龙王沟煤矿主通风机投运后矿井通风系统方案2016.8.9

1、编号： TF-2016-02龙王沟煤矿主要通风机投运和通风系统调整技术方案通防工区2016年8月按照燕总指示 , 编制本技术方案：龙王沟煤矿主要通风机投运和通风系统调整技术方案一、矿井（临时）通风系统现状龙王沟矿井建设一期工程基本结束，已进入二、三期工程，为 保证安全生产，预计 8 月中旬矿井主通风系统将投入运行。二、矿井通风系统及方式根据矿井开拓部置，三个井筒（主斜井、副斜井、回风斜井） 均布置于工业场地之中，初步设计本矿井通风系统为中央并列式， 副斜井（井筒规格 6 X4.8m，井筒倾角5.5 ）与主斜井（井筒规格 6 X4.8，井筒倾角16 ）进风、回风斜井回风（井筒规格 6 X4.8，

2、井 筒倾角 19 ）。通风方式采用机械抽出式，风机为矿用对旋轴流通风机：FBCDZNO35/2 X450kw，两台。通风系统主要风流路线为：副斜井井底车场 辅助运输大巷风井措施巷回风斜井。副斜井-煤仓上口检修巷-副斜井-1#号回风巷联巷6煤西翼 1# 回风大巷回风斜井。主斜井主斜井二联巷 6 煤西翼运输大巷运输大巷与回风 大巷联巷 6 煤西翼 1#回风大巷回风斜井。主斜井辅助运输大巷风井措施巷回风斜井。附：通风系统图。三、矿井风量计算（一）、矿井风量计算的前提条件和原则前提条件根据工程部矿井办公室编制的工期网络计划（ ），矿 井主要通风机启用后，井下布置 5 个全煤巷道综掘工作面和 1 个岩

3、巷综掘工作面。硐室 2 个。原则矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。1. 按井下同时工作最多人数计算， 每人每分钟供给风量不得少于 4m 3;2. 按采煤（该时期还未形成采煤工作面， 采煤工作面需风量暂不 考虑）、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。3. 备用工作面按工作面来计算后取其50% （未形成不做考虑） 。4. 由于井田属于地温正常带， 无地热危害， 所以将不进行工作面 温度对需风量的计算。（二）、矿井需风量计算1、按井下同时工作的最多人数计算：Q=4 XN XK=4 X216 xi.2=1036.8m 3/min （17.28m 3/s）式中：Q 风量，m 3/

4、s4 每人每分钟需风量，m3/min 人N 井下同时工作的最多人数，取 216 人。掘进工作面 施工人员 144 人，煤仓施工人员 24 人，副斜井地坪 施工 24 人，泵房及变电所砌碹施工 24 人。K矿井通风系数，K=1.22、按掘进、硐室及其它地点需要风量的总和进行计算：按掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和作为矿井设计风 量，能较好的适应各类生产能力、各类瓦斯等级矿井的通风要求， 更接近类似生产矿井实际。本设计按掘进、硐室及其它地点实际需 要风量的总和来计算矿井所需风量。Q总需=（EQ掘+ EQ硐+ EQ胶+ UQ其它）xKm式中： Q 总需矿井风量， m3s；EQ 掘掘进工作面所需

5、风量之和， m3s；EQ 硐独立通风硐室所需风量之和， m 3 s；EQ 胶无轨胶轮车需风量之和， m 3s；EQ 其它 其它行人和维护巷道所需风量之和， m 3 s；Km 矿井通风 （包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素） 系数，可取 1.15 1.25 ，由于建井初期， 漏风较小， 取 1.21）煤巷掘进面需风量计算 、 6 煤西翼辅助运输大巷（综）掘进工作面（综掘）1） 、按稀释掘进工作面瓦斯（二氧化碳）浓度所需风量计算：Q=100 xk xq=100 xi.6 X0.005 =0.8m 3/min式中：Q 掘进工作面按瓦斯涌出量计算所需要的风量，m 3/min ；k 掘进工作面瓦斯涌出不

6、均匀系数，一般取1 .6 （根据龙王沟矿井及选煤厂初步设计，取 1.6）；q 掘进工作面绝对瓦斯涌出量， m 3/min 。按每月进尺 130 米，煤的密度 1.42t/m 3,巷道断面为 25m 3，相对瓦斯涌出 量 0.051m 3/t 来 计算， 得平均 绝对 瓦斯涌 出量 为0.005m 3/min 。 2）、按工作面最多人数所需风量计算：Q=4 XN=4 X24=96 m 3/min式中：Q 掘进工作面按人数计算所需要的风量， m 3/min ；4 每人每分钟需要的标准风量，4 m 3/ 人；N 掘进工作面同时工作的最多人数。按交接班时的人 数，取 24 人。3）、按风速验算 根据煤

7、炭安全规程规定规定，掘进中的煤巷最小风速为 0.25m/s, 最大风速为 4m/s 。按最低风速验算：Q 低=V 低 X SX60=0.25 X25X60 =375m 3/min式中：Q 低 按最低风速计算的风量；V 低- 允许最低风速；S- 实际断面，取 25m 2 。 按最高风速验算：Q 高=V 高 XS X60=4 X25X60=6000m 3/min式中：Q 高 按最高风速计算的风量；V 高 - 允许最高风速；S- 实际断面，取 25m 2 。综上计算， 掘进工作面迎头允许最低风量为375m 3/min ，最高风量为6000m 3/min，实际风量 Q实应小Q高，大于 Q低，（Q高w

8、Q 低）取 Q 实=380m 3/min。4）根据局扇吸风量进行计算 根据矿井（初步设计）的（巷道）开拓布署，巷道（掘进供风） 掘进距离 700 米考虑，拟定选用的风机的局部通风机型号为X 30KW （风 量：370-620m 3/min, 全风压 600-6624pa）,采用直径为（$） 1000mm 的柔性胶质风筒压入式供风，即可满足供风需要。1、风筒漏风系数即：风筒有效风量率的倒数O= 1/ （1-n n 接）=1+（ 1-70 X 0.002） = 1.16式中：-柔性风筒漏风备用系数；n风筒接头数，70个；n接一每个接头的漏风率，插接时n 接=0.010.02 ;螺圈反边接头 时 n

9、 接 =0.002 。2、百米漏风率为 2% ，满足设计要求。3 、局部通风机吸风量Q扇=XQ=1.16 X380=442 m 3/min式中：Q扇-局部通风机吸风量5) 全风压配风量计算Q配=Q扇XKf=441 X1.2=529m 3/min式中：Q配-局扇安装点配风量Q扇-局部通风机吸风量；Kf-为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.2 ;6) 局扇全风压计算H= R风 XQXQ + h = R风 XQXQ + 0.811 X p XQ2/D4= 44.37 X (380 - 60) X (442 - 60) + 0.811 X 1.29 X (380 - 60)2- 14= 21

10、72.03Pa或H= RxQx( 1+0.15) + 0.811 X p XQ2/D4=2380.032 + 102.45=2482.48Pa 式中R风压入式风筒的总风阻；44.37Ns2/m8Q局部通风机的吸风量，441nVmin ;h动风筒出口动压损失，Pa;3p空气密度，1.29kg/m ;D风筒直径，1m冷=2482.48Pa为局部通风机全风压，满足风机要求。、根据以上计算方法，计算其他掘进工作面风量及风压情况如下表:巷道名称断面3)通风距离(m百米漏风率(%局部通风机型号全风量(M3/mi n)全风压(pa)6煤西翼辅 运大巷257002FBD.N07.1/2 X30KW529277

11、2.986煤西翼回 风大巷17.510002FBD.N06.3/2 X30KW405569.156煤西翼胶-H4- r , -H- 带大巷16.110002FBD.N06.3/2 X30KW375487.95管子道检修 巷16.82002FBD.N06.3/2 X18.5KW302.590.39管子道下口14.32002FBD.N06.3/2 X18.5KW268.7227.8副水仓16.14002FBD.N06.3/2 X18.5KW195.05214(2 )、硐室需风量计算在该段时期内井下主要的硐室有中央变电所、中央水泵房、机 头硐室、组装硐室、临时排水泵房，各硐室需风量将按规程规定及 以

12、往经验需风量进行分配：中央变电所：180m 3/min，中央水泵房：180m 3/min，机头硐 室变电所 180m 3/min，组装硐室：180m 3/min，临时水仓：180 m 3/min。其中，中央变电所、机头硐室和水泵房都非独立通风硐室，且 通风主要用于调节温度，所以只作分配风量考虑，不计算在矿井总 需风量中。(3 )、其他风量计算按掘进、硐室需风量的 5%计算Q 其=0.05 x(2077.14+360) =121.68m 3/min(4)、稀释防爆无轨胶轮车(装载机)排放尾气需风量机车数量：公司目前已采购柴油皮卡三辆，功率72kw，井下各施工单位预计使用四辆防爆装载机( 3台额定

13、功率92 )。六辆无轨 胶轮车(额定功率为 46kw )配风方式：按4 m 3/min kW配风,按同时运行最多车辆数配风：Q 胶=(72 X3+92 X3+46 X6) X4=3120 m 3/min(5 )、矿井总需风量计算Q总需=(UQ掘+ UQ硐+ UQ胶+ UQ其它)xKm=(2077.14+360+3120+121.68 )X1.2=6814.8m 3/min综合上述计算结果，确定主要通风机试运转后矿井总的进风量为：Q 总进=Q 总需=6814.8m 3/min(113.58m3/s)。(3)、矿井风量计算结果表一：矿井风量计算结果汇总表时期用风地点风量分配nVmi n6煤西翼辅助

14、运输大巷5296煤西翼一号回风大巷4053756煤西翼胶带大巷(矿井主管子道检修巷302.5要通风启管子道下口268.7用后)副水仓195.05临时排水硐室180组装硐室180稀释胶轮车尾气3120其他用风量121.68合计Q总需X km6814.8四、矿井各巷道风量分配及风速验算(一)、风量分配原则1. 硐室风量和开拓掘进用风，按计算需风量或给定值不作重新分 配；2. 各采煤工作面风量按计算需风量X工作面长度风量系来进行分配。3. 备用工作面的风量按其在生产时所需风量的50 %配风，不作重新分配。（二）、巷道风速验算根据煤矿安全规程的相关规定，各巷道风速要求见下表表二：井巷中的允许风流速度井

15、巷名称允许风速（m/s）最低最高无设备的风井和风硐15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风巷8架线电机车巷道1.08运输机巷、采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其他通风人行巷道0.15（三）、风量分配及风速验算表表三：矿井通风巷道风量分配及风速验算表巷道名称类型分配风量m 3/min风速m/s验算结果副斜井井筒29401.96符合要求主斜井井筒38752.70符合要求立眼通道拱形巷道3000.2符合要求西翼辅助大巷矩形巷道24101.61符合要求西翼胶带大巷矩形巷道10871.13符合要求西翼回风大巷（西）矩形

16、巷道16091.53符合要求西翼回风大巷（东）矩形巷道18121.73符合要求回风斜井拱形巷道68154.65符合要求（根据煤矿安全规程的规定，巷道风速均符合要求。）五、井下通风设施布置、风流线路及各巷道风量分配见附图：矿井通风系统图六、矿井通风总阻力（一）、矿井通风总阻力根据通风系统图，选择具体数据风量较大，巷道总长度较长的 路线分别计算最大阻力，选取其中最大的阻力，加上该路线上各处 局部阻力及自然风压，计算出矿井通风（的）总阻力。（二）、计算方法及计算结果1、矿井摩擦通风阻力计算方法:. aL U 2hf厂QS3LUU =CSS3hf井巷摩擦阻力，Pa;Rf某段巷道的摩擦风阻，单位 Ns2

17、/ma井巷摩擦阻力系数，N s2/m4;L-井巷长度，m ；S巷道净断面积，m2 ；Q -井巷中通风的风量，m 3 / s式中:Rf8 ；U井巷的周长，单位 m ;C 断面形状系数（梯形C=4.16，半圆拱C=3.90，圆形C =3.54）;2、矿井摩擦通风阻力计算结果：表四：矿井基建时期通风系统阻力计算结果汇总表巷道名称面积(m2)长度（m）周长（m）阻力系数(104Ns2/m4)风 阻(Ns2/m8)风量(m 3/s)阻力(Pa)主斜井24.91191.7819.020.0150.02264.5891.58主斜井24.9143.9119.020.0150.002746.475.74副斜井2

18、4.9828.3919.020.00850.00874920.83副斜井24.93212.6519.020.00850.033645.268.73煤仓上口检修巷16.0552.32615.170.00850.001630.21.49副井-回风巷联巷15.75166.914160.00850.005830.25.3煤仓上口检修巷16.0578.50315.170.00850.002418.110.8运输大巷16.147516.20.00850.015718.115.14运输巷与回风巷 联巷1440150.00850.001922.310.93一号回风巷17.5253.407170.00850.0

19、06826.814.91一号回风巷17.5278170.00850.007530.26.84进风立眼1.132993.7680.00856.63693.895.84副斜井24.9213.4719.020.00850.0022150.5副斜井车场24.98019.020.00850.000818.70.29辅运大巷24.989.41819.020.00850.0009220.45辅运大巷24.9194.25719.020.00850.002040.173.28风井措施巷20.860.44218.40.00850.001146.472.27回风斜井24.924.13819.020.00850.00

20、0346.470.55回风斜井24.91103.9519.020.00850.0116113.58149.14矿井的总摩擦阻力hf=344.27pa3、矿井通风局部阻力hj，设计按矿井井巷摩擦阻力的10%考虑。hj=hf x 10%=379pa4、矿井自然风压计算根据本区气温气象条件，矿井自然风压计算基础参数为：夏季：进风侧平均气温21 C，回风侧平均气温19C。冬季：进风侧平均气温11 C，回风侧平均气温10C。回风斜井井口标高+1277m大气压87165Pa。采用经验公式(“科马洛夫”公式)(H=417m100)计算中央采区回风立 井自然风压：Hh二POHg/X (1/T1 - 1/T2)

21、 x 1+(H/10000)式中：Hh-自然风压；P0-地面大气压力，Pa;H矿井开米深度，mT1进风侧平均温度，K;T2-回风侧平均温度，K;g重力加速度，m/s2;R矿井空气常数，干空气的常数287J/kg.K，水蒸气气体常数R=461J/ kg.KH 夏=87165x 417X 9.8/287 x 1/(273+21)- 1/ (273+19) x 1 +(417/10000) =16.09PaH 冬=87165X 417X 9.8/287 X 1/(273+11)- 1/ (273+10) X 1 +(417/10000) =30.12Pa5、矿井通风总阻力：h总二hf+h+H=409

22、.12pa (冬季)=395.09pa(夏季)七、矿井等积孔通风等积孔采用以下公式计算：1 . 1 9 Q AX h式中：a通风等积孔，mc风量，m/s ；h通风总阻力，Pa。计算得 A=1.19 X 113.58/409.12二 6.68m2 2m2由下表可知本矿井永久通风系统形成时的通风分级为容易矿井通风难易程度矿井总风阻Ns2/m-8等积孔Am 2容易0.3552中等0.3551.4201 2困难1.4201八、矿井通风设备（一）、主要通风机设备性能、型号、结构装备两台矿用对旋轴流通风机：FBCDZNO35/2450KW/风量为340 m3/s , 静压为3276（当地）pa。防爆电动机型号：YBF710M1-12-450 X 2KW（二八 风机试运行时风机工况点，及风机特性根据以上计算得：矿井需风量为113.58m