拜城县察尔齐煤矿东平硐通风设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除一、矿井概况：1、位置、交通： 拜城县察尔齐煤矿位于拜城县西北57千米的塔阿利玛沟两侧，行政区属拜城县铁力克镇管辖。井田至铁力克镇约16千米，此段路为沙石路面，铁力克镇至拜城县为沥青路面，各种公路运输工具均可到达矿区，交通便利。2、气候、地温情况：矿区属大陆性干旱气候，大气降水较少，年降水量约100毫米，年蒸发量为1537.2毫米，6-8月为雨季，冬季长而冷，日温差大，最高温差为7，7、8两个月平均气温15，日最高温度29，年最低气温为-20，年平均气温约4.5，风向以西北向为主，冬季多东南风，最大风力7级。3、井田面积、煤层赋存状况：东井位于拜城县城镇煤矿以东，羊场煤矿以西。井口坐标：X=4659716，Y=27548596，Z=+2016.07，井田走向2.3km,宽0.52km，面积1.1879km2井田范围内无火区，无小窑分布。开采+2025m+2221m水平煤层，可采煤层为IV1、IV13-1、IV13-2三层煤，现开采IV1煤层。IV1煤层平均厚度1.5m，走向4045，倾向130135，平均倾角32.7。4、矿井安全生产自然条件：矿井瓦斯等级：2005年5月经过瓦斯等级鉴定，为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量5.42m3/t,绝对瓦斯涌出量0.55 m3/min，co2相对涌出量为4.34m3/t，绝对co2涌出量0.44 m3/min。煤尘爆炸性：IV1煤层具有爆炸性（鉴定单位同上）。煤层自燃发火倾向性：为易自燃煤层（鉴定单位同上）。矿井无煤与瓦斯（二氧化碳）突出危险。5、其它：矿井设计生产能力3万吨/年，实际生产能力6万吨/年。平硐开拓方式。现开采四采区+2025+2222m水平。采用仓储式采煤法。二、矿井通风系统：1、矿井进风井主平硐布置在IV1煤层顶板岩石中，垂直煤层走向，位于井田东部边界，标高+2016.7m，石门长362m，采用锚杆支护，断面积3.8 m2，揭穿IV1煤层后沿煤层走向向西沿煤层顶板掘进煤层运输大巷，设计断面5.9m2，长1400m，采用梯形木棚支护。2、矿井回风井布置在标高+2222m，井田上部边界。总回风巷布置在煤层中，沿煤层顶板掘进，采用梯形木棚支护，设计断面3.8 m2，长度780m。3、矿井通风方式为中央分列式，抽出式通风方法。4、通风系统图及通风网络图（附后）。三、确定矿井总进风量及各用风地点需风量：矿井总进风量的确定按照下列要求分别计算，取其最大值。按井下同时工作的最多人数计算：Q总=4NK =4301.2 =156m3/min式中N为井下同时工作最多人数取N=30，K为风量备用系数取K=1.2。按平均日产吨煤涌出的瓦斯量计算：Q总=Tq k =2001.251.7 =425 m3/min式中T为矿井日产量，按矿井年产量6万吨，每年300个工作日计算日产量为200吨。q为吨煤需风量，因该井瓦斯10 m3/t，所以q=11.25 m3/min，取q=1.25 m3/min。k为风量备用系数，取k=1.7 。按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量的总和计算：1、采煤工作面按瓦斯涌出量计算：Q1= 100qk =1000.551.5 =82.5 m3/minQ2=60VS =600.3（41.5） =108 m3/min按人数计算：Q34N 410 40 m3/min按炸药量计算：Q4=25A =253.75 =93.75 m3/min按风速验算：15SQ240S15（41.5）Q240（41.5）90Q1440m3/min根据以上计算，回采工作面需风量取108m3/min。2、掘进工作面需风量计算：按瓦斯涌出量计算：Q掘进=100qk=1000.551.5=82.5 m3/minQ上山=100qk=1000.551.5=82.5 m3/min按炸药量计算：Q掘进=25A=252.4=60m3/minQ上山=25A=251.2=30m3/min按人数计算：Q掘进4N4624 m3/minQ上山4N4312 m3/min按局扇通风实际吸风量计算：Q掘进=Q扇Ii+15s根据JBT系列局扇以及局扇选型设计（见后），取2.0KW风机吸入风量为90m3/min，5.5KW风机吸入风量为145m3/min. Q掘进=1451+153.78=201.7 m3/minQ上山=901+152.24=123.6 m3/min按风速验算：15SQ掘进240S153.78Q掘进2403.7856.7Q掘进907.2m3/min15SQ上山240S152.24Q上山2402.2433.6Q上山537.6m3/min因此取掘进运输巷工作面风量为201.7m3/min，上山工作面取123.6m3/min。3、其它巷道需风量计算：本井其它巷道为人行上山Q其它0.15360=27 m3/min，所以人行上山配风30 m3/min。 矿井按一个采煤工作面，一个掘进工作面计算总风量。Q总=（Q采+Q掘+Q其它）1.2 =（108+201.7+30）1.2 =408m3/min根据以上的计算，矿井总需风量为408 m3/min。四、矿井风压、等积孔：1、矿井风量分配风量分配的原则：按照计算所需风量，各个地点按需分配，并考虑一定漏风作为富余值。矿井风量分配时，各巷道的风量根据采掘布置情况和漏风确定，采煤工作面风量按其需要值进行调节；掘进工作面按其需风量能满足局扇，并有一定的富余值以保证不产生循环风为准，人行上山的供风按其调节分配。2、矿井通风总阻力计算及通风网络解算：矿井通风总阻力计算分当前时期通风阻力计算和本采区西翼巷道布置形成了完善独立通风系统时的通风阻力计算。详见通风阻力计算表（附后）。3、等积孔计算及通风难易程度评价根据通风阻力计算表计算：通风容易时期：A1=1.19Q/H1/2 =1.19Q/（53.56）1/2 =1.197.5/7.31 =1.22m2因1A12，故，通风困难时期通风难易程度属中等。通风困难时期通风系统形成后：A2=1.19Q/H1/2=1.197.5/（70.41）1/2=1.197.5/8.39=1.06 m2因1A22，故，通风容易时期通风难易程度属中等。五、通风设备及反风：1、计算风机的风量、风压：矿井通风容易时期：Hmin=hmin+h+ha =53.56.09+200+100 =353.56PaQf1=(Hmin/Rmin)1/2 =(353.56/0.938)1/2 =19.41m3/s矿井通风困难时期；Hmax=hmax+h+ha =70.41+200+100 =370.41PaQf2=(Hmax/Rmax)1/2 =(370.41/1.256)1/2 =17.17m3/s2、计算矿井通风容易、通风困难时期风量：1） 通风容易时期Q1= Qf1 /1.15=19.41/1.15=16.88 m3/s2）通风困难时期Q2= Qf2/1.15=17.17/1.15=14.93m3/s3、选择风机、电动机：1）选择风机根据通风容易、通风困难时期风机的风量、风压在1K50型风机个体特性曲线上是否落在合理的工作范围内。因1K50NO12.5型风机，最大风量25 m3/s的70%（即17.5 m3/s）作为供风量能满足生产需要，故选择1K50NO12.5型风机2台，其中一台备用。2）选择电动机：根据前面的计算：Qf1=19.41m3/s H1=353.56PaQf2=17.17m3/s H1=370.41Pa分别求得容易时期电动机的功率为：N1=K Qf1 H1/1000n1nj =1.119.41353.56/(100010.95) =7549/950 =7.9kw困难时期电动机功率：N2=K Qf2H2/1000n2n2 =1.117.17370.41/(100010.95) =6996/950 =7.4kw因此选用1K50NO12.5主扇的配套22KW电机2台，其中一台备用,可满足要求。4、掘进通风设备选型：1）运输巷掘进通风设备的选择：确定局扇的工作参数a局扇工作风量Q根据工作面所需风量Q和风筒的漏风情况计算（设计通风距离150 m）：Q=1（1nLi）Q =1（1150.02）90 =128.6 m3/s b、局扇的工作风压h：局扇的风压用于克服风筒的通风阻力。由于风筒漏风，计算风筒通风阻力时，应按通过风筒的平均风量Qa计算。选择压入式局扇工作方式，因此局扇的全风压为：h=RpQa=131.32(150100)128.690(6060)=633.3Pa因轴流式局扇具有体积小，便于安装和串联运转、效率高等优点。根据计算的Q和h值，选择YBT-51型轴流式局扇一台，功率5.5KW，直径400的柔性抗静电阻燃风筒。2）上山掘进通风设备选择：确定局扇的工作参数a局扇工作风量Q根据工作面所需风量Q和风筒的漏风情况计算（设计通风距离150 m）：Q=1（1nLi）Q =1（1150.02）60 =85 m3/s b、局扇的工作风压h：局扇的风压用于克服风筒的通风阻力。由于风筒漏风，计算风筒通风阻力时，应按通过风筒的平均风量Qa计算。选择压入式局扇工作方式，因此局扇的全风压为：h=RpQa=131.32(150100)（8560） (6060)=279.1Pa因轴流式局扇具有体积小，便于安装和串联运转、效率高等优点。根据计算的Q和h值，选择YBT-4型轴流式局扇一台，功率2KW，直径300的柔性抗静电阻燃风筒。5、反风方式、反风系统及设施：因1K50型轴流式风机采用圆弧板型后导叶轮，能满足直接反转反风要求，可在1分钟内实现反风，无需另外的反风道和反风设施，在原设置的风门处安设反风风门两道即可。六、供热系统设计：按照煤炭安全规程的规定，进风井口的空气温度必须在2以上，因此在冬季需用热风炉供风。根据公式Q=Q1（tm-tc）/（ th-tc）, m3/sS式中Q需加热的风量，m3/sQ1总进风量，m3/stm冷风与热风混合后的温度，规定为2tc冷风的温度，一般为地表温度，th热风的温度，所以Q=16.882-（-20）/50-（-20）=5.31m3/s对进风加热所需热量由下式计算：Qh=CpQPm（tm-tc）6060,kj/h 式中Cp 等压比热，平均取Cp =1.01 KJ/CkgQ需加热风量，m3/sPm冷风与热风混合后的密度Pm=1.284kg/ m3所以，Qh=1.015.311.2842-（-20）3600=545388.7 kj/h按计算Qh再考虑10%的富余量，以及按热效率65%选择合适的热风炉型号。因此Qh，=545388.71.10.65=922965.4kj/h按照供风量5.31m3/s和供热量，选择RFL-1680型热风器一台（含配套设备）。七、矿井通风费用计算：吨煤成本主要包括电费和维修费、风机设备折旧维修费、专为通风服务的井巷的井巷工程折旧费、通风器材、通风维护人员的工资及其附加费用。电费：1、主扇运转的耗电量Imf：Imf=（N1+N2）365242（0.950.80.950.95）=（22+22）365242（0.950.80.950.95）=280973.9kwh/a2、一年内局扇、辅扇耗电量Ief：因该井无辅扇，局扇按设计在用计算：Ief =5.524365=48180 kwh/a3、供热风系统年耗电量Iwf按供热4个月计算；Iwf=（15+3）124120=51840 kwh/a4、吨煤通风电费；E=ID=I总TD=（Imf+Iwf+Ief）TD=(280973.9+51840+48180)600000.57=3.62元/吨其它费用：略八、矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析：1、通风系统、通风方式对矿井安全的保证程度及措施：从该井用风地点通风系统来看属采区通风系统，符合采区通风系统的基本要求。采区有单独的回风道，实行分区通风，设置有合理的通风设施，并保证质量；掘进工作面安设了瓦斯断电仪，局扇有风电闭锁装置；采区通风能力大，风流畅通，风量能按需分配，井下设置有灾变时的风流控制设施。在生产布置时，要避免大串联通风，给矿井抗灾提供技术保障。从通风的两个时期来看等积孔均大于1m2,小于2 m2属通风中等难度，应采取措施加以改善：巷道施工时严格按照作业规程的设计断面施工，巷道拐弯时不拐死弯；提高巷道壁滑程度，提高巷道成形质量等。这些措施能够对矿井安全生产提供保障。2、矿井风量和通风网络对安全的保证程度及措施：从矿井风量分配来讲，能够保证采掘工作面的安全生产，掘进工作面是按需分配，采煤工作面按产量及瓦斯相对量分配；在设计总风量时考虑了漏风和富余量；在通风管理上经常测定用风地点的风速和风量，若风速、风量不足，就要进行调整。从通风网络来看，该井通风网络简单，通过局部风量调节能够实现按需分配风量的要求。要定期对通风设施进行维护，以保障安全生产。3、反风系统及其可靠性分析：该井主扇为轴流式风机，不需反风道就可直接反风，在设置风门处设有反向风门，当需要反风时，将主扇停止运行，待主扇叶片静止就可直接按控制台上的反转按钮，一分钟内实现反风要求。经过反风试验，反风风量为正常风量的42%以上，可见该井反风系统很可靠。4、主要通风设施设置要求及管理措施：该井主要通风设施有风门、永久风墙（密闭墙）、调节风窗、反向风门、防爆门、临时风墙（临时密闭）和引风峒、测风站。永久风墙(密闭墙)设置要求:要用不燃性材料(如砖、水泥)建筑,墙上部厚度不小于0.35m，下部不小于0.5 m；挡风墙前后5m以内巷道支护要完好且为防腐支架；无积煤、无片帮、冒顶；四周要掏槽，在煤中槽深不小于0.5m ,墙面抹平、刷白、不漏风。密闭内有水涌出的，应在墙上安设U型放水管，防止放水管漏风。在管理措施上要求定期检查密闭墙前的CH4、CO2等有害气体浓度，并进行挂牌、编号管理，建立密闭墙卡，还要测水温、湿度，检查四周有无漏风情况。临时设置要求，因服务期限短，可用木桩、木板、