煤矿通风设计.doc

第一章 井田概况 1、交通位置 2、地形地貌 该矿区位于博格达山北麓准噶尔盆地南煤田东部低山带，地势北高南低，西高东低，海拔775.2－1050m，高差274.8m，地形坡度较陡，主要山脊与地层走向大体一致，河流与地层走向近于垂直，地表植被稀少，呈戈壁状。 3、气象与地震 矿区气候属大陆干旱－半干旱性气候，年降水量约为300－400mm，年蒸发量可达1500－2000mm，雨季为每年6月－8月，每年10月开始降雪，次年4月积雪融完。夏季炎热，冬季寒冷。每年12月-次年2月最冷，最低气温达-37℃,6月－8月气候较热，月平均气温25℃，最高气温达41.5℃，冰冻期约150天，最大冻土深度2.02m，积雪厚度0.31m，矿区内多南风和西南风。 根据自治区地震局最新编制的地震烈度区划图，本井田属8度烈度带。 4、含煤地层 矿区地层位于侏罗系中统西山窑组，与下伏三工河组及上覆头屯河组地层均呈整合接触，厚度大于300m，平均厚345m，含煤3层，分别为43、45－1、45－2号煤层。 5、地质构造 矿区构造位于阜康向斜北翼，呈单斜构造，地层走向70－90，近似东西向，地层倾角38－42，总体趋势是西陡东缓。井田内构造简单，断裂不发育。 6、瓦斯、煤尘及煤的自燃 矿井相对瓦斯涌出量为7.9m3/t，低于10m3/t，属低瓦斯矿井。煤尘具有爆炸性，自燃发火期一般为3－6个月左右。 7、水文地质特征 三工河在井田东部横切煤系地层通过，成为井田内地下水的主要补给源。第四系松散岩类孔隙含水层分布于三工河河谷中，岩性以砾石为主，其孔隙为粉、细、中砂岩所填，上覆压砂土，富水性中等，该含水层构成深部矿床地取水水源。 本井田水文地质类型为裂隙孔隙类复杂型。 8、矿区供电、供水 本矿供电电源由阜北农场一级水电站10kv高压线路T接到本矿3公里处，T接到本矿导线为LGJ35架空线路。 三工河水经消毒处理可作日常饮用水。 第二节 矿井的开拓开采情况 矿井采用斜井开拓，主斜井由北向南布置在井田中东部的岩层中，倾角24-25，斜长473米,锚杆支护,风井与主井的布置形式相同，也位于井田中东部，倾角35，斜长380米,锚杆支护,主提升井承担井上、下的材料运输及原煤的提升，下井的主要出口，风井设置有矿井第二安全出口、防爆门及扇风机口。目前矿井已开采到610水平，煤层浅部和深部均有部分储量。矿井的采煤方法为仓储式，矿井年产量为9万吨。 第三节 通风系统 由矿井的开拓方式及井筒的相对位置可知，矿井的通风方式为中央并列式，回采工作面通风方式为垂直U型通风方式，主扇的工作方式为抽出式。 第四节 通风线路 矿井通风容易时期通风路线（新鲜风流）主斜井→联络平巷→石门→610水平煤层运输巷→煤层回采工作面（乏风）→663水平煤层回风巷→回风石门→斜风井（地面）。 矿井通风困难时期通风路线（新鲜风流）主斜井→联络平巷→石门→663水平煤层运输巷→煤层回采工作面（乏风）→回风石门→风井（地面）。 第五节 风量计算及分配 根据煤矿安全规程要求，矿井总风量按下列要求分别计算，并取其中最大值 一、按井下同时工作的最多人数计算 Q矿进4NK矿通 （4201.25）/60 1.67m3/s 式中Q矿通矿井总进风量 m3/s N井下同时工作的最多人数,取20人 K矿通矿井通风系数,取1.25 二、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际所需风量的总和计算 1采煤工作面所需要的风量 A、按瓦斯涌出量计算 Q采100q采K采通 1001.52.1/60 5.25 m3/s 式中 Q采采煤工作面绝对瓦斯涌出量,取2.1m3/s K采通采煤工作面的风量备用系数,取1.5 B、按工作面温度计算 Q采VS 1.03.23.2 m3/s 式中V采煤工作面的风速V1.0m/s S采煤工作面平均断面积,取S3.2 m2 C、按工作面人数计算 Q采4N 48 0.53 m3/s 式中N采煤工作面同时工作的人数取8人. D、按风速进行验算 回采工作面风量取以上计算的最大值，即5.25 m3/s 按最低风速验算,工作面最低风量为 Q115S 153.2/60 0.8 m3/s 式中S为采煤工作面的平均断面积,取3.2 m2 按最高风速验算,工作面最大风量为 Q2240S 2403.2/60 12.8 m3/s 式中S为采煤工作面的平均断面积,取3.2 m2 12.8 m3/s5.25 m3/s0.8 m3/s,采煤工作面配风量取5.25 m3/s,符合煤矿安全规程要求。 （2）掘进工作面实际需要风量 a、按瓦期涌出量计算 Q掘100q掘K掘通 1001.50.52/60 1.3 m3/s 式中q掘进工作面绝对瓦斯涌出量,取0.52 m3/min。 K掘通掘进工作面的风量备用系数，取1.5 B、按工作面炸药量计算 Q掘25A 253/60 1.25 m3/s C、按工作面人数计算 Q掘4N 44/60 0.26 m3/s 式中N掘进工作面同时工作的人数,取4人. D、按局部通风机的实际需风量计算 井下掘进工作面的最大掘进距离不大于360米，根据煤矿安全规程要求选择一台JBT-11型局扇做为掘进工作面的供风局扇完全能够满足要求，局扇实际吸风量取2 m3/s。 Q掘2 m3/s E、按风速进行验算 掘进工作面风量取以上计算的最大值2 m3/s 按最低风速验算，工作面最低风量为 Q115S 153.2/60 0.8 m3/s 式中S为掘进工作面的断面积,取3.2 m3/s 按最高风速验算,工作面最大风量为 Q2240S 2403.2 12.8 m3/s 式中S为掘进工作面的平均断面积,取3.2 m3/s 12.8 m3/S2 m3/S0.8 m3/S,掘进工作面配风量取2 m3/S,符合煤矿安全规程要求。 （3）硐室需风量 根据矿井生产的要求，井下无独立通风的硐室。 ΣQ硐0 （4）其它巷道的需风量 ΣQ其它0 矿井在回采期间，一个回采工作面即可达设计产量，根据采掘接续的要求，井下需布置二个掘进工作面，矿井的总进风量为 Q矿进（ΣQ采ΣQ掘ΣQ硐ΣQ其它）K矿通 （5.25200）1.2 8.7 m3/s 式中 ΣQ采为采煤工作面需风量之和, m3/s ΣQ掘为掘进工作面需风量之和, m3/s ΣQ硐为井下硐室需风量之和, m3/s ΣQ其它为其它巷道需风量之和, m3/s K矿通为矿井通风系数,取1.2 根据以上计算矿井总进风量为8.7 m3/s 矿井风量分配见矿井通风系统图。 第六节 风机选型 1、扇风机风量 Q扇K外Q矿进 8.71.1 9.57m3/s 式中K外外部漏风系数，取K外1.1 2、扇风机的风压 根据矿井的开拓开采情况，确定矿井通风容易时期回采工作面位于610水平45号煤层东翼，矿井通风困难时期限回采工作面位于663水平45号煤层西翼，通风困难时期和容易时期的阻力计算见负压计算表，矿井总阻力为摩擦阻力和局部阻力之和，局部阻力按矿井摩擦阻力的10计算，通过计算可知 矿井通风困难时期的阻力为 hmax279.9Pa 矿井通风容易时期的阻力为 hmin181.2Pa 通风困难时期扇风机的静压为 hsmax hmaxhd 280100 380Pa 式中 hmax为通风困难时期扇风机的静压 hmax为矿井通风困难时期的总阻力. hd为风机装置的阻力损失,取100Pa 通风容易时期扇风机的静压为 hsmin hminhd 181100 281Pa 式中 hsmin为通风容易时期扇风机的静压 hmin为矿井通风容易时期的总阻力 hd为风机装置的阻力损失,取100Pa 矿井现使用的主扇为BK54-4-NO11型风机,电机功率22KW。根据计算可满足矿井生产的需要。 通风困难时期限扇风机的工作风阻为 RsmaxHSmax/Qf2 380/14.85 1.72Kg/m2 通风容易时期扇风机的工作风阻为 RsminHmin/ Qf2 281/14.852 1.29 Kg/m2 由于矿井井下巷道支护不规则,造成矿井阻力过大,在掘进巷道时应提高支护质量,对部分断面过小的巷道进行扩巷。若风机不能满足设计需要风量时，应采取有力措施，调整风机转速，以增加矿井风量。 第七节 等积孔计算 矿井通风困难时期的等积孔为 Amin0.38Q矿进/ hmin/9.8 0.3812.2/ 280/9.8 0.96m2 式中 Amin为困难时期等积孔面积 Q矿进为矿井总进风量, m3/s hmax为困难时期矿井的总摩擦阻力,Pa 矿井通风容易时期的等积孔为 Amin0.38Q矿进/ hmin/9.8 0.3812.2/181.2/9.8 1.19m2 式中 Amax为困难时期等积孔面积 Q矿进为矿井的进风量, m3/s hmin为容易时期矿井的总摩擦阻力,Pa 矿井通风容易时期的等积孔为1.19m2,通风难易程度为困难。矿井通风困难时期的等积孔为0.96m2,属于通风困难矿井。 第八节 矿井通风能力 设计矿井年产量为9万吨,矿井属低瓦斯矿井,按采矿设地手册中提供的吨煤配风标准为1.00-1.25 m3/t来对矿井生产能力进行计算可得 AnQ矿进/qk 300Q矿进/1.21.45 300608.7/1.21.45 90000吨 式中A为矿井的年产量,单位吨。 N为矿井的年工作天数,取300天。 Q矿进为矿井的总进风量。 q为吨煤配风标准，取1.2 m3/t。 K为风量备用系数，取1.45。 根据以上计算，矿井通风能力可满足井型为9万吨/年的矿井通风要求，矿井的通风能力可以满足目前井下生产的需要。 矿井的总进风量在井下分配时，回采工作面和掘进工作面的实际配风不得小于设计中计算出的工作面风量。本通风设计是以矿井井型不变和矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井为前提，若井下瓦斯涌出量增大为高瓦斯矿井，或矿井提高产量时，工作面风量和矿井风量需重新计算。 第九节 通风费用概算 一、电费 吨煤的通风电费为 Ce（EEe）D/T （8760Ne/（Ke.ηV. ηe.）11243012）0.4/60000 876011/1.150.950.92950400.4/60000 1.27元/吨 式中E为主扇年耗电量，单位Kw.h Ee为局扇的年耗电量,单位Kw.h D为电价,取0.4元/ Kw.h Ne为主扇电机的容量,单位KW T为年产量,单位t。 ηV为变压器效率，取0.95 ηe为电缆的输电效率,取0.92 二、风机设备吨煤折旧维修费 ZeY/（TN） 3.50.20.110000/9000020 0.032元/吨 式中 Ze为风机设备吨煤折旧、安装及维修费。 Y为风机设备的购置、运输及安装费。 T为矿井的年产量，取60000吨。 M为风机设备的服务年限，取20年。 三、为通风服务的井巷工程折旧费和维修费 QeL D 0.002525 0.063元/吨 式中L-专为通风服务的巷道长度,取61米 D-通风巷道的吨煤每米折旧维修费用,D巷道造价/服务年限维修费,取0.0025元/米吨煤。 四、通风器材和通风检测仪表的购置费和维修费。 通风器材的购置费为0.895万元，自救器的购置年平均为0.106万元，维修费为0.15万元。 则通风器材和检测仪表的吨煤购置维修费为 Ae（0.895/100.106/30.15）10000/60000 0.046元/吨 五、通风区队人员的工资及其附加费用 通风区队的工作人员有瓦检员、测风员、通风灭尘工、通风巷道维护工、密闭工等。瓦检员为七人，测风员为一人，通风灭尘工为一人，通风巷道维修工为四人，密闭工为四人，则通风区队的人员工资及附加费用为 Qe1780012/60000 2.72元/吨 六、通风吨煤总费用为 W CeQeAeZeMe 1.270.0320.0630.0462.72 4.131元/吨 第十节 反风安全技术措施 1、矿井每年度进行1-2次反风试验，并根据实际成果来检验矿井通风系统及通风设备、设施的可靠性。 2、经常检查防爆盖、正反安全门、风闸门及通风各系统的完好性，确保需反风时能顺利进行。 3、防爆盖在四角设置闭锁装置，以便在反风时能迅速将防爆盖闭锁，以达到反风的目的。 4、轴流式风机反风是靠电机反转完成的，主扇的主令控制开关倒相装置应经常性检查，发现问题及时处理，确保反风时灵活可靠，在五分钟之内能迅速将风机启动。 5、矿井反风时要切断井下一切电源，撤出人员，待反向风流正常后，对风量及各种有害气体含量进行检测，如反向风量达到正常风量的45时，需检查通风设备及设施，并调整通风系统。 6、矿井反风试验主扇司机要详细记录，主扇电源、温度及风压，结束反风时要将倒相装置倒向，并要在主扇电机停止运转后，方可启动。 7、反风时需成立反风领导小组，统一指挥，其它任何人不得擅自更改反风程序，确保反风正常运行。 第十一节 通风设施及安全管理措施 1、建立主扇和局扇的运行管理制度。 2、因停电或其它原因造成主扇停止运转时，应按煤矿安全规程的规定进行处理。 3、掘进工作面的局部通风机应按煤矿安全规程要求进行架设，风机的架设位置要合理，严禁发生循环风，工作面风筒吊挂要平直，风筒接头要使用反压边，并保持无破口，风筒末端距工作面迎头距离符合作业规程规定。 4、矿井主要进、回风巷设置永久测风站，采煤工作面进回风巷和掘进工作面设临时测风站。并按煤矿安全规程规定，建立矿井的测风制度，矿井应根据井下实测的结果，按设计的配风量及时对井下风量进行调整。 5、按煤矿安全规程的规定设置井下通风设施，如风门、密闭、测风站、调节风门等，通风设施施工时严格按施工质量的标准进行施工，并建立完善的检查、维修、管理制度。 6、按有关规定在矿井的主要进、回风巷之间设正反向风门，并建立相应的管理制度，保证主要扇风机反风时，反风设施处于正常使用状态，以便井下发生事故时能有效的反风。 7、定期对风井和总回风巷进行检查，发现垮冒现象及时进行维修，保证风路畅通。 8、回采工作面回采结束后，按要求及时封闭采空区，并按规定检查已采区密闭，发现漏气现象时要及时处理。 9、瓦检员必须按作业规程规定的检查路线和检查次数进行检查，并做好瓦斯检查的各种记录，发现异常情况，应按煤矿安全规程的规定进行处理。 10、按煤矿安全规程的要求，每年进行一次矿井的反风演习和瓦斯等级鉴定，每五年进行一次主扇性能测定，并报上级主管部门审批。 11、巷道贯通时，要按煤矿安全规程的规定做好风流调整的准备工作，提前制定相关的贯通措施并严格执行。 12、对通风仪器仪表定期进行标校和保养维修，保证仪器、仪表能正常使用。 13、由于矿井回风巷道局部断面较小，造成矿井通风困难时期等积孔小于1m2，通风难易程度属于困难矿井，应对井下阻力较大的巷道进行扩巷，以减小矿井的负压，保证井下有足够的风量。 14、矿井掘进巷道时，应按作业规程规定进行施工，使掘出的巷道保持一致的断面和方向，并按规程规定支护巷道，以减小巷道的阻力，提高扇风机的风量。 15、随开采深度的增加，矿井绝对瓦斯涌出量会不断增大，应按煤矿安全规程的要求，重新核定矿井的风量。 16、本通风设计是依据地质资料和矿井实测数据进行设计的，如在具体施工过程中改变了矿井的开拓、开采方法时，应及时重新进行矿井通风设计，以达到矿井安全生产的目的。 17、本设计中未尽事项，严格按煤矿安全规程和其它有关规定执行。 反风安全技术措施 1、矿井每年度进行1次反风试验，并根据实际成果来检验矿井通风系统及通风设备、设施的可靠性。 2、经常检查防爆盖、正反安全门、风闸门及通风各系统的完好性，确保需反风时能顺利进行。 3、防爆盖在四角设置闭锁装置，以便在反风时能迅速将防爆盖闭锁，以达到反风的目的。 4、轴流式风机反风是靠电机反转完成的，主扇的主令控制开关倒相装置应经常性检查，发现问题及时处理，确保反风时灵活可靠，在五分钟之内能迅速将风机启动。 5、矿井反风时要切断井下一切电源，撤出人员，待反向风流正常后，对风量及各种有害气体含量进行检测，如反向风量达到正常风量的45时，需检查通风设备及设施，并调整通风系统。 6、矿井反风试验主扇司机要详细记录，主扇电源、温度及风压，结束反风时要将倒相装置倒向，并要在主扇电机停止运转后，方可启动。 7、反风时需成立反风领导小组，统一指挥，其它任何人不得擅自更改反风程序，确保反风正常运行。