1掘5102准备5101回串联轨道实际配风方案据核定现在做的 2.docx

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1掘5102准备5101回串联轨道实际配风方案据核定现在做的2

配风方案

山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司

二O一三年七月

毛家庄煤业有限公司配风方案

矿井通风基本情况

山西柳林毛家庄煤业有限公司现开采煤层为5#煤层，采用三斜一竖开拓方式。

矿井井田面积5.6489Km2，核定生产能力为120万吨/年。

矿井通风方式为中央并列式，通风方法为负压抽出式，副斜井、行人斜井进风和主斜井进风、回风立井回风的通风系统。

矿井需风量为5862m3/min，计划进风为6558m3/min，总回风为8083.2m3/min，有效风量为7584m3/min。

我矿2012年瓦斯等级鉴定全矿井绝对瓦斯涌出量8.20m3/min，煤层具有爆炸性，煤层自然倾向性为Ⅱ级自然矿井。

矿井主备扇型号FBCDZ№28/2×250KW两台主扇风机叶片安装角为-6度，风量范围：

13800～5580m3/min，风压范围为783～2940Pa，现风压为1300Pa，矿井等积孔为4.45m2。

全矿井现共安排两个回采工作面，两个掘进工作面。

矿井需风量的计算：

一、5101回采工作面需风量计算

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、人员等分别进行计算，取其最大值为该工作面需要风量。

但我矿实际情况为5101回采工作面已到停采线区域，已接近收尾阶段，故配风时按正常生产需风量的一半进行配风。

具体计算过程如下:

①按工作面气象条件计算

Q5101综采面=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl

=60×70%×1.2×12.24×1.6×1.2

=1184m3/min

式中：

Vcf—5101综采面全年气温20~22℃，按AQ1056表1风速选为1.0~1.2m/s；

Scf—采煤工作面的平均有效断面积，（4.61+4.01）÷2×4.06×0.7=12.24m2；

kch—5101综采面采高调整系数取1.6（采高大于2.5m，按AQ1056-2008表2选取）；

kcl—采煤工作面长度调整系数取1.2（工作面长度170~180m，按AQ1056-2008表3选取）；

70%—有效通风断面系数；

60—为单位换算产生的系数。

②按工作面瓦斯涌出量计算

Q5101综采面=100×qcg×kcg

=100×8.06×1.6

=1289.6m3/min

式中：

Qcg—回采工作面的瓦斯绝对涌出量，8.06m3/min（5号煤层回采工作面的绝对瓦斯涌出量为31.06m3/min，回采工作面本煤层抽放量为18m3/min，高位钻孔抽放量为5m3/min，采煤工作面的瓦斯绝对涌出量=31.06-18-5=8.06m3/min）。

kcg—该工作面瓦斯涌出不均衡系数，（机采取1.2~1.6，取为1.6）。

③按人数计算

Q5101≥4Ncf=4×40=160m3/min

式中：

Ncf—工作面同时工作的最多人数，取40人；

4—每人需风量，m3/min。

④按风速验算

ａ、验算最小风量：

Qcf≥60×0.25×Scb

=60×0.25×Lcb×hcf×70%=60×0.25×13.1=196.5m3/min

式中：

Scb—采煤工作面最大控顶有效断面积，4.61×4.06×70%=13.1m2;

Lcb—采煤工作面最大控顶距，m；

hcf—采煤工作面实际采高，m；

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。

ｂ、验算最大风量：

Qcf≤60×4.0×Scs=60×4.0×Lcs×hcf×70%=60×4×11.4=2736m3/min

式中：

hcf—采煤工作面实际采高，m；

Scb—采煤工作面最小控顶有效断面积，4.01×4.06×70%=11.4m2；

Lcs—采煤工作面最小控顶距，m；

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。

综合以上计算，Q5101符合风速要求，取其（按工作面瓦斯涌出量条件计算）最大值1289.6m3/min取1290m3/min，一半为645m3/min，为5101综采面现需要风量。

即Q5101=645m3/min。

二、5102准备采煤工作面实际需要风量计算

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、人员等分别进行计算，取其最大值为该工作面需要风量。

我矿按规定5102为准备采煤工作面，现已进入安装准备调试阶段，其配风需根据正常生产采煤工作面时配风，具体计算过程如下:

①按工作面气象条件计算

Q5102准备采面=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl

=60×70%×1.2×12.24×1.6×1.2

=1184m3/min

式中：

Vcf—5102综采面全年气温20~22℃，按AQ1056表1风速选为1.0~1.2m/s；

Scf—采煤工作面的平均有效断面积，（4.61+4.01）÷2×4.06×0.7=12.24m2；

kch—5102综采面采高调整系数取1.6（采高大于2.5m，按AQ1056-2008表2选取）；

kcl—采煤工作面长度调整系数取1.2（工作面长度150~170m，按AQ1056-2008表3选取）；

70%—有效通风断面系数；

60—为单位换算产生的系数。

②按工作面瓦斯涌出量计算

Q5102准备采面=100×qcg×kcg

=100×8.06×1.6

=1289.6m3/min

式中：

Qcg—回采工作面的瓦斯绝对涌出量，8.06m3/min（5号煤层回采工作面的绝对瓦斯涌出量为31.06m3/min，回采工作面本煤层抽放量为18m3/min，高位钻孔抽放量为5m3/min，采煤工作面的瓦斯绝对涌出量=31.06-18-5=8.06m3/min）。

kcg—该工作面瓦斯涌出不均衡系数，（机采取1.2~1.6，取为1.6）。

③按人数计算

Q5102≥4Ncf=4×40=160m3/min

式中：

Ncf—工作面同时工作的最多人数，取40人；

4—每人需风量，m3/min。

④按风速验算

ａ、验算最小风量：

Qcf≥60×0.25×Scb

=60×0.25×Lcb×hcf×70%=60×0.25×13.1=196.5m3/min

式中：

Scb—采煤工作面最大控顶有效断面积，4.61×4.06×70%=13.1m2;

Lcb—采煤工作面最大控顶距，m；

hcf—采煤工作面实际采高，m；

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。

ｂ、验算最大风量：

Qcf≤60×4.0×Scs=60×4.0×Lcs×hcf×70%=60×4×11.4=2736m3/min

式中：

hcf—采煤工作面实际采高，m；

Scb—采煤工作面最小控顶有效断面积，4.01×4.06×70%=11.4m2；

Lcs—采煤工作面最小控顶距，m；

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。

综合以上计算，Q5102符合风速要求，取其（按工作面瓦斯涌出量条件计算）最大值1289.6m3/min，取1290m3/min，为5102准备采面实际需要风量。

即Q5102=1290m3/min。

三、掘进工作面实际需要风量计算

我矿现有2个掘进面（轨道下山掘进工作面、回风下山掘进工作面）。

掘进工作面需要风量，按瓦斯、工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸风量等分别进行计算，取其中最大值作为掘进工作面的需风量。

我矿掘进面均为煤巷掘进，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。

我矿井下实际情况在布置工作面时确有困难，故临时将回风下山掘进布置在串联风流中，根据煤矿安全规程规定，在保证安全前提下，我矿已制定了相应的防范安全技术措施，并已贯彻实施。

故在计算风量时未考虑为独立系统计算。

1、轨道下山掘进工作面风量计算：

①按瓦斯涌出量计算

Q轨道下山=100×qcg×kcg

=100×0.22×1.18

=25.96m3/min

式中：

Qcg—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，经计算为0.22m3/min；

kcg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，经计算为1.18；

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。

②按照二氧化碳涌出量计算

Q轨道下山=67×qhc×khc

=67×0.21×1.14

=16.04m3/min

式中：

qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min，经计算为0.21m3/min；

khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值，经计算为1.14；

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。

③按局扇吸风量计算

轨道下山掘进按选择FBDNo-6.3/2×30型局扇供风来计算风量，该型号局扇吸风量取350-625m3/min，取625m3/min。

故：

Q轨道下山=Q吸×I+60×0.25S轨道下山

=625×1+60×0.25×16

=865m3/min

式中：

Q轨道下山—综掘工作面需要风量；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。

I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

0.25—有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许最低风速。

S轨道下山—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，16m2。

④按人数计算

Qhf≥4Nhf=4×20=80m3/min

式中：

Qhf—工作面需要风量，m3/min

Nhf—工作面同时工作的最多人数，20人；

4—每人需风量，m3/min。

⑤按风速进行验算

a）验算最小风量

Qaf≥60×0.25Shf=60×0.25×16=240m3/min

b）验算最大风量

Qaf≤60×4.0Shf=60×4×16=3840m3/min

式中：

Shf—掘进工作面巷道的净断面积，16m2。

综合分析，取其最大值865m3/min，为该掘进工作面的需要风量，且风速符合要求；我矿轨道下山局扇前实际配风为1045m3/min，故轨道下山掘进面的风量Q轨道下山取：

Q轨道下山＝1045m3/min

四、硐室需要风量计算

我矿井下现有2个独立配风硐室（轨道下山材料库、采区轨道巷材料库）。

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。

轨道下山材料库配风180m3/min；采区轨道巷材料库配风180m3/min。

∑Q硐室=180+180=360m3/min

五、其它独立配风巷道5条（行人斜井联络巷进风、采区皮带配风巷、采区轨道配风巷、5102运输顺槽配风、皮带下山2进风）。

其它用风巷道实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算，如下式：

式中：

∑Q其它—所有独立通风巷道需要风量总和，m3/min；

Q其它1、Q其它2、Q其它3、…、Q其它n—不同独立通风巷道需要风量，m3/min。

注：

现皮带下山2进风巷配风600m3/min，作为有效风量进行计算。

根据煤矿安全规程规定，在保证安全情况下，我矿井下现为串联进风，已制定相应措施防范，故也将其列入了独立配风巷计算。

1、其它用风巷道实际总需要风量计算结果

我矿5条独立用风巷道实际总需要风量∑Q其它：

∑Q其它=Q1行人斜井+Q2皮配+Q3轨配+Q45102运顺+Q5皮带下山2=90+210+210+435+600=1545m3/min

六、矿井总需风量计算结果

通过上面的计算与分析，矿井总需风量为：

Q矿井≥（∑Q采+∑Q准+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通

=（645+1290+1045+360+1545）×1.2

=4885×1.2

=5862m3/min

因此，矿井总需要风量为：

5862m3/min。

各用风地点需风量见下表

矿井各用风地点需要风量

地点名称

需风量

（m3/min）

备注

地点名称

需风量

（m3/min）

备注

5101综采面

645

采面

轨道下山材料库

180

硐室

5102准备采面

1290

采区轨道材料库

180

轨道下山

1045

掘进面

采区轨道巷配风

210

其它

采区皮带巷配风

210

5102运输顺槽配风

435

行人斜井联络巷

90

皮带下山2进风

600

Q总进=7950m3/min，Q总进＞Q需进

根据以上计算和对比。

本矿总进风量和各用风地点配风量均满足安全生产需求。

七、矿井通风能力验证

矿井现总回风8083.2m3/min，由主扇风机的特性曲线分析，主扇风机工况点处在风压特性曲线合理工作范围之内，风机运行平稳。

井下巷道各用风地点的风流方向稳定，风量充足，井巷风速、瓦斯浓度、温度都符合《规程》规定，风量分配合理，且与实际用风风量相匹配，完全能够满足120万吨/年安全生产的需要。