第五章通风和安全

第五章通风和安全第五章通风和安全第五章通风和安全伟隆煤业有限责任公司大塘煤矿主通风机选型说明书。编制：覃国涛审查：谢泽建二○一二年一月二十天一、矿井大要：大塘煤矿为广西罗城伟隆煤业有限公司北陵山煤矿的一个分矿井，是广西罗城伟隆煤业有限公司的手下煤矿。煤层倾角12°，开采垂深90.15～381.15米。经重新核实储量可采储量为52.13万吨，矿井设计生产能力为9万ｔ／ａ，矿井服务年限为5.5年。该矿井为低瓦斯矿井。二、矿井通风设计依照：矿井设计能力为9万吨／年，矿井回采工作面1个，采面长度60米，均匀采高0.75米左右，掘进工作面2个。矿井的主要供风硐室有中央泵房、中央变电所、副下山绞车房1个，副下山采区泵房1个。三、矿井通风系统及通风方式：矿井的主斜井作为进风井，副斜井作为回风井，要增添通风量达到设计要求。目前，安装一组风机作抽出式通风，以满足矿井达产时的通风需要。矿井通风系统为中央并列与单翼对角混杂式，矿井通风方式为抽出式。四、矿井风量计算1、按井下同时工作的最多人数计算Q矿进=4NK矿通/50=4×278×1.25/60=2.33（m3/s）式中：Q矿井——矿井总进风量，m3/s；4——每人每分钟供风标准4m3/min/人；N——同时工作最多人数,28人；K矿通——矿井通风系数，取1.25；60-----秒。2、按采煤、掘进、硐室及其他地点实质需风量的总和计算：矿井达产时回采工作面2个，掘进工作面1个，此中煤或半煤掘进工作面1个，全岩掘进工作面1个；主要供风硐室有中央泵房、变电所、变电所。矿井开采后期，增添供风硐室有副下山绞车房1个，副下山采区泵房1个。（1）回采工作面需要风量①按回采工作面气象条件计算Q采=60×70％×Ver×Ser×kch·kcl=60×70％×1.5×3.12×1×0.9=177（m3/min）=2.95m3/s式中：Q采------回采工作面实质需要的风量，m3/minVer-------采煤工作面的风速；依据A1056-2008取值范围，取

1.5；Ser--------采煤工作面的均匀有效断面积；按最大和最小控顶距均匀值计算，此中工作面最大控顶距5.0m，最小控顶距为3.8m，一煤工作面采高0.71m，其有效断面为3.12m；kch--------采煤工作面采高调整系数；依据AQ1056-2008取值范围，取1；kcl--------采煤工作面长度调整系数；依据AQ1056-02008取值范围，取0.9；②按回采工作面最多人数计算Q采=4Ni/60=4×15/60=1.00（m3/s）式中：Q采——第

i个回采工作面实质需要的风量，

m3/s；4-------4m3/人·min;Ni--------第i个回采工作面最多人数，

15人。60--------秒；3）按瓦斯涌出量计算Q采=100qch4·k=100×0.82/60×1.2=1.64m3/s式中：k-------

备用系数，取

1.2；qch4--------瓦斯绝对涌出量

0.82m3/min.4)按回采工作面温度计算Q温=vc×sc×k1=1.5×3.12×0.9=4.21m3/s式中：vc--------回采工作面适合风速，取

1.5m/s;sc--------回采工作面均匀断面，按最大和最小控顶距均匀值计算，5.0+3.8）÷2×0.71=3.12㎡；kl=回采工作面长度系数，取0.9.5）按风速进行验算a)验算最小风量Q采≥60×0.25Scp=37.28m3/=0.62m3/sScb=1cb×hcb×70％=2.49㎡b)验算最狂风量Q采≤60×4.0Scs=453.26m3/min=7.55m3/sScs=1cs×hcf×70％=1.89㎡c)综合机械采煤工作面，在采区煤层灌水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最狂风量Q采≤60×5.0Scs=567m3/min=9.45m3/s式中：Scb--------采煤工作面最大控顶距有效断面，㎡；1cb--------采煤工作面最大控顶距，m;hcf--------采煤工作面实质采高，m;Scf--------采煤工作面最小控顶距有效断面，㎡；1cs-------采煤工作面最小控顶距，m;0.25--------采煤工作面同意的最小风速，m3/s；70％--------有效通风断面系数；4.0--------采煤工作面同意的最狂风速，m/s;5.0--------采煤工作忙吗同意的最狂风速，m/s;依据上述计算结果，回采工作面最狂风量Q采=4.21m3/s，经验算满足风速要求。6.掘进工作面风量7.瓦斯涌出量计算Q掘=100×qch4×K备/60=100×0.1×2/60=0.33m3/S式中：Q备--------掘进工作面通风系数，取

2；qch4--------为掘进巷道瓦斯对涌出量

0.1m3/min；60--------

秒。8.按炸药耗费计算Q掘=25A/60=25×4/60=1.67m3/S式中：25--------每公斤炸药爆破后，每分钟需供应的风量，m3/min.Kg;A--------为掘进巷道一次放炮最多炸药耗费量，3Kg;9.按人数计算Q掘=4N/60=4×10/60=0.67m3/S式中:N--------掘进工作面最多人数，10人。10.按局部通风机实质吸风量计算a)无瓦斯涌出的岩巷Q掘=Qaf·I＋60×0.15Shd=210×160×0.15×4.3=248.7m3/min=4.15m3/sb)有瓦斯涌出的岩巷Q掘=Qaf·I＋60×0.25Shd=210×1＋60×0.25×4.3=274.5m3/min=4.58m3/s式中：Qaf--------扇风机实质吸风量m3/min；装备FBD№5.0/2×5.5型局部通风机，吸风量取210m3/min；I--------掘进工作面同时通风的局部通风机台数；0.15--------无瓦斯涌出岩巷的同意最低风速；0.25--------有瓦斯涌出岩巷，半煤岩巷和煤巷的同意最低风速；Shd--------局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，4.3㎡。）按风速进行验算验算最小风量Q掘≥60×0.25Shf=60×0.25×7.14=107.1m3/min=1.79m3/sb)验算最狂风量Q掘≤60×4.0Shf=60×4×7.14=1713.6m3/min=28.56m3/s式中：Shf--------掘进工作面巷道的净断面积，取运输巷净断面积7.14㎡；依据上述计算结果，进工作面最狂风量Q掘=4.58m3/s，经验算满足风速要求。11.其他地点风量他通流行人巷及硐室装备风量按0.25m/s,的风速进行计算，中央变电所水泵房：1.8m3/s；采区水泵房1.8m3/s：上部车场绞车房1.8m3/s。4）矿井进风量矿井简单/困难时期风量Q矿=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+Q其他）·K矿通=（4.21＋4.58×2＋5.4）×1.25=23.46m3/s式中：1.25--------漏风系数12：矿井总进风量据以上计算，矿井简单/困难时期总进风量均为23.46m3/s。简单/困难时期均按24m3/s进行配风。各用风地点配风量：回采工作面：5.5m3/s/个；掘进工作面4.6m3/s/个；中央变电所及水泵房：2m3/s；采区水泵房：2m3/s；采区绞车房：2m3/s，其他风量：3.2m3/s。风速验算：主井筒（进风井）V主=Q矿/S主=60.2/8=7.35m/s配风原则：（1）回采工作面：350m3/min（5.83m3/s）/个（2）掘进工作面：200m3/min（3.33m3/s）/个（3）炸药库：60m3/min（1m3/s）（4）+50泵房100m3/min（1.67m3/s），＋50变电所60m3/min(1m3/s)；25m泵房100m3/min（1.67m3/s），－25变电所60m3/min(1m3/s)；5）下山绞车房30m3/min（0.5m3/s），下山采区泵房60m3/min1m3/s）。按南、北两翼采区所需风量进行分配，南翼采区2个采面，四个掘进面、一个下山绞车房、一个下山采区泵房，北翼采区一个采面、三个掘进面、一个下山绞车房、一个下山泵房，北翼包含：+50中央泵房、＋50中央变电所、炸药库、－25泵房、变电所风量。计算出南翼需要实质风量后，节余分配给北翼。南翼需要实质风量为：Q南=（Q采+Q掘+Q绞+Q泵）×k备=（2×350+4×200+30+60）×1.2=1908m3/min则北翼风量为：Q北=3612－1908=1704m3/min五、风压及等积孔计算矿井通风摩擦阻力采纳下式计算：h=m8alpS式中：a--------通风阻力系数，（NS2/m8);l--------巷道长度（m）q-------经过巷道的风量，（m3/s）;s--------巷道净断面，（m2）；p--------巷道净周长，（m）;等积采纳下式计算：A=式中：A--------全矿井等积孔，（m2）；Q--------矿井需风量，（m3/s）;h--------全矿井通风阻力，（Pa）;矿井通风风压及通风积孔计算详见表4-2-1和4-2-2。表4-2-1通风简单时期风压及通风等积孔计算表序号巷道名称支护方巷道长净断面净周长摩擦风风量通风摩风式度阻系数擦阻力速（）（㎡）（m）n.S2/3/s（pa）m/smmm41主斜井锚喷2井底车场锚喷3上部车场锚喷4运输下山金支5101运输金支巷6101运输金支巷7101工作金支面8101回风金支巷9101联系金支巷10回风斜井锚喷11回风斜井锚喷12引风硐锚喷

5606.59.70.00812492.283.69488.610.80.005242.352.79267.210.40.005201.452.781044.38.430.012044.114.655507.1410.80.0170.730.981367.1410.80.015.51.220.77803.1210.220.0425.534.201.761436.1910.080.015.51.840.891165.778.90.006871.791.21565.58.880.00722210.424.005335.58.880.007224117.984.36305.590.003242.664.2913小计311.0214局部阻力按通风摩擦阻力的15％计46.6515总计357.6716等积孔1.51表4-2-2通风困难时期风压及通风等积孔计算表序号巷道名称支护方巷道长净断面净周长摩擦风风量通风摩风式度阻系数擦阻力速（m）(㎡)(m)n.S2/m3/s(pa)m/sm41主斜井锚喷5606.59.70.00812493.423.692井底车场锚喷488.610.80.0055242.582.793上部车场锚喷267.210.40.0055221.933.064运输下山金支2004.38.430.012084.824.655运输下山金支804.38.430.0111.411.022.656运输石门金支154.38.430.0110.11.622.357303运输金支5007.1410.80.015.54.490.77巷8303工作金支802.58.420.0425.554.772.20面9303回风金支5008.212.20.015.53.350.67巷10回风下山金支1904.38.430.00722058.024.6511回风斜井锚喷565.58.880.00722210.424.0012回风斜井锚喷5335.58.880.007224117.984.3613引回风硐砌碹305.690.003242.664.2914下计15局部阻力按通风摩擦阻力的15％计16总计514.1417等积孔1.26六、通风设备选型（一）计算风机风量1、南翼Q扇南=Q南·K=1908×1.05=2003.4m3/min=33.39m3/s2、北翼Q扇北=Q北·K=1704×1.05=1789.2m3/min=29.8m3/s（二）风机风压计算1、南翼困难时期h扇南大=h难南大=1884.06pa2、南翼简单时期h扇南小=h扇南小=949.09pa3、北翼困难时期h扇北大=h难北大=1224.56pa4、北翼简单时期h扇北小=h易北小=809.43pa列表以下：内容风量（m3/min）风压（pa）等积孔（m2）时期南翼北翼南翼北翼南翼北翼简单时期2003.41789.2949.09809.432.332.52困难时期2003.41789.21884.061224.561.652.05（三）风机电动机功率计算（1）南翼风机电动机功率N南=（Pas·Q扇南/1020η）×Kst=（1884.06×33.39/1020×0.83）×1.15=85.45≈86kW（2）北翼风机电动机功率N北=（Pas·Q扇北/1020η）×Kst=（1224.56×29.82/1020×0.78）×1.15=52.78≈53kW式中：pas——南翼最困难时期总阻力PaQ扇南——南翼风机风量m3/sK——电机功率储备系数1.1～1.1