Q通=1650的主要通风机（矿漏风系数3%左右）。我矿现安装的FBCD2NO15/255KW主扇风机吸风量为17403270 m3/min，完全满足矿井通风要求。第六章 矿井风量调节和减少通风阻力 一、通风巷道要每旬一次定期侧风，对主要用风地点要经常侧风，通过侧风进行必要的风量调节，保证安全、金济、有效地用风。二、对采面上角、煤巷掘进迎头、回风等可能出现的高瓦斯区域，必须加强监测，及时调整风量。三、矿井内防止和杜绝出现无风和微风。四、经实测计算，论证，局部通风机、主要通风机确实不能满足供风需求时，必须跟换从新选型。五、若条件局限，矿井难以进行通风阻力测定，为保证矿井通风安全、有效，必须努力减少通风阻力。1、通风巷道，特别是总回风巷，必须断面充足、高、宽应不低于18米；2、主要通风巷必须加强维修、水沟畅通、支护到位，尽量减少大弯拐和断面突然变化，消除通风瓶颈。矿车等体积较大的物体，不要停放在主要通风巷道中。3、尽量减少用增阻法调节风流。通风设施要经常检查，维修保证其固定有效。4、加强风堵漏，确保外部漏风率小于5%。5、改进推进和巷道支护工艺，尽量减少通风摩擦阻力。* 第七章 矿井通风费用概算吨煤通风成本是通风统计和管理的重要指示。统计和分析成本的成是探索减低成本、提高企业经济效益必不可少的基础资料。由于数据、资料有限，仅将方法介绍入下：一、吨煤的通风电费1、通风量耗电量1)主要通风机耗电量E主（1）矿井通风容易时期和困难时期共选1台主要通风机时，其耗电量为:E8760P电maxK电p变p缆，KWh（15）式中 p变变压器效率，可取0.95； P缆电缆输电效率，取决于电缆长度和每米电缆耗损，可在0.900.95内选取。(2)矿井通风容易时期和困难时期共选2台主要通风机时