煤矿通风能力核定.doc

煤矿矿井通风能力核定报告 编制： 审批：2016年06月委托单位煤矿受核单位煤矿单位地址鄂尔多斯市项目矿井通风能力核定日期2016年06月依据煤矿安全规程(2016版)煤矿通风能力核定标准(AQ1056-2008)煤矿生产能力核定标准(安监总煤行201461号)检验结论1、矿井总需要风量：1850m3/min，布置1个采煤面和2个掘进工作面； 2、矿井总进风量：2050m3/min；3、矿井总回风量：2150m3/min；4、矿井综合等积孔：2.66m2； 5、矿井有效风量率：95%；6、回风井外部漏风率：4%。目前中央风井目前运转2#风机，叶片角度0，蝶阀60开启。其工况点为：排风量2260m3/min，风机静压245Pa；1#风机备用，叶片角度0，蝶阀60开启。其工况点为：排风量2250m3/min，风机静压250Pa。矿井通风能力：矿井通风能力为120万t/a。核定采煤工作面1个，掘进工作面2个。备注矿井通风能力核定报告 第1页1 矿井概况1.1 矿井概况及生产开拓状况1.1.1 矿井地理位置、企业性质、隶属关系、交通情况1）地理位置及交通情况煤矿位于东胜煤田准格尔召新庙矿区中东部，行政区划隶属鄂尔多斯市管辖。具体位置在束会川以西奎洞沟以南一带。2）企业性质及隶属关系矿井隶属于，为国有煤矿。1.1.2 矿井建设情况煤矿设计生产能力1.2Mt/a，上年度产量116万吨。1.1.3 矿井井田位置、资源储量、开采煤层、开拓布置1）井田位置矿区地理坐标为：东经：11011281101417北纬：393225393443煤矿为一整合矿井，2006年12月整合后的煤矿包括原煤矿和原蔓茎沟煤矿，整合后井田为一不规则多边形，东西长约4.28km，南北宽约4.028km。面积为9.254km2。2）开采煤层及开拓布置井田开拓方式采用斜井开拓，设主斜井、副斜井和回风井，均位于井田东南部边界附近的同一工业场地。矿井共1个水平。一水平标高+630m，矿井主要开采方法为走向长壁一次采全高、综合机械化开采。矿井正常生产时共布置1个采煤工作面和2个掘进工作面。1.2 矿井通风系统状况1.2.1 通风方式、通风方法矿井通风方式为抽出式，通风系统为中央并列式，副斜井进风，主斜井辅助进风，回风立井回风。1.2.2 瓦斯等级矿井瓦斯等级：2014年7月组织了矿井瓦斯等级鉴定工作，矿井瓦斯相对涌出量0.27m3/t，二氧化碳相对涌出量0.47m3/t；矿井绝对瓦斯涌出量0.82m3/min，二氧化碳绝对涌出量1.44m3/min，按照煤矿安全规程和煤矿瓦斯等级鉴定规范暂行规定，矿井瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井。历年瓦斯等级鉴定和审批均为瓦斯矿井，未出现过瓦斯超限，无瓦斯异常涌出区域和瓦斯动力现象。井田开采的煤层均处于“瓦斯风化带”内，既没有“煤与CO2突出”的可能，也不存在“煤与CH4突出”的危险性。1.2.3 矿井煤尘爆炸性、煤自燃倾向性鉴定情况2014年4月内蒙古安科安全生产检测检验有限公司对煤矿-2号煤层分别进行了煤尘试验。结果表明，煤层火焰长度均为100毫米，抑制爆炸需加的岩粉量为70，矿区内煤层挥发为33.82%以上，其结论为自然发火倾向等级为1级，属容易自燃煤层，有爆炸性危险的煤层。1.2.6 主扇型号及运行状况、风量及通风网络参数中央风井地面通风机房安设两台FBCDZ-26型轴流式通风机。一台工作，一台备用。风机铭牌参数为： 风机型号：FBCDZ NO19风 量：2000-4560风 压：1020-3180Pa轴功 率：2355风机转速：980r/min生产厂家：南阳防爆集团有限公司 出厂日期：2014.08 传动方式：直接传动电动机铭牌参数为：电机型号：YBFe315L1-6额定功率（kw）：2110定子电压：10000V 电流：205A转 速：740r/min 生产厂家：山西运城安宏节能防爆风机有限公司出厂日期：2007.12回风井主要为四号煤4215综采面和四号煤掘进工作面供风，共担负1个采煤工作面、2个掘进工作面、3个独立通风硐室的供风任务。2 矿井需风量计算2.1 矿井风量计算原则根据矿井采掘作业计划，矿井正常生产时可布置1个采煤工作面，2个掘进工作面，此外，井下有3个独立通风硐室。本计算以此布置确定矿井的需风量。按照煤矿安全规程第138条和AQ 1056-2008煤矿通风能力核定标准，结合该矿矿井实际情况，需风量按下列要求分别计算，并选取最大值：1、按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。2、按采掘工作面、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的甲烷、二氧化碳和其他有害气体的浓度，风速、温度及每人供风量符合本规程的有关规定。使用煤矿用防爆型柴油动力装置机车运输的矿井，行驶车辆巷道的供风量还应当按同时运行的最多车辆数增加巷道配风量，配风量不小于4m3/minkW。3、矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。 Qra(QcfQhfQurQscQrl)kaq式中：Qra矿井需要风量, m3/min；Qcf采煤工作面实际需要风量，m3/min；Qhf掘进工作面实际需要风量，m3/min；Qur硐室实际需要风量，m3/min；Qsc备用工作面实际需要风量，m3/min；Qrl其他用风巷道实际需要风量，m3/min；kaq矿井通风需风系数(抽出式kaq取1.15-1.20，压入式kaq取1.25-1.30)。2.2 采煤工作面实际需要风量的计算2.2.11)4212综采工作面需要风量按下式计算，并取其最大值：1.按适宜温度计算Q采=6070%VSK采高K长，=6070%1.412.51.21.1=970.2 m3/min。取Q采=971 m3/min。式中：V采煤工作面合适风速，从表1中查取V=1.4 m/s；S采煤工作面通风断面积，按最大和最小控顶距的平均值计算，S=（5.4+4.6）/22.5=12.5 m2；K采高采煤工作面采高调整系数，从表2中查取K采高=1.2；K长采煤工作面面长调整系数，从表3中查取K长=1.1。表1 采煤工作面风流气温与对应风速采煤工作面风流气温（）采煤工作面风速（m/s）201.020231.01.523261.51.826281.82.0282.02.5表2 采煤工作面采高调整系数采煤工作面采高（m）2.02.02.52.5及放顶煤面采高调整系数（k采高）1.01.11.2表3 采煤工作面面长调整系数采煤工作面面长（m）面长调整系数（k长）500.8501500.81.11502601.11.42601.41.62).按瓦斯涌出量计算Q采q采K采通/c=0.461.2/0.8%=69 m3/min。式中：c采煤工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8%；q采采煤工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，q采=0.46m3/min；K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取K采通=1.2。3).按二氧化碳涌出量计算 Q采q采K采通/c=0.571.2/1.5%=45.6 m3/min。式中：c采煤工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c 取1.5%；q采采煤工作面回风流平均绝对二氧化碳涌出量，q采=0.57m3/min；K采通采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取K采通=1.2。因此，4212综采工作面需要风量取其最大值为Q采=971 m3/min。2.2.2按人数及风速进行验算，应不低于验算值：1)按人数验算Q采4N=426=104 m3/min。式中：N采煤工作面同时工作的最多人数，N=26人。2)按风速验算 1.验算最小风量Q采600.25S=600.2513.5=202.5 m3/min。式中：0.25采煤工作面允许的最低风速，m/s；S采煤工作面最大控顶有效断面积，S=5.42.5=13.5 m2。2.验算最大风量综合机械化采煤工作面，在采取采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量Q采605.0S=605.011.5=3450 m3/min。式中：5.0采煤工作面允许的最高风速，m/s；S采煤工作面最小控顶有效断面积，S=4.62.5=11.5 m2。通过验算符合要求。因此，4212综采工作面需要风量确定为Q采=971 m3/min。2.3 掘进工作面实际需要风量的计算2.3.1掘进工作面风量计算1）按适宜温度计算Q掘面=60V（0.25）S（12.48）Kt（1.05）=196.56m3/min式中：Q掘面掘进工作面需要风量，m3/minV掘进工作面的风速，m/s；煤巷、半煤岩巷掘进工作面V取0.25m/s； S掘进巷道断面积，12.48；Kt掘进工作面温度调整系数（从下表中查取）掘进工作面温度调整系数表 表九掘进工作面空气温度（）20202626Kt1.051.101.151.252）按瓦斯涌出量计算Q掘面q掘（0.1）K掘通（2.0）/c（0.8）=0.25m3/min式中：c掘进工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8q掘掘进工作面回风流平均瓦斯绝对涌出量，m3/minK掘通掘进工作面瓦斯涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.52.0。 3.按二氧化碳涌出量计算Q掘面q掘（0.14）K掘通（2.0）/c（1.5）=0.18m3/min式中：c掘进工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c取1.5q掘掘进工作面回风流平均二氧化碳绝对涌出量，m3/minK掘通掘进工作面二氧化碳涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.52.0。 2.3.2计算出掘进工作面风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。具体验算方法如下：1）按人数验算Q掘面4N（16）=64m3/min式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，人 2）按风速验算 1.验算最小风量掘进中的煤巷和半煤岩巷Q掘面600.25S（12.48）=187.2m3/min 2.验算最大风量Q掘面604.0S（12.48）=2995.2m3/min式中：0.25掘进中的煤巷和半煤岩巷允许的最低风速，m/s4.0掘进工作面允许的最高风速，m/sS掘进工作面巷道断面积，。根据以上计算和验算，Q掘面取：196.56m3/min2.3.3 掘进工作面总需要风量的确定系统共布置2个掘进工作面，即4213胶运、4213辅运掘进工作面，两掘进工作面巷道设计一致。因此掘进工作面总需要风量为：Qhf=196.56*2=393.12 m3/min2.4 硐室实际需要风量的计算2.4.1 计算依据1）各个独立通风硐室的需要风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：式中：机电硐室的需要风量，m3/min；机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），kW；机电硐室发热系数；空气密度，一般取=1.20kg/m3；空气的定压比热，一般可取=1.0006KJ/(kgK)；机电硐室的进、回风流的温度差，K。表2-4 机电硐室发热系数（）表机电硐室名称发热系数空气压缩机房0.200.23水泵房0.010.03变电所、绞车房0.020.04机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取6080m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30，其他硐室温度不超过26。2.4.2 硐室实际需要风量具体计算井下共有独立通风硐室3个，需风量计算如下：1）中央变电所需风量计算=52m3/min式中：机电硐室中运转的电动机(变压器)总功率，300kw；机电硐室的发热系数，取0.02；空气密度，一般取1.20kg/m3；空气的定压比热，一般可取1.0006kJ/（kgK）；t机电硐室进、回风流的温度差，5.8K。根据计算结果以及考虑变电所通风、排尘需要，变电所变电所需风量确定为100m3/min。2）综采配电点需风量、综掘配电点风量计算考虑配电点通风、排尘需要，综采配电点需要风量确定为50m3/min，综掘配电点需要风量确定为50m3/min，2.5 矿井总需要风量的确定通风系统共布置1个采煤工作面，2个掘进工作面。因此风井通风系统的总需要风量为：Qra（中）(QcfQhfQur)kaq=15641.2=1876m3/min通过以上参数选取和各个地点用风量的计算，矿井在布置1个采煤工作面，2个掘进工作面，3个独立通风硐室地点时，矿井总需风量为1876m3/min。3 矿井通风能力计算3.1 计算依据根据AQ 1056-2008煤矿通风能力核定标准和煤矿生产能力核定标准计算煤矿通风能力。3.1.1 计算公式根据AQ 1056-2008煤矿通风能力核定标准，采用由里向外核算法计算煤矿通风能力，其计算公式为：Apc=Aci+ Ahi式中：第i个采煤工作面年产量，万t/a；第i个掘进工作面年产量，万t/a。3.1.2 单个采煤工作面年产量计算式中：第i个采煤工作面平均长度，m；第i个采煤工作面煤层平均采高，放顶煤开采时为采放总厚度，m；第i个采煤工作面的原煤视密度，t/m3；第i个采煤工作面平均日推进度，m/d；第i个采煤工作面回采率，%，按矿井设计规范和实际回采率选取小值。3.1.3 单个掘进工作面年产量计算式中：第i个掘进工作面纯煤面积，m2；第i个掘进工作面的原煤视密度，t/m3；第i个掘进工作面平均日推进度，m/d。3.2 通风能力计算通风系统共布置1个采煤工作面，2个掘进工作面，总需风量为2117m3/min，矿井进风能够满足系统正常生产要求。3.2.1 采煤工作面年产量计算工作面日产量 根据工作面长度及本矿生产实际，工作面采用“三八制”作业，即2班生产，1班检修，每日8个循环。日产量=Q循环8=4568=3648（吨）工作面月产量本工作面设计正规循环率为93%，按月平均23天计算月产量=2393%364878031(吨) 工作面年产量 7803112=936372(吨)3.2.2 掘进工作面通风能力计算风井系统布置2个掘进工作面，4213辅运、4213胶运掘进工作面。则：表3-2 掘进工作面能力计算参数表掘进工作面纯煤面积(m2)日推进(m)视密度(t/m3)工作日(d)年产量t/a4213辅运12301.252761242004213胶运12301.25276124200Ahi=124200+124200=248400t/a3.2.3 回风井系统总的通风能力计算A pc（中）=Aci+ Ahi=936372t/a +248400t/a=1184772 t/a120万t/a因此，矿井在目前生产条件下的通风能力为120万t/a。4 矿井通风能力验证4.1 矿井通风动力的验证矿井通风方式为抽出式，通风系统为中央并列式，副斜井、主斜井进风，回风立井回风。回风井装备FBCDZ-26型轴流式通风机2台，每台风机配2台2110专用防爆电动机，电压等级10kV，转数740rpm。核定时运转2#主要通风机，叶片角度为0，蝶阀角度为60，其运行工况为：排风量2260m3/min，风机静压260Pa；1#主要通风机备用，叶片角度为0，蝶阀角度为60，其运行工况为：排风量2270m3/min，风机静压275Pa。从通风机性能曲线可以看出，回风井风机目前的运行工况点均位于通风机特性曲线右下侧、单调下降的线段上，通风机系统运转平稳，处于安全合理的运行状态。矿井总进风量为2050m3/min，大于矿井总需要风量1876m3/min，能够满足矿井的生产要求。qvf：69.1m3/spsf：565Pa 第15页4.2 矿井通风网络能力的验证矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。通风系统中各井巷分配的风量大小及其方向遵循一定规律。通风网络的一个最重要的动态特性就是风流稳定性。煤矿回风井系统总回风量2150m3/min，总排风量2260m3/min，负压260Pa，等积孔2.66m2；通风难易程度为容易，矿井井下风量分配较合理，通风设施齐全，井下巷道、用风地点的风量满足要求，风速符合规定，矿井的通风网络能力能够满足120万t/a。4.3 矿井用风地点有效风量验证从矿井有效风量测定的结果看，矿井有效风量率为93%，风井外部漏风率为1.6%；井下巷道、用风地点的风量满足要求，风速、温度在规定的范围之内。矿井漏风指标计算如下：1、矿井总进风量Q进=2050m3/min，2、矿井总回风量Q回=2150m3/min，3、风机排风量Q排=2260m3/min，4、矿井有效风量Q效=1955m3/min5、矿井外部漏风量Q外=Q排-Q回=2260-2150=110m3/min6、矿井有效风量率C=7、矿井外部漏风率L =Q外/Q排= 110/2260=4%矿井总进、总回、各地点有效风量的测定结果见表4-1。 第17页序号名称地点风量（m/min）断面（）风流速度（m/s）温度（）需要风量实测风量是否满足规程规定实际测定是否符合要求规程规定实际测定是否符合要求1矿井总进风20502矿井总回风回风井21501582.38是3矿井总排风回风井风硐226012153.13是4采煤工作面4212综采面9711050是10.350.2542.0是2614是5掘进4213辅运风机前426952是工作面196300是11.70.2540.48是2612是4213胶运风机前426602是工作面196230是11.70.2540.49是2612是6硐室变电所100200是3016是 第18页4.4 矿井稀释排放瓦斯能力的验证2014年7月组织了矿井瓦斯等级鉴定工作，矿井瓦斯相对涌出量0.27m3/t，二氧化碳相对涌出量0.47m3/t；矿井绝对瓦斯涌出0.82m3/min，二氧化碳绝对涌出量1.44m3/min，按照煤矿安全规程和煤矿瓦斯等级鉴定规范暂行规定，矿井瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井。历年瓦斯等级鉴定和审批均为瓦斯矿井，未出现过瓦斯超限，无瓦斯异常涌出区域和瓦斯动力现象。井田开采的煤层均处于“瓦斯风化带”内，既没有“煤与CO2突出”的可能，也不存在“煤与CH4突出”的危险性。根据瓦斯管理的规定，矿井制定了严格的瓦斯管理制度，配备了瓦检员。矿井加强了局部通风管理，杜绝了无计划的停电停风现象。矿井主要用风地点回风流中CH4、CO2有害气体浓度见表4-2。表4-2 各主要用风地点回风流中CH4、CO2浓度用风地点CH4（%）CO2（%）4212综采工作面0.020.024213辅运掘进面0.00