五里堠二期通风设计.docx
《五里堠二期通风设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五里堠二期通风设计.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
五里堠二期通风设计
山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司
2013年度二、三期通风设计
一、工程概况
左权五里堠煤业有限公司矿井由煤炭工业太原设计研究院设计，设计生产能力为120万吨/年。
矿井开拓方式为立井、斜井混合开拓，在工业场地内布置主、副斜井、进风及回风立井四个井筒。
为了确保2013年安全生产，根据施工组织设计以及掘进衔接表特编制本通风设计。
设计编制依据：
（1）《煤矿安全规程》（2011版）；
（2）《煤矿井巷工程施工规范》GB50511-2010；
（3）《建井工程手册》；
（4）《煤矿建设安全规范》AQ1083-2011
2013年五里堠计划施工进尺
表1-1
序号
工程名称
技术特征
断面（㎡）
工程量
（m）
掘进
净
1
下组煤集中进风东大巷
锚网索喷+梯子梁，煤
16.2
14.7
80
2
下组煤集中胶带运输下山
锚网索喷+梯子梁，煤
19.2
17.3
820.8
3
下组煤回风下山（南）
锚网索+梯子梁，煤
19.3
17.5
720
4
下组煤回风下山（北）
锚网索喷+梯子梁，煤
19.3
17.5
687
5
上组煤集中回风大巷
锚网索喷+梯子梁，岩
19.3
17.5
180
6
上组煤集中回风下山
锚网索喷+梯子梁，煤
19.3
17.5
760.7
7
3101回风顺槽
锚网索喷+梯子梁
12
12
510
8
下组煤集中回风东大巷
锚网索喷+梯子梁，岩石
19.3
17.5
95
合计（巷道）
3853.5
二、地质概况
2.1地层概况
2.1.1地形、地貌
井田位于太行山西麓，属侵蚀的低中山地貌。
区内地表经长期风化剥蚀，沟谷纵横，荆棘丛生，地形较复杂。
沟谷内多为黄土覆盖，山梁大部分为基岩裸露区，二叠系在区内各部均有出露，呈不规则分布。
地势总体为西高东低，最高点为井田西界，范家庄西北，标高为1402.90m，最低点为五里堠村南河谷，标高为1121.00m，相对高差281.90m。
2.1.2地层岩性特征
本矿井为资源兼并重组单独保留矿井，根据原有井筒的围岩岩性资料和水文地质资料预计，施工时所穿岩层岩性良好，无流砂层、破碎岩层和强富水性含水层等不良地层，为此，设计确定井筒采用普通凿井法施工。
2.1.3水文
井田属于海河流域漳河水系，纵贯本井田外东缘的南河川由南向北于左权县城南汇入清漳河西源流向南东，于峧漳与清漳河东源合并，自北向南，经麻田入河北省涉县。
雨季河水暴涨，旱季干涸，洪峰流量85－120m/s，洪水位1174－1100m标高。
井田内无常年性河流，仅在雨季有山洪从井田东南流泄，其流量和强度与大气降水量密切相关。
2.1.4煤和瓦斯
本矿井属于高瓦斯矿井,煤尘具有爆炸危险性且易自燃。
1）煤层
根据潞安环能地质勘探大队提供的《风立井井检孔钻孔柱状图》显示，五里堠矿井井筒共计揭露16个煤层，最厚一层15-3煤位于-206m～-211.65m，煤层厚度为5.65m。
2）瓦斯
据晋中市市煤安发[2009]27文《关于晋中2009年度30万t/a以下煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》，该矿开采3号煤层，矿井瓦斯相对涌出量13.73m3/t，绝对涌出量_______________________________________________________________________________________________________________________________10.27m3/min，二氧化碳相对涌出量2.31m3/t，绝对涌出量1.73m3/min，鉴定等级为高瓦斯矿井，批复等级为高瓦斯矿井。
三、通风系统设计
3.1通风概况
目前井下通风系统为进风井、主斜井、副斜井进风，回风井回风的全负压通风方式，局扇布置在井下。
根据2013年掘进衔接计划，井下最多同时施工5个工作面。
合理布置局扇位置，确保施工所需风量充足。
3.2风量计算及风机选型风机选型
3.2.1下组煤回风大巷（南）施工风机选型为例
1）、掘进工作面的需要风量
①、按相对瓦斯涌出量计算（综掘）
Q煤=100SLKrq相/T
=100×17.5×0.9×1.5×1.2×13.73/120=324.3m3/min
式中：
Q煤——掘进工作所需风量，m3/min；
q相——相对瓦斯涌出量，13.73m3/t
k——松散系数，取1.5
L——综掘机每循环进尺，取0.9m
R——容重，取1.2
T——进尺每循环所需时间，取120min
S——巷道断面，17.5m2
②按炸药量计算需风量（炮掘）
Q炸=7.8×[A（SL）2]1/3/t=7.8×[30×（17.5×1000）2]1/3/40=408.4m3/min
式中：
Q炸——按爆破炸药量计算的工作需风量，m3/min;
t——通风时间，取t=40min;
A——一次爆破最大炸药量，30kg;
S——巷道断面，17.5m2;
L——取1000m.
③按人数计算
Q掘=4×N（m3/min）
式中：
N—掘进工作面同时工作的最多人数，取20人。
Q掘=4×20=80（m3/min）
按照风速计算掘进工作面需要风量：
按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量：
煤巷允许最小需风量Q=60×S×V=60×17.5×0.25=297m3/min
式中：
S——巷道断面，17.5m2
通过以上计算，确定为掘进工作面需风量Q掘=408.4m3/min。
2）、风阻计算
①、风筒风阻Rp
Rp＝6.5α×L/（d5）
式中：
α——风筒摩擦阻力系数（取0.0032N.S2/m4）
L——风筒长度，1000m
d——风筒直径，800mm
Rp＝6.5×0.0032×1000/0.85=63.4N.S2/m8
②、总通风风阻R
R=Rp×＝76.1N.S2/m8
式中：
——通风风阻附加系数（主要考虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素），取1.2。
3）局扇工作风量和工作风压计算
①、局扇工作风量计算
Q扇=Q掘×P
Q扇——局部通风机工作风量，m3/min
P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数，
柔性风筒漏风系数计算：
P=1.2
Q扇=408.4×1.2=490m3/min
②、局扇理论工作风压
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值：
ht=R×Q扇×Q掘=76.1×408.4×490/3600=4234.2Pa
（公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s）
ht——压入式局部通风机全风压，Pa；（出口动压一般忽略不计）
R——总通风风阻
4）、风机选型
根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻，在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型，选用FBDno7.5/2×45kw对旋局扇，该风机能满足要求。
采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风。
一台使用，一台备用。
风机特性曲线见附图。
3.2.2上组煤3101回风顺槽
1）、掘进工作面的需要风量
①、按相对瓦斯涌出量计算（综掘）
Q煤=100SLKrq相/T
=100×12×0.9×1.5×1.2×13.73/120=222.4m3/min
式中：
Q煤——掘进工作所需风量，m3/min；
q相——相对瓦斯涌出量，13.73m3/t
k——松散系数，取1.5
L——综掘机每循环进尺，取0.9m
R——容重，取1.2
T——进尺每循环所需时间，取120min
S——掘进断面，12m2
②按人数计算
Q掘=4×N（m3/min）
式中：
N—掘进工作面同时工作的最多人数，取20人。
Q掘=4×20=80（m3/min）
按照风速计算掘进工作面需要风量：
按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量：
煤巷允许最小需风量Q=60×S×V=60×12×0.25=180m3/min
式中：
S——巷道断面，12m2
通过以上计算，确定为掘进工作面需风量Q掘=222.4m3/min。
2）、风阻计算
①、风筒风阻Rp
Rp＝6.5α×L/（d5）
式中：
α——风筒摩擦阻力系数（取0.0032N.S2/m4）
L——风筒长度，1000m
d——风筒直径，800mm
Rp＝6.5×0.0032×1000/0.85=63.4N.S2/m8
②、总通风风阻R
R=Rp×＝76.1N.S2/m8
式中：
——通风风阻附加系数（主要考虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素），取1.2。
3）局扇工作风量和工作风压计算
①、局扇工作风量计算
Q扇=Q掘×P
Q扇——局部通风机工作风量，m3/min
P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数，
柔性风筒漏风系数计算：
P=1.2
Q扇=222.4×1.2=267m3/min
②、局扇理论工作风压
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值：
ht=R×Q扇×Q掘=76.1×222.4×267/3600=1254.8Pa
（公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s）
ht——压入式局部通风机全风压，Pa；（出口动压一般忽略不计）
R——总通风风阻
4）、风机选型
根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻，在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型，选用FBDno6/2×15kw对旋局扇，该风机能满足要求。
采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风。
一台使用，一台备用。
风机特性曲线见附图。
3.2.3上组煤集中回风下山
1）、掘进工作面的需要风量
①、按相对瓦斯涌出量计算（综掘）
Q煤=100SLKrq相/T
=100×17.5×0.9×1.5×1.2×13.73/120=324.3m3/min
式中：
Q煤——掘进工作所需风量，m3/min；
q相——相对瓦斯涌出量，13.73m3/t
k——松散系数，取1.5
L——综掘机每循环进尺，取0.9m
R——容重，取1.2
T——进尺每循环所需时间，取120min
S——掘进断面，17.5m2
②按人数计算
Q掘=4×N（m3/min）
式中：
N—掘进工作面同时工作的最多人数，取20人。
Q掘=4×20=80（m3/min）
按照风速计算掘进工作面需要风量：
按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量：
煤巷允许最小需风量Q=60×S×V=60×17.5×0.25=262.5m3/min
式中：
S——巷道断面，17.5m2
通过以上计算，确定为掘进工作面需风量Q掘=324.3m3/min。
2）、风阻计算
①、风筒风阻Rp
Rp＝6.5α×L/（d5）
式中：
α——风筒摩擦阻力系数（取0.0032N.S2/m4）
L——风筒长度，1000m
d——风筒直径，800mm
Rp＝6.5×0.0032×1000/0.85=63.4N.S2/m8
②、总通风风阻R
R=Rp×＝76.1N.S2/m8
式中：
——通风风阻附加系数（主要考虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素），取1.2。
3）局扇工作风量和工作风压计算
①、局扇工作风量计算
Q扇=Q掘×P
Q扇——局部通风机工作风量，m3/min
P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数，
柔性风筒漏风系数计算：
P=1.2
Q扇=324.3×1.2=390m3/min
②、局扇理论工作风压
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值：
ht=R×Q扇×Q掘=76.1×324.3×390/3600=2667.8Pa
（公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s）
ht——压入式局部通风机全风压，Pa；（出口动压一般忽略不计）
R——总通风风阻
4）、风机选型
根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻，在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型，选用FBDno7.1/2×30kw对旋局扇，该风机能满足要求。
采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风。
一台使用，一台备用。
风机特性曲线见附图。
3.3总需风量计算
根据《煤矿安全规程》，矿井需要的风量按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：
（1）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不得少于4m3。
则按井下同时工作的最多人数计算，矿井的总风量为：
Q矿总＝4×NK=4×100×1.2=480m3／min
式中:
N—井下同时工作的最多人数,人;
4—每人每分钟供风标准,m3/min;
K—矿井通风系数
（2）按采煤工作面、掘进工作面、硐室及其它地点实际需要风量的总和进行计算：
Qm＝（∑Qwt十∑Qht十∑Qrt十∑Qot）×Km
式中：
Qm——矿井总风量，m3／s；
∑Qwt——采煤工作面实际需要的风量总和，m3／min；
∑Qht——掘进工作面实际需要风量的总和，m3／min；
∑Qrt——硐室实际需要风量的总和，m3／min；
∑Qot——其它用风地点所需风量的总和，m3／min；
Km——矿井通风系数，取1.20。
根据以上计算上组煤掘进工作面需风量总和
∑Qht=390+267=657m3／min
消防材料库等需风量以及炸药库分别取200m3／min
Qm=（657+400）×1.2=1268.4m3／min=21.1m3/s
下组煤掘进工作面需风量总和
∑Qht=490×3=1470m3／min
Qm=1470×1.2=1764m3／min=29.4m3/s
总需风量
Q=1268.4+1764=3032.4m3／min
根据以上计算，2013年我处通风困难时期最多同时施工五个工作面，需风量为3032.4m3／min。
矿方进行风量分配，确保我处安全生产。
四、检测监控系统
安装GJC4/100瓦斯监测系统，局扇安装开停传感器，井下各个施工迎头安装甲烷传感器，一氧化碳传感器等分别与井下临时变电所内瓦斯监控分站连接，再由瓦斯监控分站将信号通过井筒内吊挂的瓦斯监控线MHYV-1×4传输至地面调度室，地面调度室内安装监控主机一套。
另从分站引接控制线到断电开关，实现瓦斯电闭锁，风电闭锁。
4.1瓦斯检测监控系统设计
传感器的安装位置：
T1安设距工作面迎头5m之内。
（掘进机必须设置机载式甲烷传感器）
报警浓度：
T1≥0.8%
断电浓度：
T1≥1.2%
复电浓度：
T1＜0.8%
断电范围：
掘进巷道内全部非本质安全型电器设备。
T2安设在各个掘进工作面后路回风系统处。
报警浓度：
T2≥0.8%
断电浓度：
T2≥0.8%
复电浓度：
T2＜0.8%
断电范围：
掘进巷道内全部非本质安全型电器设备
T3安设临时变电所进风侧处。
报警浓度：
T2≥0.8%
断电浓度：
T2≥0.8%
复电浓度：
T2＜0.8%断电范围：
机电设备硐室内全部非本质安全安全型电气设备
（1）甲烷传感器T1设在掘进工作面，垂直悬挂距顶板（棚梁）约300mm，距巷帮不小于200mm，距工作面煤壁不大于10m不小于5m范围内；甲烷传感器报警浓度≥0.8%；断电浓度≥1.2%；复电浓度＜1.2%。
在井下信号硐室内设置分站一台，通过信号线沿回风石门巷道与传感器连接。
甲烷断电仪的主机接在运输设备总馈上,电源取自馈电的电源侧，在瓦斯超限时，甲烷断电仪可切断掘进巷道内所有非本质安全性设备电源。
（2）甲烷传感器每隔7天调校一次；必须保证甲烷断电仪正常有效，严禁人为损坏。
每天用便携式甲烷报警仪与断电仪对比，偏差较大时以读数大者为准，并要在24h内调校完毕，发现失效失灵及时更换。
（3）拆除或改变与甲烷断电仪关联的电气设备的电源线及控制线、检修与断电仪关联的电气设备，需要断电仪停止运行时，须报告调度室，并用便携式甲烷报警仪监测，方可进行生产，否则要停止生产。
（4）挪移探头可以由机电修工进行。
甲烷断电仪必须固定人员进行维护，确保系统的灵敏可靠。
当瓦斯超限或装置报警时，要按规定安排撤人，并及时查明原因，进行处理。
（5）瓦斯传感器的测量范围：
0-4%CH4连续可测。
传感器的测量误差：
对0-1%范围为±0.1%CH4；对1-2%范围为±0.2%CH4；对2-4%范围为±0.3%CH4；传感器的响应时间应不大于15S；光信号应能在20m内清晰可见。
（6）局部通风机设矿用设备开停传感器，信号取至动力电源的负荷侧，监控风机的开停，风机具备风电瓦斯闭锁功能。
4.2便携式甲烷报警仪的配备和使用
1、队长、书记、班组长，跟班队长、机电维修工、爆破工、工程技术人员下井时，必须携带便携式甲烷检测仪。
瓦斯检查工必须携带便携式光学甲烷检测仪。
安全监测工必须携带甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪。
2、爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时，严禁爆破。
3、采掘工作面及其它作业，地点风流中，其开关安设地点附近20m以内风流的瓦斯浓度到1.2%时必须停止工作，切断电源，撤出人员，制定措施进行处理。
4、爆破工下井，必须携带便携式甲烷检测报警仪，瓦斯检查员在爆破地点每次爆破时进行“一炮三检”工作，并做好记录。
5、当班的班组长下井时必须携带便携式甲烷报警仪，并把常开的报警仪悬挂在掘进工作面5m范围内无风筒侧，当报警时，停止工作，撤出人员进行处理。
6、机电流动电钳工下井，必须携带便携式甲烷报警仪，在检修工作地点20m范围内检查甲烷气体浓度，有报警现象时，不得通电或检修。
五、安全技术措施
5.1通风管理安全措施
（1）局扇要完好，辅助设备要齐全，吸风口要有风罩和消音器。
局扇周围5m内严禁堆积杂物。
（2）局扇通风机和掘进工作面的电气设备实行“三专两闭锁”。
即专用变压器、专用开关、专用线路；风电闭锁和瓦斯电闭锁。
（3）局扇风筒应采用抗静电阻燃风筒，风筒口到迎头距离，岩巷不大于10m，煤巷不大于5m。
要保证工作面风量充足，杜绝无风、微风作业。
（4）风筒必须吊挂平直、逢环必挂；接头严密、无破洞；合理使用变径节、弯头，风筒内有水时要及时放出，任何人不得破坏风筒。
（5）严禁随便启停局扇，严禁随意掐断风筒。
（6）在使用局扇正常进行通风时，无论工作或交接班都不准停风：
a、因检修，停电或其它原因停风时，必须撤出人员切断电源。
b、在恢复通风前，必须检查瓦斯，只有当停风区中瓦斯浓度不超过0.8%和二氧化碳浓度不超过1.5%，且局扇及其开关地点附近10m范围内风流中瓦斯浓度不超过0.8%时，方可人工开动局扇通风。
c、送电通风时，要进行试送接力通风，严禁一次全送。
d、若停风区中瓦斯浓度超过0.8%，或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须制定专门排放措施。
5.2瓦斯管理安全措施
1、施工过程中需要揭露煤层时，必须制定专项安全技术措施。
高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井揭煤措施由项目部编写，项目经理审阅并报处总工程师审批。
2、掘进工作面瓦斯变化异常时，必须停止作业，撤出人员，制订专门措施报处总工程师批准，采取安全措施后，方可继续作业。
3、掘进工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.8%时，严禁爆破。
4、采掘工作面及其它作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。
5、项目临时停工地点，不得停风。
否则，必须切断电源，设置栅栏、揭示警标，禁止人员入内，并向项目部调度室汇报。
停风区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3%时，必须在24小时内进行封闭完毕。
6、严禁在无风、微风或瓦斯超限区域内作业。
恢复已封闭的停工区或采掘工作面接近这些地点时，必须事先排除其中积聚的瓦斯。
排除瓦斯工作必须制定安全技术措施，当瓦斯浓度超过3%时，必须由矿山救护队员实施排放。
7、通风队要根据矿井通风系统，划分瓦斯检查区域，编制矿井瓦斯检查设点计划，确定检查人员，规定巡回检查路线、检查内容。
所有采掘工作面、机电或火药发放硐室、使用中的大型机电设备设置地点、有人作业的地点都应纳入检查范围。
瓦斯检查人员必须执行巡回检查制度和请示汇报制度，严格按照巡回检查路线进行检查，严禁空班漏检或假检。
每巡回检查一次后，必须及时向通风调度进行汇报，如发现重大问题或安全隐患，必须立即汇报。
8、高瓦斯矿井必须设专职瓦斯检查员检查瓦斯，工作面每班至少检查三次；无人作业的采掘工作面，采区层间回风巷、各类硐室每班至少检查一次。
矿井主要进、回风大巷每旬检查一次，各回风井每月检查一次瓦斯。
可能涌出或可能积聚瓦斯和二氧化碳的峒室、巷道和特殊地点（如高顶区）的瓦斯检查及其检查次数、方法由项目部技术负责人或矿总工程师决定。
掘进工作面的瓦斯检查范围是：
工作面迎头、掘进巷道全长风流中及其局部漏顶处、局扇及其启动装置前后10米范围内。
9、被串联通风的采掘工作面，其进风中要设点（采煤工作面设在进风巷，掘进工作面设在风机进风处）检查瓦斯，每班应至少检查一次，并填写瓦斯检查牌板。
10、在有自燃发火危险的矿井，必须定期检查一氧化碳浓度、气体温度等的变化情况。
11、井下临时停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查一次；挡风墙外的瓦斯浓度每周至少检查一次。
12、通风值班人员必须审阅瓦斯报表，掌握瓦斯变化情况，发现问题，及时处理，并向项目部技术负责人或处总工程师汇报。
13、瓦检员要定时检查，每检查一个地点都要将检查结果（包括该地点瓦斯传感器显示的数字）及时填写在瓦斯检查牌板和瓦斯检查记录手册上，将检查结果通知该作业点负责人并签字，做到瓦斯牌板、检查记录手册、瓦斯调度台账“三对口”。
瓦检员要
及时向调度室汇报瓦斯检查情况以及其它“一通三防”情况，发现异常必须立即汇报。
14、在井下有瓦斯区域内进行机电设备检查或维修时，必须有专职瓦斯检查员在现场检查瓦斯。
15、每台便携光学瓦斯检测仪都要配备不少于2米的胶皮管、瓦斯检查杖或空心管。
采掘工作面、峒室及其他检查地点都要设瓦斯检查牌板，牌板设置的位置：
掘进工作面设在距工作面迎头30～50米处；其它地点设在检查点处。
瓦斯检查牌板必须填写瓦斯、二氧化碳浓度及温度、检查次数、检查时间、检查人姓名等内容，并保留三班记录。
16、专职瓦斯检查员必须在现场交接班。
执行巡回检查的瓦检员可在井下固定地点交接班，执行定点巡查的瓦检员，必须在井下检查地点交接班。
交接班时必须交清本班情况及下班应注意的问题，并互相在对方的检查手册上签字。
17、通风（瓦斯）日报（其内容应反映当日瓦斯重点情况，隐患情况、重大问题处理意见，“一通三防”重点内容等）每日必须上报项目部经理、项目部技术负责人审阅签字。
18、井下爆破严格执行“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度，必须设立“一炮三检”牌板。
“一炮三检”牌板应和瓦斯检查牌板悬挂在一起，也可以和瓦斯检查牌板共用同一块牌板。
19、严格瓦斯检查制度的监督管理，发现瓦斯检查员空班、漏检、假检等现象，要作为重大隐患严肃追查处理。
20、矿井因主要通风
升级会员 