技改矿井通风设计及供风标准

1 富源县顺发煤业有限公司顺发煤矿 通通 风风 设设 计计 供供 风风 标标 准准 2017 年 5 月 2 为了满足井下人员的呼吸 冲淡有毒有害气体和矿尘 创 造良好的气候环境 特作矿井供风标准 1 1 矿井现状矿井现状 矿井现为 6 改 30 万吨 年整合技改工程 矿井通风方法为 机械抽出式通风 建设初期为两个掘进工作面和一个改扩维修 点 最大班工作人数为 60 人 2 2 确定通风系统确定通风系统 据矿井开拓开采布置 确定为中央并列式通风 通风方式 为抽出式 矿井由主 副斜井进风 原副斜井进风 风井回风 3 3 矿井风量计算及分配矿井风量计算及分配 根据 煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 2005 第 7 1 3 条和 煤矿安全规程 第 103 条规定 矿井的总进风量 应按 井下同时工作最多人数所需总风量和按采煤 掘进 硐室及其 他地点实际需要风量的总和 即累加法 分别进行计算 并选取 其中最大值 1 1 按井下同时工作的最多人数计算按井下同时工作的最多人数计算 Q 4 N K 式中 Q 矿井总供风量 m3 s N 井下同时工作的最多人数 人 K 矿井通风系数 取 1 25 根据劳动定员计算 井下同时工作的最多人数 60 人 则 Q 4 60 1 25 300m3 min 5 0m3 s 3 2 2 按掘进 硐室 水仓实际需风量计算按掘进 硐室 水仓实际需风量计算 Q Q掘 Q硐 Q它 K漏 式中 Q 矿井所需风量总和 m3 s Q掘 掘进工作面需风量总和 m3 s Q硐 独立通风硐室需风量总和 m3 s Q它 其它巷道需风量总和 m3 s K漏 矿井通风系数 取 1 25 1 掘进工作面需风量计算 矿井配备 2 个岩巷掘进工作面 按瓦斯涌出量计算 Q煤掘 100 q掘 kd 式中 Q煤掘 煤巷掘进工作面需风量 m3 min q煤掘 掘进工作面绝对瓦斯涌出量 m3 min 按 预抽后瓦斯涌出量计算 M9煤层最大 1 93m3 min kd 掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系 数 综掘工作面取 1 5 2 0 计算结果 Q煤掘 100 1 93 1 5 289 5m3 min 4 8m3 s 按工作面人员数量计算 Q掘 4 nj 式中 4 每人每分钟应供给的最低风量 m3 min nj 每个掘进工作面同时工作的最多人数 按 10 人计算 Q掘 4 10 40m3 min 0 67m3 s 4 按最低排尘风速计算 Q掘 Sj V 式中 Sj 掘进工作面的掘进断面 V 掘进工作面的最低排尘风速 掘进中的煤巷最低 风速为 0 25 m3 s 岩巷最低风速 0 15m s Q煤掘 8 4 0 25 2 10m3 s Q岩掘 8 3 0 15 1 25m3 s 按风速进行验算 煤巷掘进工作面风量应满足 15 Sj Q煤掘 240 Sj 断 面为 8 4m2 即应满足 2 1m3 s Q煤掘 33 6m3 s 岩巷掘进工作面风量应满足 9 Sj Q岩掘 240 Sj 断面 为 8 3m2 即应满足 1 25m3 s Q岩掘 33 2m3 s 按局部通风机吸风量计算 Q煤掘 Q扇 Ii 60 0 25 S掘 Q岩掘 Q扇 Ii 60 0 15 S掘 式中 Q扇 掘进工作面局部通风机实际吸风量 m3 min Ii 掘进工作面同时通风的局部通风机台数 取 1 S掘 掘进工作面的断面积 岩巷取 8 3m2 煤巷 半 煤岩巷取 8 4m2 掘进工作面局部通风机的选择及其实际吸风量的确定步骤 如下 根据开拓方案及采区布置 掘进面最远送风距离约 800m 按照矿井局部通风管理要求 风筒百米漏风率按 3 选取 则风 筒有效风量率 P有效 1 3 800 100 76 5 计算局部通风机吸入风量 Qf Q P 掘 掘掘 式中 Qf 局部通风机吸入风量 m3 min Q掘 掘进工作面碛头需风量 根据前述计算 岩 巷碛头需风量 215 8m3 min 煤巷 半煤岩巷碛头需风量 289 5m3 min P有效 风筒有效风量率 岩巷 Qf 283 9m3 min 76 0 8 215 煤巷 半煤岩巷 Qf 380 9m3 min 76 0 5 289 确定风筒的风阻 煤巷和岩巷掘进工作面均采用 800mm 的抗静电阻燃柔性 风筒 设计要求风筒吊挂良好 查表得风筒百米风阻为 6 0N S2 m8 800m 长的风筒总风阻为 48 0N S2 m8 计算局部通风机全风压 h全 R Qf Q掘 式中 h全 局部通风机需要全风压 Pa R 风筒风阻 48 0N S2 m8 Qf 局部通风机吸入风量 岩巷 283 9m3 min 煤 巷 半煤岩巷 380 9m3 min Q掘 掘进工作面碛头需风量 岩巷 215 8m3 min 煤巷 半煤岩巷 289 5 0m3 min 岩巷 h全 48 0 283 9 60 215 8 60 816 8Pa 6 煤巷 半煤岩巷 h全 48 0 380 9 60 289 5 60 1451 5Pa 根据以上计算结果 岩巷掘进工作面配备 FBD 5 6 2 11 型矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机 煤巷掘进工作面配备 FBD 6 0 2 22 型矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机 采用 800mm 抗静电阻燃柔性风筒供风 可以满足要求 局部通风机主要参数详见表 4 2 3 表 4 2 3 局部通风机主要参数 局部通风机主要参数 型号 功率 kW 风量 m3 min 全风压 Pa 全压效率 噪声 dB FBD 5 6 2 11 11 2 200 400 680 4000 80 25 FBD 6 0 2 22 22 2 250 550 1100 600 0 80 25 因此 按局部通风机吸风量计算的掘进工作面需风量为 岩巷 283 9 1 60 0 15 8 3 358 6m3 min 取 359m3 min 煤巷 半煤岩巷 Q岩掘 380 9 1 60 0 25 8 4 506 7m3 min 取 507m3 min 按风速进行验算 掘进工作面需风量按以上计算分别为 359m3 min 507m3 min 掘进工作面通风断面均为 7 4m2 掘进 工作面风速分别为 0 81m s 和 1 43m s 均满足 煤矿安全规 程 第 101 条规定的要求 7 掘进工作面需风量总和的确定 矿井目前布置 2 个岩巷掘进工作面 因此 掘进工作面需 风量之和为 Q掘 359 359 718m3 min 11 97m3 s 2 水仓 硐室需风量计算 根据开拓开采布置 水仓 硐室 需要配给一定的新鲜风 量 采用经验值 60 180m3 min 改扩点采用经验 180 300m3 min 水仓和硐室分别配 60m3 min 风 Q硐 60m3 min 1m3 s Q水仓 60m3 min 1m3 s Q改扩点 180m3 min 3m3 s 3 掘进 硐室 水仓风量 Q 11 97 1 1 1 25 17 4625m3 s 取整为 18m3 s 1080m3 min 4 其它巷道的需风量 按井下其它巷道风量按掘进 硐室 水仓风量总和的 15 考虑 其它巷道需风量 Q它 11 97 1 1 15 2 1m3 s 126m3 min 3 3 矿井总风量矿井总风量 根据矿井实际 煤矿目前为两个岩巷掘进工作面和一个改 扩维修点 用风量相差不大 矿井可对风机进行调整以获得矿 井各时期生产所需风量 矿井目前需风量 Q 5 17 4625 2 1 24 56m3 s 取整为 25m3 s 1500m3 s 8 4 4 矿井风量分配矿井风量分配 矿井目前分风原则 岩巷掘进面配风 360m3 min 水仓 硐 室配风 120m3 min 其它巷道配风 126m3 min 最后说明 我矿在用主扇风机型号为 FBDCZ2 55 NO15 风量 2900 m3 min 1700m3 min 风压 900 2880Pa 实际需风量 为 1500 m3 min 随着煤矿的开拓开采变化 有可能出现通风阻 力变大的情况 我矿只需注意随时清除回风井杂物 随时注意 减小通风阻力 我矿的总风量足以满足我矿改扩建设所用 4 4 主要通风机选择 主要通风机选择 我矿选用通风机型号为 FBDCZ NO15 有效风压小于 0 9 倍 数最大风压 据通风机风阻特征曲线 有效功率大于 60 根 据通风机输入功率 选择电机功率 2 55KW 5 5 慨算矿井通风费用 慨算矿井通风费用 1 吨煤通风费用 WO E EA T 55 11 365 24 0 5 60000 4 818 元 吨 式中 E 一 主要通风机年耗电量 kw h t EA 一 局部通风机年耗电量 kw h t WO 一 吨煤通风电费 元 吨 2 其它吨煤通电费用 设备折旧费 W1 W1 G1 G2 T 6000 10 年 3000 60000 9 0 06 元 吨 材料消耗费 W2 W2 C T 1200 60000 0 02 元 吨 通风工作人员工资 W3 W3 3 15000 60000 0 75 元 吨 专为通风服务的井巷折旧费 维护费 W4 W4 C T 1200 60000 0 02 元 吨 通风仪表购置费和维修费 W5 W5 600 60000 0 01 元 吨 吨煤通风成本 0 1 2 3 4 818 0 06 0 02 0 75 0 02 0 01 5 678 元 吨 6 6 通风设施 防止漏风和降低通风阻的措施通风设施 防止漏风和降低通风阻的措施 1 1 通风设施通风设施 建立通风系统 除了要有井巷和通风动力设备外 还需在 井上 下适宜的地点安设必要的通风构筑物 以引导 隔断和 控制风流 保证风流按拟定的路线流动 根据用途的不同 通风构筑物分两大类 一是用于截断风 流 如风门 风墙等 二是用于通过调节风流 如风桥 调节 风窗 测风站等 1 1 风门风门 风门按启闭原理的不同 分为普通风门和自动风门 由于本 10 矿井巷道内车辆通行不频繁 故设计考虑选用普通风门 风门设置应满足以下技术要求 1 避免在弯道和倾斜巷道中设置风门 2 门的前后 5m 内支架完好 门墙厚不小于 0 45m 四周 掏槽深 0 2 0 3m 3 结构严密 漏风少 向关门方向倾斜 80 85 4 风门应迎风流开启 行机车巷道 两门间距应大于 列车长度 5 风门要求设置 道以上 进 回风井之间和主要进回 风巷之间需要使用的联络巷中 必须安设 道正向和两道反向 的风门 2 2 挡风墙挡风墙 在需要隔断风流 而不需要行人 行车的巷道中应安置挡风 墙 根据挡风墙的结构与服务年限不同 分为临时性挡风墙和 永久性挡风墙 工作面及采区采完后应修筑永久性挡风墙 予 以封闭 挡风墙应满足以下技术要求 1 挡风墙两帮 顶 底应掏槽 槽深在煤中大于或等于 1m 岩石中不小于 0 5m 2 挡风墙应无裂缝 无漏风 3 墙内外 5m 支架良好 4 永久性挡风墙应设 型放水管 3 3 风桥风桥 在进 回风道的交叉地点 为避免风流短路使进 回风流隔 11 开互不干扰 应设置风桥 4 4 调节风窗及测风站调节风窗及测风站 以增加局部阻力的方式调节井下风量的地点需安设调节风窗 其技术要求与风门相同 为了准确地测量风量 应在矿井各主要进 回风巷的适宜位 置设置测风站 测风站的技术要求是 必须设在直线段巷道中 测风站长度不小于 4m 其附近 10m 范围内的断面无变化 无障 碍物 测风站周壁应为光滑平面 通风设施布置见矿井通风系 统图 C 171 另外 必须对井下通风设施及构筑物加强管理 经常检查和 维修 确保矿井通风系统正常运转 2 2 防止漏风措施防止漏风措施 为保证井下各用风地点的风量并按设计风流方向流动 在风 流沿途设置风门 调节风门 挡风墙 密闭等通风构筑物 确 保通风系统稳定可靠 且设施必须完好 避免漏风 加强对矿井通风设备 设施的管理和维护 井下风门均实行 联锁 定期进行检查 防止风门同时打开造成系统风流短路 采空区的上下巷必须密闭严实 防止漏风 防爆门必须严实 安全出口的风门不能同时打开 风井 安全出口及引风道的墙体不能漏风 3 3 降低风阻措施降低风阻措施 1 降低摩擦阻力措施 尽量使巷道光滑 保护巷道完整 并及时维修 在开拓设计时 在满足开采要求的前提下 尽可 能缩短风路长度 扩大通风巷道的净断面积 利用通风构筑物 12 合理分配风量 2 降低局部阻力措施 尽量减少风桥的设置 在必须设置 风桥的地方 在保证不影响提升 运输和行人的情况下设置风 桥 风桥采用混凝土碹搭桥 断面不小于 3m2 在主要巷道内不 长期存放矿车 减少风路中的物料堆积并及时清除风硐内的堆 积物 3 在容易产生局部阻力的地方 应尽量降低局部阻力系数 巷道连接处应做成斜线或园弧形 巷道拐弯处应尽量避免直角 转弯或小于 90 转弯 转弯处内 外侧施工成斜线或园弧形 必要时设置导风板 4 在日常管理工作中 应尽量避免在主要巷道中停放矿车 堆放杂物 巷道应随时修复 保持足够的有效通风断面 以利 于风流畅通 4 4 风机设置及要求风机设置及要求 1 主通风机必须安装在地面 装有通风机的井口必须封闭 严密 其外部漏风率在无提升设备时不得超过 5 有提升设备 时不得超过 15 3 必须安装两套同等能力的主要通风机 其中 1 套作备用 备用通风机能在 10min 内开动 在建井期间可安装 1 套通风机 和 1 部备用电动机 4 禁止采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用 5 风井口应安装防爆门 防爆门每 6 个月检查维修 1 次 6 至少每月检查 1 次主要通风机 改变通风机转数或叶片 角度时 必须经矿技术负责人批准 13 7 新安装的主要通风机投入使用前 必须进行一次通风机 性能测定和试运转工作 以后每年至少进行一次性能测定 7 7 反风方式 反风系统及设施反风方式 反风系统及设施 1 1 反风方式反风方式 矿井利用轴流式通风机反转的方法反风 在反风时 调换电 动机电源的两相 可以改变通风机动轮的旋转方向 使井下风 流反向 这种反风方法不需要设置反风道 比较经济 反风必 须能在 10min 内改变巷道中的风流方向 当风流方向改变后 主要通风机的供风量不应小于正常风量的 40 每季至少检查 1 次反风设施 每年应进行一次反风演习 矿井通风系统有较 大变化时 应进行一次反风演习 主要通风机在停风期间 必 须打开井口防爆门和有关风门 以便充分利用自然风压通风 为防止