羊场煤矿矿井通风能力核定报告.docx

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羊场煤矿矿井通风能力核定报告

恒鼎盘鑫分公司羊场煤矿

通

风

能

力

核

定

报

告

编制部门：

技术室

编制时间：

2013.12.7

矿井通风能力核定报告

第一节矿井通风条件概况

一、矿井瓦斯、煤尘、自燃性、煤与瓦斯突出及地温情况

羊场煤矿瓦斯等级鉴定结果，2012年绝对瓦斯涌出量0.64m3／min，历史上发生瓦斯突出事故1起，为突出矿井。

2013年，由贵州省煤田地质局实验室对我矿煤层进行自燃等级鉴定，结果为：

1号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；6-2号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；9号煤层自燃等级为III级，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性；10号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；12号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；13号煤层自燃等级为III级，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性；15号煤层自燃等级为III级，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性；16号煤层自燃等级为III级，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性；17号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；18-1号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；18-2号煤层自燃等级为

级，属自燃煤层，煤尘具有爆炸性；

地温：

未发现异常区，地温正常。

二、通风方式和通风系统的选择

1、煤层开采技术条件及矿井开拓方式

煤层开采技术条件

设计首采面1号煤层，煤厚2.8m，煤层中、上部含一～二层夹矸，矿区范围内全区可采，煤层结构较简单，属稳定型煤层。

煤层顶、底板均以细砂岩为主。

矿井属突出矿井，煤层有爆炸危险性，属自燃煤层，地温正常，无冲击地压现象。

矿井水文地质条件简单。

2、通风方式和通风系统

矿井采用中央并列抽出式通风，矿井通风系统为主斜井、副斜井进风，回风斜井回风。

矿井采用抽出式通风方法，通风机型号为FBCDZ-NO25型，二台，一台工作、一台备用。

风量范围：

10800～4800m³/min，配套YBF450M1-8隔爆型电动机：

660V、2×315kW，防爆型电机四台，二台工作、二台备用（一台风机配二台电动机）。

工况点参数：

一采区容易时期Q=80m³/s，H=860Pa，η=0.66%，叶片安装角-9°，一采区困难时期Q=86m³/s，H=1960Pa，η=0.85，叶片安装角-3°。

局部通风采用机械式压入式通风，井下设置了完整的通风构筑物。

二、风井数目、位置、服务范围

本矿井共布置三个井筒，即主斜井、副斜井、回风斜井。

主斜井和副斜井进风，回风斜井回风。

矿井各进风井和回风井服务区域为整个矿井，主斜井安设胶带输送机和猴车，担负矿井的煤炭运输、运人铺设管线和进风任务，副斜井铺设30kg/m钢轨，担负矿井材料运输、矸石运输、铺设管线和进风任务，还可以行人；回风斜井主要担负矿井的回风任务。

矿井各进风井和回风井服务年限为矿井开采年限。

三、掘进工作面及硐室通风

掘进工作面采用机械压入式通风。

井下硐室除变电所采用独立通风外，其余硐室均采用扩散通风。

四、矿井风量

羊场煤矿通风队实地测量其总入风量为4650m3／min，总回风量为4700m3／min。

第二节矿井需要风量计算

一、矿井需要风量计算原则

根据《煤矿安全规程》规定：

矿井需要的风量，按下列要求分别计算，并取其最大值。

1）按最大班下井人数计算

Q矿井=4×N×Km3/min

式中：

4—每人需风量，m3/min；

N—井下同时工作的最多人数，98人；

K矿通—风量备用系数，取1.2；

计算得：

Q矿井=4×98×1.2=470.4m3/min=7.84m3/s

2）分别法计算：

按高瓦斯矿井各需风地点实际需风量计算

Q矿井＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑硐＋∑Q其它）×K矿通m3/s

式中：

∑Q采－采煤工作面实际需要风量总和，m3/s；

∑Q掘－掘进工作面实际需要风量总和，m3/s；

∑硐－硐室实际需要风量的总和，m3/s；

∑Q其它－矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/s；

K矿通－矿井通风风量备用系数，矿井为中央并列抽出式通风，取1.2。

①回采工作面配风量的计算

A、按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算

Q采=100×q采×Kc

式中：

Q采—采煤工作面需要风量，m3/min；

q采—采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；

Kc—工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯涌出量的最大值与平均值之比。

通常机采工作面取1.2～1.6，本设计取1.45。

矿井工作面年生产能力60万t/a，矿井年工作日330天，首采工作面绝对瓦斯涌出量经抽放后预计为8.5m3/min，即风排瓦斯量8.5m3/min，需风量为：

Q采=100×q风排×Kc

=100×8.5×1.45

=1232.5m3/min

=20.54m3/s

B、按工作面温度计算

Q采＝Vc·Sc·Ki

式中：

Vc—采煤工作面适宜风速，取1.5m3/s；

Sc—采煤工作面平均有效断面，取7.98m2；

Ki—工作面长度系数，取1.1。

故Q采＝1.5×7.98×1.1=13.17（m3/s）

C、按工作面工作人员数量计算

Q采＝4nc/60=0.067nc

式中：

0.067—每人每秒钟应供给的最低风量，m3/s；

nc—采煤工作面同时工作的最多人数，取40人。

故Q采＝0.067×40=2.68（m3/s）

D、按风速验算

0.25×Sc≤Q采≤4×Sc，

则0.25×Sc＝0.25×7.98＝1.995（m3/s）＜Q采

4×Sc＝4×7.98＝31.92（m3/s）＞Q采

式中：

Sc—采煤工作面平均有效断面，取7.98m2。

经以上各项计算后，取所得风量的最大值，故：

Q采＝21m3/s。

根据贵州省人民政府办公厅文件（黔府办发[2008]83号）——省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见，矿井采掘工作面回风流中的瓦斯浓度必须治理到0.8%一下才能作业。

工作面回风流瓦斯浓度为8.5/1232.5×100%=0.69%，经验算，工作面回风流瓦斯浓度满足通风要求。

当开采深部煤层，如采用底板穿层钻孔抽放及本煤层抽放后瓦涌出量较大，则增加采空区埋管抽放瓦斯方法。

②掘进工作面配风量的计算

A、综掘工作面配风量计算

a、按瓦斯涌出量计算所需风量，计算公式为：

Q掘=100×q掘×kd

式中：

Q掘——综掘工作面实际需风量，m3/min；

q掘——综掘工作面绝对瓦斯涌出量，经计算为3.86m3/min；

kd——综掘工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，其值取1.5。

1号煤层综掘工作面需风量为：

Q掘=100×q掘×kd

=100×3.86×1.5

=579m3/min

=9.65m3/s

1号煤层综掘工作面回风流瓦斯浓度为3.86/579×100%=0.67%，经验算，1号煤层综掘工作面回风流瓦斯浓度满足通风要求。

b、按工作面工作人员数量计算

Q煤掘＝4nj/60=0.067nj

式中nj－综掘工作面同时工作的最多人数，取15人。

故Q煤掘＝0.067×15=1.005（m3/s）

经以上计算分析，Q煤掘＝max{9.65、1.005}＝9.65m3/s，取Q煤掘＝10.0m3/s。

c、按局部通风机吸风量计算通风机安设地点风量

Q掘＝Qf×I×kf

式中Qf：

综掘工作面局部通风机最大吸风量，取Qf=625m3/min=10.4m3/s；

I：

综掘工作面同时运转的局部通风机台数，取1台；

kf：

为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.34。

故Q掘＝10.4×1×1.34=13.936（m3/s）

即局部通风机安设地点的风量不得小于13.936m3/s，本设计局部通风机安设地点的风量为33m3/s，满足要求。

d、按风速验算

煤巷掘进最低风量：

Q掘>60×0.25S掘＝60×0.25×12.8＝192m3/min=3.2m3/s；

煤巷掘进最高风量：

Q掘<60×4.0S掘＝60×4.0×12.8＝3000m3/min=51.2m3/s；

式中：

S掘－综掘工作面的断面积，12.8m2。

经验算，取Q掘＝10.0m3/s，满足风速验算的要求。

B、普掘煤巷工作面风量的计算

a、普掘煤巷工作面按瓦斯涌出量计算所需风量，计算公式为：

Q掘=100×q掘×kd

式中：

Q掘—普掘工作面实际需风量，m3/min；

q掘—普掘工作面平均绝对瓦斯涌出量，经计算为2.6m3/min；

kd—普掘工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，其值取1.8。

1号煤层普掘工作面需风量为：

Q掘=100×q掘×kd

=100×2.6×1.8

=468m3/min=7.8m3/s

1号煤层普掘工作面回风流瓦斯浓度为2.6/468×100%=0.56%，经验算，1号煤层普掘工作面回风流瓦斯浓度满足通风要求。

b、普掘煤巷工作面按炸药使用量计算实际需风量计算公式为：

Q掘＝Aj·b/（t·c）

式中Aj－掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取18kg；

b－每公斤炸药爆破后生成的当量CO的量，取0.1m3/kg；

t－通风时间，一般不少于20min即1200s，取25min即1500s。

c－爆破经通风后，允许工人进入工作面的CO浓度，一般取c＝0.02%。

故Q掘＝18×0.1/（1500×0.0002）=6（m3/s）

c、按工作面工作人员数量计算

Q煤掘＝4nj/60=0.067nj

式中nj－综掘工作面同时工作的最多人数，取20人。

故Q煤掘＝0.067×20=1.34（m3/s）

经以上计算分析，Q煤掘＝max{7.8、6、1.34}＝7.8m3/s，取Q煤掘＝8m3/s。

d、按局部通风机吸风量计算通风机安设地点风量

Q掘＝Qf×I×kf

式中Qf：

普掘煤巷工作面局部通风机最大吸风量，取Qf=625m3/min=10.4m3/s；

I：

普掘煤巷工作面同时运转的局部通风机台数，取1台；

kf：

为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.34。

故Q掘＝10.4×1×1.34=13.936（m3/s）

即局部通风机安设地点的风量不得小于13.936m3/s，本设计局部通风机安设地点的风量为15m3/s，满足要求。

e、按风速验算

煤巷掘进最低风量：

Q掘>60×0.25S掘＝60×0.25×10.4＝156m3/min=2.6m3/s；

煤巷掘进最高风量：

Q掘<60×4.0S掘＝60×4.0×10.4＝2496m3/min=41.6m3/s；

式中：

S掘－普掘煤巷工作面的断面积，12.8m2。

经验算，取Q掘＝8m3/s，满足风速验算的要求。

根据上述计算，普掘煤巷工作面配风量为8m3/s。

C、普掘岩巷工作面风量的计算

a、普掘岩巷工作面按炸药使用量计算实际需风量计算公式为：

Q掘＝Aj·b/（t·c）

式中Aj－掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取22kg；

b－每公斤炸药爆破后生成的当量CO的量，取0.1m3/kg；

t－通风时间，一般不少于20min即1200s，取25min即1500s。

c－爆破经通风后，允许工人进入工作面的CO浓度，一般取c＝0.02%。

故Q掘＝22×0.1/（1500×0.0002）=7.3（m3/s）

b、按工作面工作人员数量计算

Q煤掘＝4nj/60=0.067nj

式中nj－综掘工作面同时工作的最多人数，取20人。

故Q煤掘＝0.067×20=1.34（m3/s）

经以上计算分析，Q煤掘＝max{7.3、1.34}＝7.3m3/s，取Q煤掘＝8m3/s。

c、按局部通风机吸风量计算通风机安设地点风量

Q掘＝Qf×I×kf

式中Qf：

普掘岩巷工作面局部通风机最大吸风量，取Qf=625m3/min=10.4m3/s；

I：

普掘岩巷工作面同时运转的局部通风机台数，取1台；

kf：

为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.34。

故Q掘＝10.4×1×1.34=13.936（m3/s）

即局部通风机安设地点的风量不得小于13.936m3/s，本设计局部通风机安设地点的风量为14m3/s，满足要求。

d、按风速验算

煤巷掘进最低风量：

Q掘>60×0.25S掘＝60×0.25×14.3＝214.5m3/min=3.575m3/s；

煤巷掘进最高风量：

Q掘<60×4.0S掘＝60×4.0×14.3＝3432m3/min=57.2m3/s；

式中：

S掘－普掘岩巷工作面的断面积，14.3m2。

经验算，取Q掘＝8m3/s，满足风速验算的要求。

根据上述计算，普掘岩巷工作面配风量为8m3/s。

③硐室及其他地点用风量测算

矿井初期需单独考虑供风的硐室有泵房变电所和炸药发放硐室，共配风4m3/s；其它地点有瓦斯抽放巷配风4m3/s，初期按2条考虑，配风量为8m3/s；后期开采二水平时需单独考虑供风的硐室有绞车硐室、炸药库、泵房、采区变电所、等候硐室、充电硐室等，共配风12m3/s，其它地点有瓦斯抽放巷配风4m3/s，按3条考虑，配风量为12m3/s。

④矿井需风量计算

矿井需风量初期（一水平）为：

Q矿井＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑硐＋∑Q其它）×K矿通m3/s

=（21+8×2+10+4+8）×1.2

=70.8m3/s

后期（二水平）为：

Q矿井＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑硐＋∑Q其它）×K矿通m3/s

=（21+8×2+10+12+12）×1.2

=85.2m3/s

经上述两种方法计算后，矿井风量以分别计算法计算的风量为准，即初期（一水平）总配风量71m3/s，后期（二水平）总配风量85.2m3/s。

（二）矿井风量分配

矿井采、掘工作面及硐室配风，根据矿井瓦斯涌出量大小、工作面稀释瓦斯所需风量、工作面风速以及工作面通风方式等进行综合分析后确定。

经分析，具体配风情况如下：

工作面配风：

首采工作面为21m3/s，工作面采用“U”型通风。

综掘工作面按掘进机能力和煤层瓦斯涌出量计算实际需风量，经计算配风量为10m3/s。

普掘工作面煤及半煤岩巷配风量为8m3/s。

普掘工作面岩巷配风量为8m3/s。

矿井初期需单独考虑供风的硐室有炸药发放硐室、泵房变电所，配风量分别按2m3/s考虑。

需独立通风的巷道有瓦斯抽放巷，各配风4m3/s，按2条考虑，共配风量为8m3/s。

矿井掘进工作面采用局部通风机作压入式通风。

局部通风机和启动装置安装在离掘进巷道口10m以外的进风侧。

局部通风机将新鲜风经风筒送到掘进工作面，为了能有效排炮烟，风筒出口到掘进工作面的距离不能超过风流的有效射程。

第三节矿井通风能力计算

羊场煤矿投产后，主扇风机的风量将达到78m3／s，大于计算出的矿井需风量71m3／s，表明目前矿井采掘头面数量和布置符合要求。

一、矿井通风能力

P=

+

式中：

P——矿井通风能力，万t/a

P采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量，万t/a

P掘i——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/a

m1——回采工作面的数量，个

m2——掘进工作面的数量，个

羊场煤矿整合后计划年产量为60万t/a，平均每个煤巷掘进工作面年进尺换算成煤的产量为2万t。

则矿井通风能力P为：

P=

+

=60+（2×2）=64万t/a

二、矿井平均日产吨煤需风量

（1）矿井的日产量

Td=

=64/330=1939.3t/d

（2）日产吨煤需要的风量为：

q1=

=71*60/1939.3=2.19m3/t·min

第四节矿井通风能力验证

一、矿井主要通风机能力验证

按照矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证，主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。

主要通风机运转情况表

项目

参数

主要通风机型号

FBCDZ-No25

主要通风机转速（r/Min）

主要通风机轮叶角度（°）

-3

主要通风机风量（M3/Min）

10800-4800

主要通风机风压（Pa）

860-1960

电动机型号

YBF450M1-8

电动机输入功率（KW）

315×2

矿井通风系统各用风地点的需风量

分类

用风地点名称

需风量（m3／s）

采煤面

11011综采工作面

21

掘进面

主斜井、副斜井、11012瓦斯抽放进风巷、12瓦斯抽放回风巷及11012回风顺槽

24

13回风石门、11012运输顺槽

16

硐室

变电所

2

其它地点

6

二、稀释瓦斯能力验证

从羊场煤矿历年来的瓦斯等级鉴定结果来看，该煤矿为突出矿井。

从多年来的瓦斯安全监测仪器仪表检测结果来看，该矿井下各地点的瓦斯浓度均符合《煤矿安全规程》的有关规定。

三、矿井用风地点有效风量验证

羊场煤矿在同时有5个掘进工作面和变电所及其他用风地点以及和一个备用工作面的总用风量的总和为67m3／s，我矿的主扇通风机的总风量为78m3／s。

综上所述，我矿主扇通风机的供风量完全可以满足基建时期的用风要求。

第五节问题与建议

为保证矿井通风连续稳定，保质保量送到用风地点，应采取以下措施：

（一）加强所有井下通风设施的管理。

（二）采空区及废弃巷道要及时严密封闭。

（三）巷道中不得堆积杂物，失修巷道及时维护，保证巷道通风有效断面。

（四）回风井口防爆门、风门、风道必须封闭严密，现有通过采空区一侧的总回风巷应对巷道严密封闭，防止漏风。

（五）定期测风，及时合理分配风量。

对风阻过大的风路，采取降低风阻措施，必要时，扩大风路巷道断面。

（六）经常检查通风设施、密闭等通风构筑物，发现问题及时处理，保证通风设施完好有效。