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煤矿通风设计供风标准说明书

XXX煤矿

矿

井

通

风

设

计

及

供

风

标

准

编制：

杨正明

审核：

XXX

时间：

二0一二年三月

1.1矿井概况

富强煤矿位于昭通市镇雄县城北东55°方向，平距56km，属镇雄县坡头镇管辖。

富强煤矿有9km的简易公路通达坡头镇，距威信县城运距76km，至镇雄县城运距82km，距内昆铁路石坎子站约200km，距威宁站约240km，交通较为方便。

1、矿井设计能力：

30万t/a，矿井服务年限：

13.5a。

2、采矿权范围由10个拐点圈定，走向长约2.48km，倾斜宽约1.60km，面积3.5242km2，开采标高+1400m～+700m。

3、矿井保有资源量（St,d≤3%）331＋332＋333共计831万t（其中331类149万t，332类330万t，333类352万t），另有高硫煤（St,d＞3%）331＋332＋333类158万t（其中331类5万t，332类72万t，333类81万t）；矿井设计可采储量为527.77万t，矿井资源回收率为79.1%。

4、矿区可采煤层共计2层，分别为C5b煤层和C6b煤层，可采煤层均为高灰、中高硫、中等热值、中等软化温度、容易～中等可磨、中等结渣性的03号无烟煤（WY03）。

5、本矿区构造复杂程度简单、水文地质条件简单、工程地质条件中等、地质环境质量中等。

矿井2009年瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。

煤尘无爆炸性，无自然倾向性。

1.2矿井通风系统概况

矿井通风方式一进一回为中央分列通风方式，抽出式通风方法。

主扇风机型号为：

FBCZ-10型（2×15KW）2台（其中1台备用）。

矿井现有1个进风井，既主平硐，有1个回风井，既风井。

2012年矿井总进风量为：

1245m³/min，总回风量为：

1326m³/min。

2012年，矿井总需风量为1230m³/min，实际总进风量为1230m³/min，全矿井有效风量为1230m³/min，有效风量率为90%。

依据2009年矿井瓦斯等级鉴定报告为低瓦斯矿井。

矿井瓦斯绝对涌出量，1.34m³/min,相对涌出量7.51m³/t..二氧化碳绝对涌出量，0.48m³/min,相对涌出量2.69m³/t，属低瓦斯矿井。

煤尘无爆炸性，无自然倾向性。

矿井通风系统稳定、合理、可靠，一采区与南下山采区实现了分区通风，采煤工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。

采掘工作面独立通风，各需风地点风量满足要求，各用风地点风速符合《安全规程》规定。

矿井有完善、独立的通风、防尘、防灭火及安全监控系统，通风系统合理，通风设施齐全、可靠。

矿井采用机械通风，运转风机和备用风机同等能力，主要通风机经有资质单位测试合格，安全检测仪器、仪表齐全可靠。

局部通风机的安装、使用和管理符合要求，富强煤矿为低瓦斯矿井，矿井瓦斯管理符合要求。

2.1矿井通风设计

2.1.1矿井通风设计标准

根据《煤矿安全规程》第103条规定：

矿井的需要总进风量，应按井下同时工作最多人数所需总风量和按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和分别进行计算，并选取其中最大值。

按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算

Q=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ它）×K

式中：

Q—矿井总供风量，m3/min；

ΣQ采—采煤工作面实际需风量总和，m3/s；

ΣQ掘—掘进工作面实际需风量总和，m3/s；

ΣQ硐—独立通风硐室实际需风量总和，m3/s；

ΣQ它—其它巷道、硐室需风量总和，m3/s；

K—矿井通风系数，中央分列式通风取1.20。

2.1.2采煤工作面通风设计标准

采煤工作面实际需风量,按瓦斯涌出量、工作面温度、工作面最多人数、稀释爆破后所产生的炮烟、气象条件等规定分别计算,然后取最大值。

（1）．按瓦斯涌出量计算

Q采＝100×q采×kc

式中：

q采—回采工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；

kc—采煤工作面因瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，取kc＝

1.5。

（2）．按工作面温度计算

Q采＝60×V采×S采×Ki

式中：

V采—采煤工作面适宜风速，m/s，回采工作面进风流温度年均20℃左右，对应风速取

1.6m3/s；

S采—采煤工作面的平均有效断面积，m2；

Ki—回采工作面长度系数，取

1。

（3）．按工作面最多人数计算

Q采＝4N

式中：

N—回采工作面同时工作的最多人数，

（4）．按稀释爆破后所产生的炮烟计算：

Q1=25A

式中：

A——最大装药量（kg）

（5）．按气象条件计算

Q采＝Q基×K采高×K采面长×K温

式中：

Q基——采煤工作面所需的基本风量，m3/min；

Q基＝工作面最大控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速

K采高——采煤工作面采高调整系数；

K采面长——采煤工作面长度调整系数；

K温——采煤工作面温度调整系数；

K采高——采煤工作面采高调整系数表

采高（m）

<2.0

2.0～2.5

2.5～5.0

系数

1.0

1.1

1.5

K采面长——采煤工作面长度调整系数表

回采工作面长度（m）

80～150

150～200

>200

长度调整系统

1.0

1.0～1.3

1.3～1.5

K温——采煤工作面温度调整系数表

回采工作面空气温度（C°）

采煤工作面风速（m/S）

配风调整系数（K温）

<20

1.0

1.00

20～23

1.0～1.5

1.00～1.10

23～26

1.5～1.8

1.10～1.25

26～28

1.8～2.5

1.25～1.40

28～30

2.5～3.0

1.40～1.60

（6）．按风速进行验算

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25＜Q采/S采＜4.0进行验算。

式中：

Q采—根据以上计算取最大值，m3/min；

S采—回采工作面有效断面，m2。

2.1.3掘进工作面通风设计标准

掘进工作面实际需风量,按瓦斯涌出量、稀释爆破后所产生的炮烟、工作面同时最多人数、局部通风机实际吸入风量、风速等规定分别计算,然后取最大值。

1、按瓦斯涌出量计算：

Q1=100Q瓦K瓦

式中：

Q1——工作面所需风量m3/min

Q瓦——瓦斯绝对涌出量m3/min

K——瓦斯涌出不均衡系数1.4－2.0

2、按稀释爆破后所产生的炮烟计算：

Q1=25A

式中：

A——最大装药量（kg）

3、按工作面同时最多人数计算：

Q1=4N

N=工作面最多人数

4、按局部通风机实际吸入风量计算：

Q1=Q扇K循

K循------为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。

Q扇----FBDN05/2×5.5kw型局部通风机实际吸入风量m3/min。

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之外，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/S;煤巷和半煤岩巷不小于0.25m/S。

以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内巷道风流停滞，造成瓦斯积聚。

5、按风速进行验算：

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25≤Q掘/S掘≤4.0进行验算。

式中：

Q掘算—根据以上计算取最大值，m3/s

S掘--掘进工作面有效断面，m2

岩巷掘进最低风速0.15m/S

煤巷掘进最低风速0.25m/S

岩巷掘进最高风速4.0m/S

2.1.4井下硐室需要风量,应按各个独立通风硐室实际需要风量的总和计算:

ΣQ硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+Q硐n

式中：

Q硐=所有独立通风硐室风量总和，m3/min。

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，按照经验值确定需要风量或取60～80m3/min。

选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。

生产矿井需风量按各采掘工作面、硐室及其它巷道等用风地点分别计算。

包括按规定配备的备采工作面需风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。

2.2矿井实际需风量计算

按2012年度采掘计划，矿井需要风量只有一个采煤工作面和二个煤巷掘进工作面、硐室及其它用风点用风。

一、风质要求：

工作面进风流中，氧气浓度不低于20%，瓦斯、二氧化碳浓度不超过0.5%。

有害气体浓度不超过《煤矿安全规程》的100条规定。

2.2.1.1采煤工作面需风量计算

（一）1501工作面

炮采工艺,开采C5b煤层,工作面长度80m，采高0.9m，最大控顶距4m，最小控顶距3m，平均控顶距3.5m,一次起爆最大炸药量4㎏，瓦斯浓度为0.15%，工作面温度18℃，工作面最多人数为25人。

（1）．按瓦斯涌出量计算

Q采＝100×q采×kc

Q1=100Q瓦K瓦=100×1.34×1.8=241.2（m3/min）=4.02（m3/s）

式中：

Q1——工作面所需风量

Q瓦——瓦斯绝对涌出量m3/min；（根据2009年12月瓦斯等级鉴定得出）

C——允许瓦斯浓度1%

K瓦——瓦斯涌出不均衡系数1.4－2.0

（2）．按工作面温度计算

2、按稀释爆破后所产生的炮烟计算：

Q1=25A=25×10=250（m3/min）=4.17（m3/s）

式中：

A——最大装药量（kg）

3、按工作面同时最多人数计算：

Q1=4N=4×20=80（m3/min）=1.33（m3/s）

4、按工作面温度计算：

Q1=60V采S采K=60×0.9×2.65×0.9=128.8（m3/min）=2.14（m3/s）

V采------采煤工作面适宜风速，0.9m/s

S采------采煤工作面平均有效断面，2.65m2

K------采煤工作面长度系数，取0.9。

5、按风速进行验算：

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25≤Q采/S采≤4.0进行验算。

式中：

Q采—根据以上计算取最大值，Q采=4.17m3/s

S采--采煤工作面有效断面，S采=2.65m2

0.25＜Q采/S采=1.57m3/s＜4.0。

经验算，Q掘=4.17m3/s符合要求。

2.2.1.2采煤工作面实际需风量的确定

由以上计算

1501采煤工作面需风量为；

ΣQ采=250.2m3/min=4.17m3/s。

2.2.2.1掘进工作面需风量计算

（1）皮带巷掘进工作面

皮带巷掘进工作面供风的局部通风机安装在皮带巷（二道风门）内，供风距离最长400m，迎头采用机掘，掘进断面；8㎡。

1、按瓦斯涌出量计算：

Q1=100Q瓦K瓦=100×1.34×1.7=227.8（m3/min）=3.79（m3/s）

式中：

Q1——工作面所需风量m3/min

Q瓦——瓦斯绝对涌出量m3/min（根据2009年12月瓦斯等级鉴定得出）

K——瓦斯涌出不均衡系数1.4－2.0

2、按工作面同时最多人数计算：

Q1=4N=4×10=40（m3/min）=0.67（m3/s）

3、按局部通风机实际吸入风量计算：

Q1=Q扇K循=200×1.3=260（m3/min）=4.43（m3/s）

K循------为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。

Q扇----FBDN05/2×5.5kw型局部通风机实际吸入风量为200m3/min，能满足最大需风量要求。

4、按风速进行验算：

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25≤Q掘/S掘≤4.0进行验算。

式中：

Q掘算—根据以上计算取最大值，Q掘=4.43m3/s

S掘--掘进工作面有效断面，S掘=8m2

0.25＜Q掘/S掘=0.55m3/s＜4.0

经验算，Q掘=4.43m/s符合要求。

（2）北大巷掘进工作面

北大巷掘进工作面供风的局部通风机安装在北大巷内，供风距离最长200m，迎头采用炮掘，掘进断面；8㎡。

1、按瓦斯涌出量计算：

Q1=100Q瓦K瓦=100×1.34×1.7=227.8（m3/min）=3.79（m3/s）

式中：

Q1——工作面所需风量m3/min

Q瓦——瓦斯绝对涌出量m3/min（根据2009年12月瓦斯等级鉴定得出）

K——瓦斯涌出不均衡系数1.4－2.0

2、按工作面同时最多人数计算：

Q1=4N=4×10=40（m3/min）=0.67（m3/s）

3、按局部通风机实际吸入风量计算：

Q1=Q扇K循=200×1.3=260（m3/min）=4.43（m3/s）

K循------为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。

Q扇----FBDN05/2×5.5kw型局部通风机实际吸入风量为200m3/min，能满足最大需风量要求。

4、按风速进行验算：

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25≤Q掘/S掘≤4.0进行验算。

式中：

Q掘算—根据以上计算取最大值，Q掘=4.43m3/s

S掘--掘进工作面有效断面，S掘=8m2

0.25＜Q掘/S掘=0.55m3/s＜4.0

经验算，Q掘=4.43m/s符合要求。

（3）1503运输巷掘进工作面

1503运输巷掘进工作面供风的局部通风机安装在南下山轨道上山内，供风距离最长300m，迎头采用炮掘，掘进断面；5.28㎡。

1、按瓦斯涌出量计算：

Q1=100Q瓦K瓦=100×0.48×1.7=81.6（m3/min）=1.36（m3/s）

式中：

Q1——工作面所需风量m3/min

Q瓦——瓦斯绝对涌出量m3/min（根据2009年12月瓦斯等级鉴定得出）

K——瓦斯涌出不均衡系数1.4－2.0

2、按工作面同时最多人数计算：

Q1=4N=4×10=40（m3/min）=0.67（m3/s）

3、按局部通风机实际吸入风量计算：

Q1=Q扇K循=200×1.3=260（m3/min）=4.33（m3/s）

K循------为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。

Q扇----FBDN05/2×5.5kw型局部通风机实际吸入风量为200m3/min，能满足最大需风量要求。

4、按风速进行验算：

根据《煤矿安全规程》，按式：

0.25≤Q掘/S掘≤4.0进行验算。

式中：

Q掘算—根据以上计算取最大值，Q掘=4.33m3/s

S掘--掘进工作面有效断面，S掘=5.28m2

0.25＜Q掘/S掘=0.83m3/s＜4.0

经验算，Q掘=4.33m3/s符合要求。

2.2.2.2掘进工作面实际需风量的确定

由以上计算

（一）皮带巷工作面需风量为；

ΣQ掘=260.m3/min=4.33m3/s。

（二）北大巷工作面需风量为；

ΣQ掘=260.m3/min=4.33m3/s。

（三）1503运输巷工作面需风量为；

ΣQ掘=260.m3/min=4.33m3/s。

ΣQ掘=260.+260.+260.=780.m3/min=13.m3/s。

2.2.3.1硐室需风量计算

硐室风量计算

井下其它巷道需风量计算

井下其它巷道风量按采煤、掘进、硐室风量总和的3%考虑。

∑Q它＝（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐）×3%=（7.5+7.8+7.8）×3%=23.1m3/min=0.69m3/s。

2.2.4矿井总风量计算

Q矿井=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ它）·K

=（250+260+260+23）×1.20=951.6m3/min=15.86m3/s，取整数为16m3/s。

∑Q掘———全矿井掘进所需风量的总和

∑Q采———全矿井采煤所需风量的总和

∑Q其———全矿井其他地点所需风量的总和

K通———矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，K通=1.20-1.25

矿井所需总风量的确定：

通过以上计算，矿井所需总风量为951.6m3/min（15.86m3/s）

2.2.3.2矿井通风阻力计算

1、巷道通风阻力（见矿井通风阻力计算表）为182.6帕。

2.矿井等积孔计算：

A=1.19×11.4/√182.6=1.00（m2）

矿井通风难易程度属中等。

3、通过以上计算，矿井现有运行主扇FBOZ15型（15kw）能满足需要。

2.2.3.3矿井风压等积孔计算

矿井的通风风压通过通风阻力的计算来确定。

通风阻力由摩擦阻力和局部阻力构成。

摩擦阻力的计算公式为：

h摩=αLPQ2/S3=RQ2

式中：

h摩—摩擦阻力，Pa；

α—摩擦阻力系数，N·s2/m4；

L—井巷长度，m;

P—井巷净断面周长，m;

Q—通过井巷的风量，m3/s；

S—井巷净断面积，m2；

R—井巷摩擦风阻，N·s2/m8。

矿井通风局部阻力按摩擦总阻力的10%计。

等积孔计算公式为：

式中：

A—等积孔，m2；

Q—矿井总风量，m3/s；

h—矿井负压，Pa。

本矿井通风方式为中央分列式。

矿井通风容易时期为矿井投产初期开采一采区C5b煤层1号工作面（1501工作面）的时候，通风困难时期为开采二采区C6b煤层11号工作面（2611工作面）的时候。

通风容易时期和通风困难时期风压计算如表5-3-1、表5-3-2所示。

2、供风标准

（一）2012年度矿井通风现状

富强煤矿有二台主扇风机，一台使用，一台备用。

主扇型号

FBCZ-10

功率

2×15kw

风量范围

648-1428米3/分

备用主扇型号

FBCZ-10

功率

2×15kw

风量范围

648-1428米3/分

矿井按一个回采工作面，两个掘进工作面进行布置，通过风阻计算，通风容易和困难时期供风量，且不小于设计风量和风机供风量。

（二）2012年度总风量分配

用风地点

供风距离m

局扇功率（KW）

供风量（m3/min）

采煤工作面

200

250

掘进工作面1

400

2×5.5

260

掘进工作面2

400

2×5.5

260

采煤、掘进、硐室

23

水仓

合计

793

（三）年度供风配风标准

按当年度通风容易和困难时期巷道工程和采煤工作面需风量进行配风,确定各个时期矿井新增巷道和硐室及搬迁进行配风,需按时按地点增减通风设施.

3、年度供风配风安全措施

矿成立通风安全机构,安全注意事项、供风测风制度、通风管理制度等已建立建全,及时填绘通风系统图,报表并上报审批。

附：

矿井通风系统图

通风容易时期风压计算表

序号

井巷名称

支护方式

阻力

系数

井巷长度L（m）

净断面S（m2）

断面净周长P（m）

井巷风阻R（千缪）

风量Q（m3/s）

风速v（m/s）

风压h（Pa）

实际

允许

1

主平硐

砌体拱碹

0.005

605

8.87

11.34

0.075

20.75

2.7

12

32.60

2

1136北大巷

锚喷

0.0085

840

7.68

11.52

0.181

5.5

0.71

8

5.49

3

1136皮带巷

锚喷

0.0085

1050

7.68

11.52

0.227

5.5

0.71

8

6.86

4

南下山轨道上山

工字钢

0.0125

215

4.4

8.4

0.264

9.75

2.21

4

25.19

5

501工作面运输巷

工字钢

0.0125

110

4.4

8.4

0.135

9.75

2.21

4

12.88

6

501工作面回风巷

工字钢

0.0155

90

4.0

8.0

0.174

8.0

2.0

4

11.16

7

501工作面

单体支架

0.04

85

2.65

8.2

0.191

8.0

3.02

4

12.28

8

南下山上部车场

锚喷

0.0055

30

9.3

11.9

0.0024

9.75

1.04

8

0.232

9

回风斜井

砌体拱碹

0.006

167

4.0

8.0

0.124

22.1

5.52

15

60.62

小计

150.0

10%局部阻力

15

合计

165.0

等积孔（m2）

2.04

表5-3-2通风困难时期风压计算表

序号

井巷名称

支护方式

阻力

系数

井巷长度L（m）

净断面S（m2）

断面净周长P（m）

井巷风阻R（千缪）

风量Q（m3/s）

风速v（m/s）

风压h（Pa）

实际

允许

1

主平硐

砌体拱碹

0.005

605

8.87

11.34

0.075

20.75

2.7

12

32.60

2

1136北大巷

锚喷

0.0085

840

7.68

11.52

0.181

5.5

0.71

8

5.49

3

1136皮带巷

锚喷

0.0085

1050

7.68

11.52

0.227

5.5

0.71

8

6.86

4

南下山轨道上山

工字钢

0.0125

215

4.4

8.4

0.264

9.75

2.21

4

25.19

5

503工作面运输巷

工字钢

0.0125

200

4.4

8.4

0.312

9.75

2.21

4

23.43

6

503工作面回风巷

工字钢

0.0155

200

4.0

8.0

0.312

8.0

2.0

4

20.

7

503工作面

单体支架

0.04

85

2.65

8.2

0.191

8.0

3.02

4

12.28

8

南下山上部车场

锚喷

0.0055

30

9.3

11.9

0.0024

9.75

1.04

8

0.232

9

南下山回风上山

工字钢

0.0125

215

4.4

8.4

0.264

9.75

2.21

4

25.19

10

回风斜井

砌体拱碹

0.006

167

4.0

8.0

0.124

22.1

5.52

15

60.62

11

小计

211.9

12

10%局部阻力

15

13

合计

227

14

等积孔（m2）

1.74