1通风能力核定.docx
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1通风能力核定
第一章概述
第一节核定工作的简要过程
根据中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》及《煤矿安全规程》<2018版）第104条“矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产”的要求，落实“以风定产”的煤矿瓦斯治理措施，加强煤矿通风管理，指导煤矿科学组织生产，规范煤矿生产行为，有效促进煤矿提高通风装备水平，改善安全生产条件，受山西东辉集团邓家庄煤业有限公司委托，我院于2018年5月25日—2018年6月25日对山西东辉集团邓家庄煤业有限公司通风能力进行了核定。
接受矿井通风能力核定委托后，我院按通风能力核定工作要求，组织具有核定资质的核定人员收集相关支持性文件、编制收集资料清单，制定现场调查表，为现场调查做准备；同时按规定要求组建了核定小组，核定人员针对矿井的实际情况，逐项收集资料，填写现场情况表，分析现场存在的问题，并提出整改建议，转入室内工作后，核定小组根据收集的资料进行归纳整理，按《煤矿通风能力核定标准》的要求编写了本报告。
第二节核定依据的主要法律、法规、规范和技术标准
1、《煤矿安全规程》<2018版）；
2、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》；
3、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1028-2006《煤矿井工开采通风技术条件》；
4、《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005>；
5、矿井有关监测检验报告。
6、《煤矿生产能力核定与管理指南》。
7、MT/T440-2008《矿井通风阻力测定方法》；
8、《煤炭法》、《矿产资源法》、《安全生产法》、《矿山安全法》等有关法律、法规。
第三节最终确定的煤矿核定通风能力
根据国家煤矿通风能力核定的有关规定，按照矿方提供的有关资料，山西东辉集团邓家庄煤业有限公司通风能力为156.8万吨/年。
第二章矿井基本简况
第一节矿井简况
山西东辉集团邓家庄煤业有限公司位于山西河东煤田中部，行政区划属柳林县孟门镇管辖；矿区距柳林县城20km，距成家庄5km，有沥青公路与成家庄相连，成家庄到柳林有三级公路相连，之后有307国道、柳林——太原高速公路直通汾阳、陕西，交通运输条件便利。
其地理坐标为：
东经110°47′25″—110°51′15″，
北纬37°32′55″—37°35′14″。
该矿井田面积13.1779k㎡，井田范围呈不规则多边形，南北走向长2.5～2.6km，东西倾斜宽1.5～5.6km，准采2#、4#、5#煤层，现开采煤层为4+5#煤层。
第二节矿井生产现状
山西东辉集团邓家庄煤业有限公司原设计生产能力为45万吨/a，根据山西省煤炭工业局2008年2月20日下发的晋煤行发【2008】153号文件，该矿井由45万吨/a提高到90万吨/a，并进行了机械化升级改造。
又根据山西省人民政府办公厅文件晋政办发【2009】100号文，该矿委托吕梁市煤炭设计研究院对生产能力进行了核定，核定能力为90万吨/a。
截至目前为止，该矿主要生产系统如提升、运输、通风、排水、供电、采掘以及地面生产系统均没有发生变化。
该矿采用斜立井混合开拓方式，全矿有3个井口，分别为主斜井、副立井、回风立井。
主斜井：
净宽4.6m，净断面14.1㎡，倾角25°，斜长415m，井筒装备一条带宽800mm的大倾角钢绳芯强力带式输送机。
副立井：
净径4.0m，净断面12.56㎡，装备lt单层单车普通罐笼，垂深190.95m。
回风立井：
矿井专用回风井筒，井筒直径4.0m，净断面12.56㎡，垂深169.0m，设行人梯子间。
全井田分为两个采区，分别为一采区、二采区，现开采一采区，该采区布置一个综采工作面，为15206回采工作面；二个掘进工作面，分别为15200回风配巷掘进头与西皮带巷掘进头。
采煤工作面装备MGTY—300/730—1.1D型电牵引采煤机，运煤采用SGZ/764/630型刮板输送机，运输顺槽采用DSJ120/80/2×250型带式输送机运煤，运输大巷采用DPL-100/80型带式输送机运煤，集中运输巷采用DLT1063-1×125kW型带式输送机运煤至井底煤仓，由主斜井带式输送机运至地面。
井下所需设备、材料经副立井罐笼下放至井底，轨道大巷采用SQ80/110型无极绳绞车牵引矿车运送到工作面。
第三节通风系统情况
<一）通风方式、方法
矿井通风方式为中央并列式，通风方法采用机械抽出式，其中主斜井、副立井进风，回风立井回风。
<二）主通风机运行参数
矿井选用FBCDZ№26型通风机2台，电机功率2×185kW，电压10kV，双回路供电，一台工作，一台备用，风机风量72--160m³／s，风压649—2450Pa，目前，主风机运行角度为11°。
<三）矿井需要风量、实际风量、有效风量
矿井计划风量3672m³/min，实际进风量6394.8m³/min左右，总回风量为6265.8m³/min左右，有效量6040.2m³/min左右。
根据《山西东辉集团邓家庄煤业有限公司矿井通风阻力测定报告》<山西煤矿设备安全技术检测中心，2018.8）可知，矿井通风总阻力为1530.45Pa。
矿井等积孔为3.10m2，风阻为0.147Ns2/m8，通风难易程度为容易。
又根据该报告，矿井主斜井进风50.33m³／s，副立井进风56.25m³／s，回风立井回风104.43m³／s。
矿井通风阻力为1530.45Pa，矿井总通风阻力系数为0.147NS2/m8。
矿井采煤工作面采用全负压独立通风，风流畅通，风量充足。
掘进工作面采用FBD№6.0/2×18.5型局扇压入式独立通风，该局部通风机整机额定功率37KW，风量290～480m³/min，全压450～5500Pa，风机实现“风电、瓦斯电闭锁”。
矿井共有2处独立通风硐室，分别为中央变电所及水泵房、2#变电所。
<四）瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性
根据山西省煤炭工业厅文件《关于吕梁市2018年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复<晋煤瓦发【2018】270号）》，山西东辉集团邓家庄煤业有限公司绝对瓦斯涌出量为7.73m³/min，相对瓦斯涌出量为3.88m³/t，二氧化碳绝对涌出量为3.02m³/min，相对二氧化碳量为1.51m³/t，鉴定结论为低瓦斯矿井。
根据山西煤矿设备安全技术检测中心2018年提供的报告，山西东辉集团邓家庄煤业有限公司现采煤层其煤尘具有爆炸性，煤的自燃倾向性为Ⅱ级自燃，自燃发火期为6个月。
第三章煤矿需要风量计算
矿井具有完整独立的通风、防尘、防灭火、瓦斯抽放系统及安全监测系统，通风系统合理、通风设施齐全等。
具备AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》规定的核定通风系统能力的必备条件。
根据AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》，采用方法二由里向外核算法进行核算。
目前，该矿主要用风地点有：
1个综采面<15206综采工作面）；1个备用工作面<15200综采工作面）；2个掘进工作面<西皮带巷掘进工作面、15200回风配巷掘进工作面）；2个独立配风硐室<中央变电所及水泵房、2#变电所）。
第一节矿井需要风量的计算原则
矿井需要风量的计算原则为：
无论矿井或采区的供风量，均按该地区各个实际用风地点，按照风量计算依据，分别计算出各个用风地点的实际最大需风量，从而求出该地区的风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，作为该地区的供风量，即由采、掘工作面、硐室和其它用风地点到各个采区最后得出全矿井总风量。
第二节矿井需要风量计算方法
矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其它用风巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠地供风。
Qrs≥（∑Qcf+∑Qhf+∑Qur+∑Qsc+∑Qrl>×kaq
式中：
Qrs——矿井需要风量，m³/min。
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m³/min；
Qhf——掘进工作面实际需要风量，m³/min。
Qur——硐室实际需要风量，m³/min。
Qsc——备用工作面实际需要风量，m³/min。
Qrl——其他用风巷道实际需要风量，m³/min。
kaq——矿井通风需风系数（抽出式取l.15～1.20．压入式取1.25～1.30>。
该矿为抽出式通风，取kaq=1.18。
第三节采煤工作面<包括备用工作面）实际需要风量的计算
每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
<1）按气象条件计算
Qcf=60×70％×vcf×Scf×kch×kcl
式中：
vcf——采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度，按表3-3-1选取；根据矿方提供的2018年3月15日《测风报告》，井下各测风点温度均小于20℃，故取vcf=1m/s。
Scf——采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算；根据表2-2-1，Scf=（4.15+4.75>/2×3.6=16.02㎡。
kch——采煤工作面采高调整系数，具体取值见表3-3-2；取1.2
kcl——采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3-3-3；工作面长度180m，故kcl=1.2。
70％——有效通风断面系数；
60—为单位换算产生的系数。
故
Qcf=60×0.7×1×16.02×1.2×1.2=968.89m³/min
<2）按照瓦斯涌出量计算
Qcf=Qcr+Qcd=<100×qgr×kcg）+<100×qgd×kcg）
=100×kcg（qgr+qgd）
式中：
Qcr—第一回风巷需要风量，m3/min；
Qcd—第二回风巷需要风量，m3/min；
qgr—采煤工作面回风巷的平均排瓦斯量，m3/min；
qgd—采煤工作面第二回风巷的平均排瓦斯量，m3/min；
100—回风流中的瓦斯浓度不应超过1.0%的换算系数。
kcg—瓦斯涌出不均衡系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。
根据矿方提供的2018年3月份《邓家庄煤矿瓦斯检查日报表》，当月综采工作面皮带巷回风流中最大瓦斯浓度为0.07％，平均瓦斯浓度为0.054％，回风配巷回风流中最大瓦斯浓度为0.53％，平均瓦斯浓度为0.49％；又根据矿方与上述瓦斯检查日报表同时提供的《5（4+5>号煤层通风系统图》，该工作面皮带巷回风1203m³/min，回风配巷回风1044m³/min。
故
qgr=0.054％×1203=0.65m³/min
qgd=0.49％×1044=5.11m³/min
工作面日最大绝对瓦斯涌出量为
0.07％×1203+0.53％×1044≈6.37m³/min，
kcg=6.37/（0.65+5.11>≈1.1
所以Qcf=100×kcg（qgr+qgd）=100×1.1×（0.65+5.11>=633.6m³/min
<3）按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=Qcr+Qcd=<67×qcr×kcc）+<67×qcd×kcc）
=67×kcc（qcr+qcd）
式中：
Qcr—第一回风巷需要风量，m3/min；
Qcd—第二回风巷需要风量，m3/min；
qcr—采煤工作面回风巷的平均排二氧化碳量，m3/min；
qcd—采煤工作面第二回风巷的平均排二氧化碳量，m3/min；
67—回风流中的二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数。
kcc—二氧化碳涌出不均衡系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。
根据矿方提供的2018年3月份《邓家庄煤矿瓦斯检查日报表》，当月综采工作面皮带巷回风流中最大二氧化碳浓度为0.04％，平均二氧化碳浓度为0.026％，回风配巷回风流中最大二氧化碳浓度为0.05％，
平均二氧化碳浓度为0.046％；又根据矿方与上述瓦斯检查日报表同时提供的《5（4+5>号煤层通风系统图》，该工作面皮带巷回风1203m³/min，回风配巷回风1044m³/min。
故
qgr=0.026％×1203=0.31m³/min
qgd=0.046％×1044=0.48m³/min
工作面日最大绝对二氧化碳涌出量为
0.0004×1203+0.0005×1044≈1.00m³/min，
kcc=1.00/（0.31+0.48>≈1.27
所以Qcf=67×qcc×kcc=67×0.79×1.27=67.22m³/min
<4）按炸药量计算
本工作面为综采工作面，无需炸药。
综合上面计算，取Qcf=968.89m³/min≈970m³/min
<5）按工作人员数量验算
Qcf≥4Ncf
式中：
Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数，30人；
4——每人需风量，m³/min
Qcf≥4Ncf=4×30=120m³/min
附合要求。
<6）按风速进行验算
a>验算最小风量
Qcf≥60×0.25Scb
Scb=lcb×hcf×70%=4.75×3.6×0.7=11.97㎡
故Qcf≥60×0.25×11.97=179.55m³/min，符合要求。
b>验算最大风量
Qcf≤60×4Scs
Scs=lcs×hcf×70%=4.15×3.6×0.7=10.458㎡
故Qcf≤60×4×10.458=2509m³/min，符合要求。
b>综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量
Qcf≤60×5Scs
故Qcf≤60×5×10.458=3137m³/min，符合要求。
式中：
Scb—采煤工作面最大控顶距有效断面积，㎡；
lcb=4.75m，采煤工作面最大控顶距；
hcf=3.6m，采煤工作面实际采高。
Scb—采煤工作面最小控顶距有效断面积，㎡；
lcs=4.15m，采煤工作面最小控顶距。
0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s。
70%—有效通风断面系数；
4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s。
5.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s。
<7）根据《通风阻力测定报告》，采煤工作面实际进风量为
2018m³/min，该风量也满足第<6）步骤的要求。
<8）验算风量是否满足回风巷瓦斯浓度不超过1％的要求。
根据上述第<2）步骤，回风巷最大瓦斯浓度为0.07％，风量1203m³/min，故回风巷最大绝对瓦斯涌出量为0.0007×1203=0.84m³/min，回风配巷最大绝对瓦斯涌出量为0.0053×1044≈5.53m³/min，
故回风巷瓦斯浓度不超过1％时的要求最小需风量为
（0.84+5.53>/0.01=673<970m³/min
所取风量满足要求。
<9）备用工作面风量取值
备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50％。
故取备用工作面风量Qsc=Qcf×0.5=970×0.5=485m³/min。
第四节掘进工作面实际需要风量的计算
每个掘进工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量以及局部通风机实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
<1）按照瓦斯涌出量计算
Qhf=100×qhg×khg
式中：
qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m³／min。
抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算。
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
根据矿方提供的2018年3月份《邓家庄煤矿瓦斯检查日报表》，当月15200皮带巷与轨道巷回风流中最大瓦斯浓度为0.12％，平均瓦斯浓度为0.083％；又根据矿方提供的当月《5（4+5>号煤层通风系统图》，工作面回风410m³/min。
故
工作面日最大绝对瓦斯涌出量为
0.12％×410≈0.49m³/min，
日平均绝对瓦斯涌出量为
0.083％×410≈0.34m³/min，
khg=0.49/0.34≈1.44
所以Qhf=100×qhg×khg=100×0.34×1.44=49m³/min
<2）按照二氧化碳涌出量计算
Qhf=67×qhc×khc
式中：
qhc——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m³／min。
khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
根据矿方提供的2018年3月份《邓家庄煤矿瓦斯检查日报表》，当月掘进工作面回风流中最大二氧化碳浓度为0.06％，平均二氧化碳浓度为0.036％。
故
工作面日最大绝对二氧化碳涌出量为
0.0006×410≈0.25m³/min，
日平均绝对二氧化碳涌出量为
0.00036×410≈0.15m³/min。
khh=0.25/0.15≈1.67
所以Qhf=67×qhc×khc=67×0.15×1.67=17m³/min
<3）按炸药量计算
现该矿掘进工作面已经全部升级为综掘，无需炸药。
<4）按局部通风机的吸风量计算
当按局部通风机实际吸风量计算需要风量时，安设局部通风机的巷道中的风量，除了满足局部通风机的吸风量外，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的巷道风速不小于0.25m/s要求。
Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd
式中：
Qaf—局部通风机最大吸风量，m³/min。
对于FBD№6.0/2×18.5型局部通风机，其额定风量290～480m³/min，取480m³/min
I—每个供风地点同时运转的局部通风机数，I=1
Shd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积。
0.25—有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许最低风速；
对于西皮带巷，Shd=15.4㎡
Qaf=480×1+60×0.25×15.4=711m³/min
对于15200回风配巷掘进工作面，Shd=14.72㎡
Qaf=480×1+60×0.25×14.72=701m³/min
∑Qhf=711+701=1412m³/min
<5）按工作人员数量验算
Qhf≥4Nhf
式中：
Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，17人；
4——每人需风量，m³/min
Qhf≥4Nhf=4×17=68m³/min
<6）按最小风速进行验算
Qhf≥60×0.25Shf
Shf—掘进工作面净断面积，14.8㎡；
故Qhf≥60×0.25×14.8=156.8m³/min
<7>验算最大风量
Qhf≤60×4Shf
Qhf≤60×4×14.8=3552m³/min，符合要求。
第五节硐室实际需要风量的计算
井下硐室需要风量，应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算，如下式：
式中：
∑Q硐—所有独立通风硐室需要风量总和，m3/min；
Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n—不同独立供风硐室需要风量，m3/min。
矿井共有2处独立通风硐室，分别为中央变电所及水泵房、2#变电所。
发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量，m³／min。
∑w——机电硐室中运转的电动机（或变压器>总功率（按全年中最大值计算>，kW；
θ—机电硐室发热系数，数值见下表
ρ—空气密度，一般取ρ=1．20kg／m³；
Cp—空气的定压比热，一般可取Cp=1.006kJ／（kg·K>；
△t—机电硐室的进、回风流的温度差，K。
机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。
采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取60～80m³／min。
选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30℃，其他硐室温度不超过26℃。
根据以上计算方法，井下硐室需要风量见下表：
所以，∑Qur=90+80=170m3/min
第六节其它用风巷道实际需要风量的计算
1.按瓦斯涌出量计算：
式中Qi——第i个井巷实际需要风量，m3/min；
qCH4——第i个井巷最大瓦斯绝对涌出量，m3/min；
K——瓦斯涌出不均衡系数，取1.2～1.3；
100——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
2.按风速计算：
岩巷
煤巷
式中Si——第i个其它井巷断面，m2。
其它井巷需要风量的计算结果详见下表：
第七节矿井总需风量的确定
根据第二节提供的计算方法，矿井总风量确定如下：
Qrs≥（∑Qcf+∑Qhf+∑Qur+∑Qsc+∑Qrl>×kaq
=（970+1412+170+485+633>×1.18=4331m3/min
第四章矿井通风能力计算
第一节计算公式
矿井总进风量为6394.8m3/min，矿井可安排1个综采工作面<15206综采工作面），1个备采工作面<15200备用综采面），2个掘进工作面<西皮带巷15200回风配巷掘进工作面）。
由于该矿井年产量大于30万t。
根据AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》5.3条，采用“由里向外核算法”，公式如下：
式中p——矿井通风能力，万t/年；
pci——第i个采煤工作面正常生产条件下的年产量，万t/年；
phj——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，万t/年；
m——采煤工作面的数量，个；
n——掘进工作面的数量，个。
第二节参数选取
各采掘工作面特征见表4-2-1~4-2-3。
表4-2-115206综采工作面特征表
工作面平均长
平均采高
原煤视密度
回收率
<%）
年工作日数
180
3.60
1.39
97
330
正规循环作业系数<%）
工作面个数
日推进度采煤方法
备注
80
1
6.0
综采
表4-2-215200回风配巷综掘工作面特征表
巷道纯煤面积原煤视密度
日进尺
年工作日数
工作面个数
备注
16.56
1.39
12
330
1
表4-2-3西皮带巷综掘工作面特征表
巷道纯煤面积原煤视密度
日进尺
年工作日数
工作面个数
备注
16.9
1.39
12
330
1
第三节能力计算
1.采煤工作面年产量
Aci=330×10-4×lci×hci×rci×bci×cci×nci
式中：
lci－第i个回采工作面平均长度；
hci－第i个回采工作面煤层平均采高。
rci－第i个回采工作面原煤视密度；
bci－第i个回采工作面平均日推进度；
cci－第i个回采工作面回采率；
nci－第i个回采工作面正规循环率；
330－年工作天数。
2.单个掘进工作面年产量
Ahi=330×10-4×shi×rhi×bhi
shi－第i个掘进工作面巷道纯煤面积，
rhi－第i个掘进工作面原煤视密度
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