青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书 全.docx

青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书 全.docx

《青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书 全.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书 全.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书全

青海煤业集团鱼卡煤矿矿井通风设计说明书

2013年元月

（一）、矿井概况……………………………………………………………3

（二）、确定矿井通风系统和通风方式………………………………5

（三）、矿井总风量计算与分配…………………………………………6

1、矿井需风量计算…………………………………………………6

2、矿井总风量的分配………………………………………………13

（四）、矿井通风总阻力计算……………………………………………14

1、绘制通风网络图（附图1）

2、选择通风容易、困难时期线路…………………………………15

3、各段风阻计算（附表1）

4、总阻力计算…………………………………………………………15

5、矿井等积孔计算……………………………………………………15

（五）、选择矿井通风设备……………………………………………………15

（六）、矿井通风费用概算……………………………………………………18

一、矿井概况

1、地理位置

青海省能源发展集团鱼卡公司属于国有制企业。

位于青海省海西州大柴旦镇镜内，地界属于大柴旦镇管辖，距该镇50Km。

青（海）—新（疆）公路（315国道）从鱼卡井田北侧通过，距矿井3.0Km；格（尔木）——柳（园）公路从井田东侧经过，距矿井约5.0Km；矿区东南距青藏铁路锡铁山火车站120Km（格尔木公路相通），交通比较便利。

本区地理位置为东经94°52´40"—94°55´28"，北纬38°00´36"—38°02´24"。

2、井田境界

鱼卡井田属于鱼卡矿区尕秀段区，位于绿梁山北侧的皱褶带中，该皱褶带是主要控制煤系地层的构造，为东西向较为平缓的复试断裂皱褶共存的构造，井田内两条逆断层F2和F4，处于井田的东部和背部，并作为井田的东部边界。

区内钻孔揭露的底层从上而下有四系，第三系、侏罗系、石炭系、奥陶系、远古界地层。

主要含煤层为侏罗系大煤沟地层，煤厚在70—130之间。

共有七层，从上而下1—4为不可采煤层，5—6为局部可采煤层，只有7为井田内主要可采煤层。

3、储量

井田面积4.15km2，区内原探明储量13230万吨，其中煤7:

12153万吨，煤6:

801万吨，煤5:

276万吨。

动用资源储量（2003年10月为准）25.8万吨。

合计保有资源储量13204,2万吨。

青煤鱼卡公司90万吨/年矿井建设项目于2007年5月竣工建成，5月22日投入试生产。

本区一井田90万吨/年矿井，经省发改委批准于2003年开工，2007年5月22日投入试生产，设计年产90万吨，2007年5月22日进入试生产阶段，在此期间，各项技术、经济指标均达到规范要求。

2008年5月22日经过竣工验收，顺利进入正常生产阶段，至目前按设计生产能力正常生产。

4、开拓及采煤方式

矿区工业场所平均高程3220吗，矿井开拓方式为斜井片盘式，回采方式为采区前进式，区内为后退式，井下掘进采用综合机械及炮掘相结合，采煤方法为走向长壁式综合机械化放顶煤的回采工艺。

5、提升运输

主井提升为强力大倾角胶带运输机，副井辅助提升为单滚筒提升机，原煤运输方式为带式连续运输，由工作面至主井至地面，辅助运输为轨道运输方式。

6、矿井通风

矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为机械抽出式，西风井使用BD—II—10—NO:

22/2×75kw隔爆对旋轴流式通风机，通风静压450—1700MPa,通风风量为56—26m/s，东风井使用FBCDZ—II—6—NO:

15/2×45kw隔爆对旋轴流式通风机，通风静压300—1300MPa,通风风量为55—15m/s。

矿井瓦斯等级属低瓦斯矿井，矿井瓦斯相对涌出量为1.092m3/T，绝对瓦斯涌出量为3.363m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.404m3/T，绝对瓦斯涌出量为4.324m3/min，煤尘（均为2011年鉴定）属爆炸性煤尘，煤层自燃发火期为1—3个月。

7、水源条件

矿区东侧距离地面工业广场约7km处的鱼卡河建有水源井，水质好，作为矿区供水水源。

水泵为D155—30×6，流量155m3/h，功率132kw，管路直径150mm。

工业广场内设有容量为2×500m3低位水池，以动压方式向井下、工业广场供水，加压泵为80GDL54—14×4，压力设定0.4MPa,流量54m3/h，主管道为￠105无缝钢管，支管道为￠50焊管。

8、矿井排水

注水泵选用MD46—50×8型三台，其中一台工作、一台备用、一台检修，排水管两趟，一趟工作，一趟备用，最大排水能力每小时300立方。

9、压风

地面压风车间配置两台螺旋杆式空压机，LGFD（185—280）/337CT1，功率250kw，风量43m3/min，压力0.8MPa,向地面及井下提供风压。

10、电源条件

（1）、供电电源

矿井采用双回路供电，高圧引电源子红山110kv变电所，备用电源6kv，1100kv来自本矿区小水电发电厂。

（2）、地面供配电

工业场地建设35kv变电所降压为6kv入井，地面设备高圧使用6kv供电，低压采用380v供电。

（3）、井下供配电

6kv入井后，设井下中央变电所一座，采区变电所2座，分别为采掘，提升提供动力电源。

二、确定矿井通风系统

根据初步设计，鱼卡煤矿的原煤产量为90万吨/年，矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为机械抽出式。

各采区通风线路为：

1、一采区：

从副斜井进风→2985车场石门→2990运输顺槽→采煤工作面→3060回风顺槽→3070东总回风大巷→东部回风井排出

2、二采区：

从主副斜井进风→2920清理巷→2920西巷运输顺槽→采煤工作面→2960回风顺槽→2960回风上山→3030回风上山→3070东回风巷→3070东总回风→东部回风井排出

3、三采区：

从副斜井进风→3070车场石门→3070运输大巷→3085运输顺槽→采煤工作面→3100回风顺槽→区段上山→3150回风大巷→西部回风井排出。

三、矿井总风量的计算与分配

矿井所需风量的计算方法及配风原则，按照《煤矿安全规程》第103条的规定及设计规范进行。

1、矿井总风量计算，按年产90万吨计算。

（1）按进下同时工作的最多人数计算

Q矿=4NK

=4×200×1.15

=920m3/min

式中Q矿——矿井总需风量，m3/min

N——井下同时工作的最多人数，人；

4——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均等因素。

采用压入式和中央并列式通风时，可取1.20~1.25;采用对角式或区域式通风时，可取1.10~1.15。

上述备用系数在矿井产量T≧0.90Mt/a时取大值。

（2）按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算

采煤工作面需风量计算

1171综放工作面需风量计算

按不同方式计算综放工作面需风量，取最大值；

按气象条件确定需要风量

Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温

式中：

Q基本——不同采煤工作面的基本风量=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速（不小于1m/s）

K采高——回采工作面采高调整系数，K取1.1

K采面长——回采工作面长度调整系数，K取1

K温——回采工作面温度与对应风速调整系数，K取1

综放工作面平均控顶距为6.6m，工作面实际采高为2.5m。

Q采=（60×6.6×2.5×70%×1）×1.1×1×1

=762.3m³/min

根据CH4绝对涌出量计算：

Q采=100Kq=100×1.4×1.04=145.6m3/min

式中：

q——为绝对涌出量，1.04m3/min；（根据2012年瓦斯等级鉴定确定）

K——不均衡系数，1.4。

长壁采煤用此公式计算

Q1171=60×V采×S采

式中：

V采——工作面空气温度，本矿1171工作面空气温度为12℃~13℃，根据温度与风速的关系，所以在此处V采取1.0m/s；

S采——工作面平均断面积，本矿1171综放工作面平均有效通风断面为12m2；

Q1171=60×1.0×12

=720m³/min

按工作面最多人数计算（交接班时）；

Q=4N

=4×50

=200m³/min

（1）按风速进行验算；

1171综放工作面风速

V=Q/60×S

=762.3/60×13

=0.97m/s

4m/s＞V1171＞0.25m/s

通过以上计算和风速验算，综放工作面风速0.97m/s，762.3m³/min就可以满足风速需求。

12731综放工作面需风量计算

按不同方式计算综放工作面需风量，取最大值；

按气象条件确定需要风量

Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温

式中：

Q基本——不同采煤工作面的基本风量=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速（不小于1m/s）

K采高——回采工作面采高调整系数，K取1.1

K采面长——回采工作面长度调整系数，K取1

K温——回采工作面温度与对应风速调整系数，K取1

综放工作面平均控顶距为6.2m，工作面实际采高为2.5m。

Q采=（60×6.2×2.5×70%×1）×1.1×1×1

=716.1m³/min

根据CH4绝对涌出量计算：

Q采=100Kq=100×1.4×1.04=145.6m3/min

式中：

q——为绝对涌出量，1.04m3/min；（根据2012年瓦斯等级鉴定确定）

K——不均衡系数，1.4。

长壁采煤用此公式计算

Q1273=60×V采×S采

式中：

V采——工作面空气温度，本矿1273工作面空气温度为12℃~13℃，根据温度与风速的关系，所以在此处V采取1.0m/s；

S采——工作面平均断面积，本矿1273综放工作面平均有效通风断面为10.6；

Q1273=60×1.0×10.6

=636m³/min

按工作面最多人数计算（交接班时）；

Q=4N

=4×50

=200m³/min

（1）按风速进行验算；

1273综放工作面风速

V=Q/60×S

=716.1/60×10.6

=1.13m/s

4m/s＞V1273＞0.25m/s

通过以上计算和风速验算，综放工作面风速1.13m/s，716.1m³/min就可以满足风速需求。

炮采工作面风量计算

①按工作面温度计算

Q采=60×70%×V采×S采×K采h×K采l

=208m3/min

式中：

V采—采煤工作面风速，根据采煤工作面进风流的温度，取1m/s。

S采—采煤工作面的平均有效断面积，取5m2。

K采h—采煤工作面采高调整系数，取1.1。

K采l—采煤工作面长度调整系数，取0.9。

②按瓦斯涌出量计算

Q采=100×q采×k采

=70.4m3/min

式中：

q采—采煤工作面回风流中绝对瓦斯涌出量，取0.35m3/min。

k采—采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数，取2.0。

100—按采煤工作面回风流中瓦斯的体积分数不应超过1%的换算系数。

③按采煤工作面人数计算

Q采=4N

=84m3/min

式中：

4—每人需风量，m3/min

N—采煤工作面同时工作的最多人数取21人。

④按风速进行验算符合要求。

15S≤Q采≤240S

63m3/min≤Q采≤1008m3/min

式中：

S—采煤工作面最大控顶有效断面积，取4.2m2。

15：

为工作面最低风速（m3/min）。

240：

为工作面最高风速（m3/min）。

综合上述：

取最大值，3070—307工作面所需风量为208m3/min。

掘进工作面需风量计算

煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。

（1）按炸药量计算；

Q掘=25A

A为一次爆破最大炸药量，本矿为6kg；

①2920东巷：

Q掘=25×6=150m³/min

②2910回风巷同上，Q掘=150m³/min

③副井延伸同上，Q掘=150m³/min

④西风井井筒延伸同上，Q掘=150m³/min

（2）按掘进工作面最大同时工作人数计算；

Q掘=4N

N为掘进工作面同时工作最大人数（交接班）

①2920东运输顺槽为20人；

2920东巷Q掘=4×20

=80m³/min

②2910回风顺槽为18人

2910回风巷Q掘=4×18

=72m³/min

③副井延伸为12人

副井延伸Q掘=4×12=48m³/min

（3）按局部通风机实际吸风量计算；

Q掘=Q局×I+15/9S

岩巷最小风速为9m/min，煤巷最小风速为15m/min

Q局为局部通风机实际吸风量；

I为掘进工作面同时工作通风机台数；

S为掘进工作面最大断面积。

①、副井延伸为岩巷掘进并选用2×7.5KW通风机一台，实际吸风量为100~250m³/min，现取100m³/min。

副井延伸Q掘=100×1+9×8.8

=179.2m³/min

②、2920东巷为煤巷掘进并选用2×7.5KW通风机一台，实际吸风量为100~250m³/min，现取100m³/min。

2920东运输顺槽Q掘=100×1+15×7

=205m³/min

③、2910回风顺槽为煤巷掘进并选用2×5.5KW局部通风机一台，实际吸风量为80~200m³/min,现取80m³/min

2910回风顺槽Q掘=80×1+15×12.4

=266m³/min

④、西风井井筒延伸为岩巷掘进并选用11KW通风机一台，实际吸风量为100~200m³/min，现取100m³/min。

西风井井筒Q掘=100×1+9×7.3

=165.7m³/min

（4）按风速验算

掘进煤巷和半煤岩巷V掘=Q掘÷S掘>0.25m/s

掘进岩巷V掘=Q掘÷S掘>0.15m/s

S掘为掘进面断面积

12920东巷为半煤岩巷，最低允许风速为0.25m/s

断面积为11.48m³

2920东巷V掘=205÷60÷11.48

=0.30m/s

大于规程规定最小风速0.25m/s。

12910回风巷为煤巷，最低允许风量为0.25m/s

断面面积为12.4m2

2910回风巷V掘=266÷60÷12.4

=0.36m/s

大于规程规定的最小允许风速0.25m/s

2副井延伸为岩巷，最低允许风速为0.15m/s

断面面积为8.8m³

副井延伸V掘=179.2÷60÷8.8

=0.34m/s

大于规程规定的最小允许风速0.15m/s

3西风井延伸为岩巷，最低允许风速为0.15m/s

断面面积为8.8m³

副井延伸V掘=165.7÷60÷8.8

=0.32m/s

大于规程规定的最小允许风速0.15m/s

通过以上计算和风速验算，掘进工作面实际需风量为：

2920东运输顺槽Q掘=205m³/min

2910回风巷Q掘=266m³/min

副井延伸Q掘=179.2m³/min

西风井井筒延伸Q掘=165.7m³/min

∑Q掘=2920东巷Q掘+2910回风巷Q掘+副井延伸Q掘+西风井井筒延伸Q掘

=205+266+179.2+165.7

=815.9m³/min

硐室需风量

矿井共有3个机电硐室，均布置在进风系统。

故不计算需风量。

4、其它巷道需风量计算

其它用风巷道的需要风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用最大值。

1、2985上山皮带巷

①按瓦斯涌出量计算：

Qrl=133×qrg×Krg

式中：

Qrl—其他巷道需要风量，m3/min；

Qrg—其他巷道平均瓦斯绝对涌出量，0.09m3/min；

Krg--其他巷道瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，取1.3；

133—其他巷道风流中瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数

Q其1=133×qrg×Krg=133×0.09×1.3=15.57m3/min

②按巷道最低风速计算：

Q其1=60×0.25S=85.5m3/min

式中：

S——断面为5.7m2；

经计算比较，按巷道最低风速计算的需要风量为最大,符合要求。

因此，2985上山皮带巷需要风量为：

Q其1=85.5m3/min;

2、2990、2920安全通道

2990、2920安全通道巷：

该巷道为喷浆巷道，按半煤岩巷进行最小风量计算（0.15m/s）

Q其2=60×0.15S=39.6m3/min

式中：

S——断面为4.4m2；

故矿井其他巷道配风为：

∑Q其它=Q其1+2Q其2=85.5+2×39.6=164.7m3/min

六、矿井总需风量的计算结果

Q矿=（∑Q采+∑Q掘+∑Q其它）×K

=（1647.7+165.7+164.7）×1.15

=2274.82m³/min

注：

由于1273工作面与2920、2910、副井延伸掘进串联通风、因此∑Q掘=西风井井筒延伸Q掘=165.7m³/min

5、矿井总风量计算

通过计算所得；矿井总风量为2274.82m3/min

k：

矿井通风系数1.15

2、矿井风量分配

（一）、矿井风量分配方法，从矿井总风量中减去独立硐室，把剩余风量按矿井通风系数对各用风地点进行分配，最后剩余风量全部分配到掘进工作面

1、1171综采面：

763m3/min

2、1273综采面：

716.1m3/min

3、炮采工作面：

208m3/min

3、2920东巷、2910、副井延伸掘进、西风井井筒延伸：

815m3/min

4、2985皮带上山、2990、2920安全通道：

164.7m3/min

（二）、风速验算：

1、1171综采面：

V=Q/60×S

=762.3/60×12

=0.97m/s

4m/s＞V1171＞0.25m/s符合要求

2、1273综采面：

V=Q/60×S

=716.1/60×10.6

=1.13m/s

4m/s＞V1273＞0.25m/s符合要求

3、2920东巷、2910、副井延伸掘进、西风井井筒延伸：

V掘=Q/240×S

=815/240×12.4

=0.27m/s

4m/s＞V掘＞0.25m/s符合规程要求

四矿井通风阻力计算

1、矿井通风阻力最大线路的选择

根据矿井通风网络图可以得出各网路最大通风阻力路线。

（1）网路一

副斜井→3070车场→3070运输大巷→3050运输顺槽→工作面→3050回风顺槽→区段上山→3165回风→西部回风井排出。

（2）网路二

主副斜井进风→2920清理巷→2920西巷运输顺槽→采煤工作面→2960回风顺槽→2960回风上山→3030回风上山→3070东回风巷→3070东总回风→东部回风井排出

2、各段通风阻力（附表1）

通风阻力计算公式：

Hrf=αLUQ2/S3

式中，Hrf—巷道摩檫阻力；L、U、S—分别是巷的长度、周长、净断面积；Q—分配给井巷的风量；α—各巷道的摩擦阻力系数。

根据前面设计巷道的长度、周长、净断面、巷道的支护方式查出α值，代入式，可以算出最大阻力路线内各井巷的通风摩擦阻力。

3、计算矿井通风总阻力

沿着风路，将各段的摩擦阻力累加，并考虑适当的局部阻力系数，即可分别算出通风容易时期和通风困难时期的井巷通风总阻力hrmin和hrmax。

hrmin=1.15×∑hrfmin

hrmax=1.2×∑hrfma

式中：

1.15、1.2为考虑风路上有局部阻力的系数；计算∑hrfmin、∑hrfmax。

hrmin=1.15×198.44=228.21Pa

hrmax=1.2×531.182=637.42Pa

4、矿井等积孔计算

根据设计矿井是由东西风井二台主要通风机同时工作则矿井等积孔为：

A=1.19×（Q西+Q东）／√（Q西×h西+Q东×h东）／Q西+Q东

=2.25m2

（根据上述计算可知，矿井通风难易程度属中等）

五矿井通风设备的选择

一、主要通风机风量计算：

1、主要通风机风量Q通按下式计算

Q通=K漏Q总

=1.1×2274.82m3/min

=2502.302m3/min；

式中Q总——-矿井总风量，m3/min

K漏——外部漏风系数，抽出式通风时，风井有提升任务K漏=1.10，无提升任务K漏=1.05，压入时通风时，风井有提升任务K漏=1.15，无提升任务K漏=1.1。

2、主要通风机风压计算

抽出式通风时，两个时期的主要通风机静压h通静min和h通静max分别为

h通静min=h阻min+h硐-h自，Pa

h通静max=h阻max+h硐+h自，Pa

式中h阻min、h阻max——通风容易时期和通风困难时期的矿井通风阻力，Pa

h硐——风硐的通风阻力，Pa，一般取100Pa——200Pa

h自——自然风压，Pa

h通静min=228.21+200=428.21Pa

h通静max=637.42+200=837.42Pa

3、主扇及电动机的选择

一、计算通风机输入功率

（1）、通风容易时期输入功率的计算：

P通入min=h通静minQ通/1000η通

=428.21×41.71/1000×0.75

=23.81kw

式中P通入min——通风容易时期主要通风机的输入功率，kw

h通静min——通风容易时期主要通风机风压，Pa

Q通——主要通风机风量，m3/s

η通——主要通风机的工作效率，η通=0.7——0.75，取0,75

（2）、通风困难时期输入功率的计算：

P通入max=h通静maxQ通/1000η通

=837.42×41.71/1000×0.75

=46.57kw

式中P通入max——通风容易时期主要通风机的输入功率，kw；

h通静max——通风容易时期主要通风机风压，Pa；

Q通——主要通风机风量，m3/s

η通——主要通风机的工作效率，η通=0.7——0.75，取0,75

二、确定电动机的台数及种类

当P通入min≥0.6P通入max时，可选一台电动机，电动机功率为：

P电max=P通入maxK电/η电η传

式中P电max——电动机功率，kw；

K电——电动机容量备用系数，取1.1——1.2；

η电——电动机效率，取0.9——0.94（大型电机取较大值）；

η传——传动效率，直接传动取1，皮带传动取0.95；

当P通入min＜0.6P通入max时，前期、后期各选一台电动机

P电min=K电√（P通入max×P通入min）/η电η传

因为P通入min＜0.6P通入max，所以前期、后期各选一台电动机；

前期电动机功率：

P电min=K电√（P通入max×P通入min）/η电η传

=1.2×√（46.57×23.81）/0.94×1

=42.51kw

后期电动机功率：

P电max=P通入maxK电/η电η传

=46.57×23.81/0.94×1

=59.45kw

根据（hminQf）（hmaxQf）及P电max、P电min的计算数据，西风井选择使用BD-II-10-NO:

22/2×75kw隔爆对旋轴流式通风机，通风静压450-1700pa,通风风量为56-26m3/s,选择笼型三相防爆异步电动机2台，电动机型号为YBFH315L1-10,转速为580r/min。

东风井选择使用FBCDZ-II-6-NO:

15/2×45kw隔爆对旋轴流式通风机，通风静压300-1300pa,通风风量为55-15m3/s,选择笼型三相防爆异步电动机2台，电动机型号为YFB1