安阳鑫龙煤业.doc

安阳鑫龙煤业（集团）红岭煤业有限责任公司压风自救系统设计方案一、矿井概况红岭煤矿隶属安阳鑫龙煤业（集团）有限责任公司，1970年动工兴建，1977年投产、设计井型21万吨/年。采用一对主副斜井，两个水平下山开拓方式。一、二水平标高为-25m和-140m水平。目前生产在-140m以下至-300m水平之间，设有14、15两个下山采区。由于多年回采井下已形成多级提升、多级排水，生产经营费用高。特别是二1煤层瓦斯含量高，为高瓦斯矿井，通风风量不足，通风线路长，通风阻力大。红岭煤矿一、二、三水平标高分别为-25m、-140m和-435m水平。新风井井筒位于井田中深部，西柏涧村东北，小路旁荒坡上，实际施工中，井口地面标高+222m，落底标高-353m，井深575.5m，井筒净径4.5m，布置玻璃钢梯子间，敷设排水管、洒水管，瓦斯抽放管用做回风、排水、瓦斯抽放和安全出口。矿井设计生产能力增至0.90Mt/a后，矿井风量变为120 m3/s，经计算矿井初期负压1382.90Pa、后期负压2255.33Pa。14161工作面为综合机械化采煤工艺，开采方式为走向长壁式，开采方法为轻型液压支架放顶煤开采，顶板控制采用跨落法，运输方式采用溜子和皮带联合运输方式。二、编制压风自救系统设计的主要依据1、煤矿井下压风自救系统建设根据煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法。2、煤炭工业矿井设计规范GB 50215-2005.3、煤炭安全规程2011版。4、其他有关的规范、规定和技术标准。三、压风自救系统管理机构1、坚持“安全第一，预防为主”的方针，结合矿区安全生产实际情况，围绕煤矿井下出现矿井灾害情况，使矿工在应急避难系统的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全。组 长：刘景新 副组长：马现军、赵书生成 员：牛顺善、郭福军、吴富如、纪荣豪、郭保丰、闫河明、王永军、罗清正 分管负责人为机电部经理马现军，分管部分为机电部。四、相关标准、要求1、设计、技术要求（1）压风机房必须建设在地面。压风自救系统组成：空气压缩机、送气管路、阀门、汽水分离器、避难硐室内配备压风自救装置。（2）压风自救系统的管路，阀门的材料应使用不燃性材料。（3）对压风自救系统主管路的零部件的连接使用法兰盘进行连接，对-140运输大巷、及部分改造地区的支管路采用扣件连接，连接要保证牢固、可靠，不得存在无风、漏风现象。（4）采掘工作面的压风自救系统的操作应简单、快捷、可靠，避难硐室口的压风管路要做成罗门架绕过避难硐室。（5）压风自救系统适用的压风管道供气压力为0.30.7MPa；0.3MPa压力时，每台压风自救装置的排气量应在100150L/min范围内。（6）压风自救系统的管路规格：压风自救主管路采用219mm或159mm无缝钢管。压风自救分支管路分别采用108mm或89mm无缝钢管。压风自救管路在区域分支管路上或其他合适地点装设与管径相一致的阀门。2、安装要求（1）井下采掘工作面压风自救系统的安装标准：压风管路原则上挂在所有管路的最上方（遇特殊情况的可根据现场设计进行安装），吊挂高度，最下一趟管路局地面不得小于300mm，吊挂方式采用统一制作的风水管路挂钩进行吊挂。（2）煤巷掘进工作面每50m设置一个压风自救阀门，靠近迎头不少于2个，并保持距迎前头不超过30m的距离；岩巷掘进工作面距迎头100130m安装一个压风自救阀门向外每隔不大于200m安装一个压风自救阀门。（3）回采工作面回风巷在距采面上安全出口以外50m范围内设置一个自救阀门。（4）压风自救阀门要安装在地点宽敞，支护良好，没有杂物堆积的人行道侧，管路安装高度距底板1.5-1.8m便于现场人员自己应用。（5）管路敷设要牢固、平直，压风管路每间隔3m吊挂一次，岩巷段采用圆钢吊钩吊挂，煤巷段采用钢丝绳吊挂。（6）压风管路、法兰盘、紧固螺栓及快速接头统一涂黄色防锈漆。压风管路统一进行编号，编号与泵管径相对应，压风管路编号以“YF”开头，如名称：“压风管路YF-108（管径）-001 ”。要求编号统一采用白色字体，编号间隔50m，箭头方向与流向一致。五、设计选型、相关核算（一）、矿井用风量统计1、开拓头面用风量统计计算岩巷掘进工作面工作流程：先用3台风钻同时打眼放炮，然后用风镐修整巷道，用气动锚杆钻机打锚杆，最后用喷浆机喷浆。工作时，喷浆机、风镐、风钻和气动锚杆钻机非平行作业，在同时段，该开拓头面是3台风钻同时工作，最大耗气量为12.9m3/min,工作压力0.63Mpa。风动工具用风量具体见下表设备名称单位（台）每班使用台数每分钟耗气量（m3/min）同时使用系数工作压力(Pa)风 钻台82.60.800.49风 镐台810.800.4单体锚杆钻机台63.40.800.4喷浆机台660.800.41、地面压风机组必须的供气量：根据下式计算Q=a1a2a3niqiki式中 a1沿管路全长的漏风系数，取1.1 a2机械磨损使压气消耗增加的系数，取1.1 a3海拔修正系数，取1 ni同型号风动工具的同时使用系数 qi各种风动设备的耗气量 ki同型号风动设备，同时使用系数取0.8Q =1.11.1(2.68+8+3.46+66) 0.80 =82.5m3/min2、采区压风自救系统需气量计算根据有关规定，压风自救系统需气量按采掘工人数(99人)配备，五采区临时避难硐室设计为40人，永久避难硐室设计为100人，考虑相应的不均衡系数和漏气系数：Q=1.151.2（99+40+100）0.1=32.98m3/min地面压风机房供风量为85 m3/min， 取井下实际最大需风量82.5m3/min，得出结论：满足压风自救系统用风要求。3、计算空压机必须的出口压力根据下式计算 P=pg+pi+0.981105式中 pg风动工具的工作压力（需要风压最大一台设备的风压） pi最远一条管路的压力损失之和按每公里0.3105Pa,0.981105由于供气线路中上下山所消耗气压所以 P=4.905105+4.50.3105+0.981105 =7.236105Pa空压机额定排气压力为7.5105Pa7.236105Pa,满足要求。4、确定空压机的型式和台数根据上述计算，我矿地面现有压风机台数，满足矿井压风使用要求。具体压风机参数及台数：DLG-132型螺杆空压机2台，额定风压0.8MPa,额定风量22.5m3/min。AEDV250W0.8型空压机1台，额定风压0.8MPa, 额定风量40m3/min。Kj66Na型螺杆空压机1台，额定风压0.8MPa, 额定风量40m3/min。将压风机房建设在地面工业广场南侧。六、压气管网计算1、各段管道通过的压气量为 Q主= 1.11.1(2.68+8+3.46+66) 0.80 =82.5m3/min Q15=1.11.1(2.66+6+3.44+64) 0.80 =57.3m3/min Q14=1.11.1(2.62+2+3.42+62) 0.80 =25.1m3/min 2、每米压降及各段压降分配为：管路距离最远为4500m，总压降为1kgf/cm2,故每米压降为：p/L=1/4500=2.210-4 kgf/cm2 各段压降分配为：p主=（p/L）L总=1/45001323=0.294 kgf/cm2p14=（p/L）L2-3=1/45003567=0.793 kgf/cm2p15=（p/L）L2-4=1/45001909=0.424 kgf/cm23、确定各段管径 根据压风管路设计规范要求，在气压1Mpa时，压力空气流速最大为15米/秒；地面压风机供风压力为0.8Mpa。设压气温度为20，及所求得的各段管路的通过压气量Qi,可在由线图上查出压气管路直径：由Q主=82.5 m3/min，t=20, p/L=2.2mmH2O,由线图上查出：D主=115mm，取标准管径150mm；由Q14=25.1 m3/min，t=20, p/L=2.2mmH2O，由线图上查出：D14=57mm，取标准管径100mm；由Q15=57.3 m3/min，t=20, p/L=2.2mmH2O，由线图上查出：D15=91mm，取标准管径100mm；4、气压管网计算表管段通过气量（m/min）管段长度( m)压力变化（kgf/cm2）管内径（mm）实际长度等值长度计算长度起点压力分配压降终点压力主89.41150172.5132380.2947.7061501425.1310246535677.7060.7446.9621001557.3166024919097.7060.4157.291100根据上述计算，红岭矿地面压风机房安装2台DLG-132型螺杆空压机和1台AEDV250W0.8型螺杆空压机备用，1台SRC330SW型螺杆空压机备用，正常生产情况下，运行2台DLG-132型螺杆空压机就可以满足井下需要风量。5、压风管路选择压风自救系统的管路安装路线及规格矿井压风管路经沿主井井筒敷设，经-140运输大巷、五采区皮带上山、四采区皮带上山、五采区轨道运输巷、四采区轨道运输巷到各掘进头、避难硐室及14161采煤工作面上下顺槽。各段管径根据相应的输气量及输送距离确定。其规格分别为：地面空压机站至主井井筒采用159无缝钢管，长约100m。主井井筒为159mm无缝钢管，主暗斜运输巷均为159mm无缝钢管，长约1200m。五采区轨道上山压风管路为108mm无缝钢管，长约1305m，五采区皮带上山压风管路为108mm无缝钢管，长约1106m，四采区轨道上山压风管路为108mm无缝钢管，长约675m，四采区皮带上山压风管路108mm无缝钢管，长约655m。-140m运输大巷为108mm无缝钢管，长约1960m。14161综采工作面顺槽为89mm，井下避难硐室均为50mm无缝钢管。七、压风自救系统管理制度：1、必须加强压风自救系统管理，明确分管领导和部门，充分保证系统运行使用、维护。制定相应的岗位责任制度、设管理制度，确保系统安全、可靠、正常运行。2、任何单位和个人不得以任何理由私自改动供风设备、设施的安设地点，特殊情况需要对设备、设施做改动，必须向机电部门进行申请。机电部门可根据生产需要及设备运行情况确定改动方案。3、所有压风机等电气设备必须挂牌管理，明确标注管理队组和管理责任人。当设出现异常情况时，责任人应立即对设备进行处理。4、井上下供风设备、主管路和阀门的日常管理由机运队负责，机运队有权制止他人恶意损坏供风管路及阀门，对设备设施造成损坏人员，机运队可向矿领导检举。5、井下采掘工作面压风自救系统的安装由机电部下发标准。机修厂负责对管路的加工，各煤（岩）巷掘进工作面的压风自救系统由现场施工队伍负责安装、维护。6、压风自救系统的管路安装规格为：压风自救主管路直径不得小于DN150mm，压风自救分管路直径不得小于DN100mm，各煤（岩）巷压风自救系统支管直径不得小于DN50mm。7、管路敷设要牢固平直，压风管路每间隔3m吊挂固定一次，岩巷段采用金属托杆配合挂钩固定，煤巷段采用挂钩吊挂，管路吊挂不符合要求，每处罚责任单位50元；压风自救系统下面或管路上不得堆放杂物，否则每处对责任单位罚款50元。进入采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门，中间每隔100-150m设置一个供气三通阀门，每缺少一处阀门，罚责任单位1000元，责任单位机电队长及负责人各200元。8、各采掘区队必须保证所负责区域内压风自救系统完好性和安装的规范化，凡压风自救系统存在有无气、漏气的，发现每处罚责任单位1000元，责任单位机电队长及负责人各200元。9、回采工作面在生产过程中，由综采队负责对压风管路进行维护管理，按标准吊挂。10、各采掘工作面运送物料时，不得将所运物料卸放在压风自救系统下面；运送物料时撞坏压风自救系统的，按系统的损坏情况进行处理。11、各采掘工作面的压风自救系统需要停风时，由施工单位提出申请经调度室、机电部门批准，采取安全措施后，方可进行作业。八、压风自救系统日常维护、保养检修制度 1、压风系统必须每天进行及时做好检查、维护工作，以确保一旦发生突变时能可靠使用。 2、系统日常维护保养管理人员必须是经过专业培训，考试合格后方可上岗。 3、每班进班时打开汽水分离器排水孔，排出积存在内的积水与杂质。4、每班要逐个打开自救装置，作通气检查，如发现气不足或无气流出，要当班更换，如有不牢和漏气现象，要及时处理保证装置处于良好的工作状态。5、压风自救袋上的粉尘要及时清理，经常保持清洁。6、在回采工作面生产过程中，由采煤队长负责对上、下巷压风管路进行维护管理，按标准吊挂。7、各采掘工作面现场瓦斯检查员是现场压风自救系统的管理监督员，每班的瓦斯检查员必须对所负责区域的压风自救系统进行一次全面细致的检查，发现问题及时报告，同时采取相应措施进行整改。8、机运队要保证井下主管路上安装的汽水分离器的良好性，避免压风自救系统内存水，影响系统的正常使用，确保地面压风机的正常运转。9、不再使用的压风自救系统要及时拆除，拆除回收的管路要及时摆放整齐打扫清洁卫生后妥善保存，严禁拿压风自救袋铺垫进行坐卧，造成压风自救袋损坏。10、系统维护和保养人员要经常对管路、自救袋进行检查，发现问题，立即处理，以保证压风自救系统安全可靠。11、各采掘工作面运送物料时，严禁将运送物料卸放在压风自救系统下面，运送物料时不得损坏压风自救系统。12、经常检查压风自救装置的连接件是否牢固可靠，连接处是否严密，有无漏气现象，流量是否达到标准，否则要及时修理恢复，投入正常使用。安阳鑫龙煤业（集团）红岭煤业有限责任公司压风自