一号煤矿通风系统能力核定报告.docx

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一号煤矿通风系统能力核定报告

一号煤矿通风系统能力核定

一号煤矿

二零一七年一月

一号煤矿通风系统能力核定

审批

总工：

通风部：

一号煤矿

二零一七年一月

一号煤矿通风系统能力核定

一、矿井通风概况

矿井采用分区抽出式通风方式，二、三号风井风机联合运转。

矿井共有十条井筒，分别为：

主平硐、副一平硐、副二平硐、二号风井进风斜井、二号风井回风斜井、三号风井进风斜井、三号风井回风斜井、四号风井进风斜井、四号风井回风斜井和四号风井瓦斯管道回风斜井（四号风井已建设完毕，未投入使用）。

二号回风斜井安装两台BD-Ⅱ-8-No27型防爆轴流式对旋通风机，配套电机型号为YBF630-8，额定功率为2×355KW，叶片安装角度为2.5°/2.5°,主要承担矿井二、三、四、五盘区和北一系统的供风任务。

三号回风斜井安装了两台FBCDZNo27型防爆轴流式对旋通风机，电机型号为YBF400-8,额定功率为2×355KW，叶片安装角度为14.5°/16°,主要承担矿井八盘区、北二系统的供风任务。

矿井的总回风量为21357m3/min；总进风量为20479m3/min；有效风量为19657m3/min，矿井负压：

二号风井2650Pa，三号风井2160Pa；矿井等积孔为8.66m2，其中二号风井等积孔为3.9m2，三号风井等积孔为4.8m2。

矿井生产布局为一井两区、两采一备，两个回采工作面分别是北一盘区1003综采工作面和北二盘区621综采工作面。

一个备采工作面为八盘区806备采面。

已经掘进到位保持正常局部通风的5个工作面分别为：

北一盘区1004进风掘进面、八盘区808进风掘进面、801进、回风掘进面、北二盘区623进风掘进面；正常掘进的5个掘进面分别为：

北一盘区1004回风掘进面、1005进风掘进面、八盘区803进风掘进面、北二盘区623回风掘进面、625进风掘进面。

采掘比：

1:

5.3。

采煤机械化程度100%，掘进机械化程度100%，装载机械化程度100%。

矿井采煤工艺为机械化长壁式开采。

一号煤矿为高瓦斯矿井，2016年瓦斯等级鉴定矿井绝对瓦斯涌出量为160.82m3/min，相对瓦斯涌出量为12.68m3/t，二氧化碳绝对涌出量为15.85m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.25m3/t。

矿井上年度实际产量为600万吨，矿井设计生产能力为600万吨/年。

二、矿井需要风量计算

矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。

矿井现有1003和621两个综采工作面，已经掘进到位保持正常局部通风的5个工作面，正在掘进工作面5个，掘进工作面全部为煤巷工作面，掘进工作面选用的局部通风机为变频风机和对旋风机。

矿井有一个806备采工作面，一个804回撤工作面。

另外，矿井有13个独立通风硐室即火药库、变电所、抽放泵站硐室和消防器材库。

1、采煤工作面所需风量

（1）按工作面气象条件计算

Q采=60×70%×V采×S采×K1×K2

=60×70%×1.5×11.6×1.1×1.4

=1125m3/min

式中：

Q采—回采工作面实际所需风量，m3/min；

V采—采煤工作面进风流气温对应最优风速，m/s；

S采—采煤工作面的平均有效断面积，m2；

K1—采煤工作面采高调整系数；

K2—采煤工作面长度调整系统；

70%—有效通风断面系数；

（2）按照工作面瓦斯涌出量计算：

Q采=100×q采×KCH4

=100×3.47×1.75

=607m3/min

式中：

Q采—回采工作面实际所需风量，m3/min

q采—回采工作面回风巷风流中瓦斯平均绝对涌出量，（瓦斯等级鉴定）m3/min

KCH4—为4.2/2.4=1.75瓦斯涌出不均衡系数。

（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）

（3）按工作面二氧化碳涌出量计算：

Q采=67×q采×K

=67×1.2×1.5

=121m3/min

Q采—回采工作面实际所需风量，m3/min；

q采—回采工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

K—为1.2/0.8=1.5二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涌出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值）

67—为按采煤工作面回风流中二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数；

（4）按工作面同时作业人数计算Q采为：

Q采>4N=4×40=160（m3/min）

（5）按风速进行验算Q采为：

60×0.25S＜Q采＜60×4S（m3/min）

即：

15×11.6＜Q采＜240×11.6（m3/min）

即：

174.15＜Q采＜2784（m3/min）

（6）回采工作面采用高位裂隙抽放、本煤层抽放、上隅角埋管抽放相结合的综合抽放方式，三种方式平均抽放混合流量约为200m3/min。

经以上计算采煤工作面所需风量：

∑Q采=Q1003采+Q621采（m3/min）

=（1125+200）+（1125+200）

=2650（m3/min）

2、掘进工作面所需风量

（1）根据瓦斯涌出量情况，掘进工作面所需风量Q掘为：

=100×1.4×1.8

=252m3/min

q掘—掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min；

K掘通—为2.2/1.4=1.8，瓦斯涌出不均衡系数。

（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。

（2）、按局部通风机最大吸风量计算Q掘为：

Q掘=Q扇×Ii+15S

Q扇—局部通风机实际吸风量，m3/min；

Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

单台2×30KW风机吸风量：

245～620m3/min，

根据现场经验，Q掘≥500m3/min。

（3）、按掘进工作面同时作业人数计算需要风量Q掘为：

　　　Q掘>4N＝4×25＝100（m3/min）

（4）、按风速进行验算:

　　最低风量：

Q掘>15S掘＝15×16.64＝249.6（m3/min）

最高风量：

Q掘＜240S掘＝240×16.64＝3993（m3/min）

根据以上计算掘进面风量：

∑Q掘=（500+15×16）×10=7400m3/min

式中16为掘进工作面的平均断面，S为最低风速/秒；已经掘进到位保持正常局部通风的5个工作面，正在掘进工作面5个，掘进工作面需要另加局部通风机的吸入口至掘进工作面的回风口之间的风量，以保证最低风速（本矿掘进全部为机掘工作面，无炮采工作面）。

3、备用工作面和回撤工作面所需风量

备用工作面和回撤工作面所需风量计算原则：

满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。

根据矿井以往经验，备用工作面和回撤工作面风量一般取正常生产工作面风量的60%。

Q备=0.6Q采

=0.6×1125=675m3/min

Q撤=0.6Q采

=0.6×1125=675m3/min

4、硐室所需风量Q硐为：

（1）火药库（1处）

Q火＝4ｖ/60＝0.07×1642＝115m3/min

式中：

1642为火药库的容积,m3

（2）硐室（12处）

变电所、水仓、消防材料库、瓦斯抽采移动泵站分别取风量为150m3/min

∑Q硐=150×12=1800m3/min

5、稀释无轨胶轮车尾气所需风量计算

根据《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》，行驶车辆的巷道，应按同时运行的最多车辆数量增加巷道配风，配风量应不小于4m3/（min·KW）。

按井下同时运行5辆WC22R型62KW防爆柴油机无轨胶轮车（人车），8辆WC5J型32KW防爆柴油机无轨胶轮车（料车），1辆WC40Y型200KW支架搬运车计算：

∑Q=4×（5×62+8×32+200）=3064m3/min

6、因矿井为分区式通风，由2#、3#风井承担分区通风，配风量如下：

a、2#风井：

2#回风井地面安装BD-

-8-No27型对旋式通风机2台，一用一备，配套电机额定功率为2×355kW，现运行负压2650Pa，主扇排风量10254m3/min，回风量10115m3/min，进风量14108m3/min，2#风井承担矿井一、二、三盘区、北一系统的通风任务，其中包括1003采煤工作面独立通风；已经掘进到位保持正常局部通风的1004进风掘进面；正常掘进的1004回风掘进工作面、1005回风掘进工作面的掘进通风；火药库、2、3号中央变电所、北一变电所、北一移动瓦斯抽采泵站、消防材料库。

各采掘工作面和硐室配风情况见附表。

Q2#=（∑Q1003采+∑Q3掘+∑Q6硐+∑Q胶轮车）·K

=（1325＋1500＋865＋3064）×1.2

=8105m3/min

b、3#风井：

3#回风井地面安装FBCDZ№27型对旋式通风机2台，一用一备，配套电机功率为2×355kW，现运行负压2160Pa，主扇排风量11388m3/min，回风量11242m3/min，进风量6371m3/min，3#风井承担矿井八盘区及北二系统的通风任务，其中包括621采煤工作面的独立通风、806备采工作面的独立通风，804回撤工作面的独立通风；已经掘进到位保持正常局部通风的623进风掘进工作面、801进、回风掘进工作面、808进风掘进工作面；正常掘进的623回风掘进工作面、625进风掘进工作面、803进风掘进工作面的掘进通风；八盘区变电所、北二变电所、八盘区移动瓦斯抽采泵站、北二移动瓦斯抽采泵站、消防材料库。

各采掘工作面和硐室配风情况见附表。

Q3#=（∑Q621采+∑Q806备+∑Q804撤+∑Q7掘+∑Q7硐）·K

=（1325+675+675+3500+1050）×1.2

=8670m3/min

7、矿井需风量

Q矿需=（∑Q采+∑Q掘+∑Q备+撤+∑Q硐+∑Q胶轮车）·K

=（2650＋5000＋1350＋1915+3064）×1.2

=16775m3/min

根据以上计算，矿井需要风量为16775m3/min。

依据2016年12月矿井实际测风结果，矿井有效风量19657m3/min,矿井有效风量比实际需要风量富余2882m3/min，因此这种布置条件下风量能够满足需要。

三、矿井通风能力计算

采用由里向外核算法计算。

矿井总进风量20479m3/min，按照矿井正常的采掘接续，可合理布置的采掘工作面个数为：

综采煤工作面2个，备采工作面1个，回撤工作面1个，已经掘进到位保持正常局部通风的5个工作面，正在掘进工作面5个。

查看采掘作业规程及现场核实，不考虑地质和设备影响时，采煤面日推进度为12m，回采巷道掘进面日进尺15m。

采煤工作面特征表

工作面

平均长（m）

平均采高

（m）

原煤视密度

（t/m3）

回采率

（%）

年工作日数（d）

235

2.5

1.35

98

330

正规循环作业系数（%）

工作面

个数

日推进度

（m/d）

采煤方法

生产能力

（万t/a）

85

2

12

综采

523

回采巷道掘进工作面特征表

巷道纯煤面积（m2）

原煤视密度（t/m3）

日进尺（m/d）

年工作日数（d）

工作面

个数

生产能力（万t/a）

12.5

1.35

16

330

10

89

矿井通风能力：

p=

=523万吨/年+89万吨/年

=612万吨/年

四、矿井通风能力验证

1、矿井主要通风机性能验证

按照《AQ1001—2005》要求，根据矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证，验证结果如下：

2#回风井地面安装BD-

-8-No27型对旋式通风机2台，一用一备，配套电机额定功率为2×355kW，现运行负压2650Pa，主扇排风量10254m3/min，回风量10115m3/min，进风量14108m3/min，根据一号煤矿2#风井主要通风机特性曲线及工况点性能鉴定结果，通风机叶片安装角度为：

2.5°/2.5°时，风量为：

236.7m3/s—132.3m3/s,显示为该通风机最大风量。

现2#风井主要通风机叶片安装角度为：

2.5°/2.5°，实际排风量为171m3/s,目前主要通风机风压（2650pa）小于该通风机最大风压（3162pa），符合安全规定，基本在合理工作范围内，运行平稳，满足安全生产要求。

3#回风井地面安装FBCDZ№27型对旋式通风机2台，一备一用，配套电机额定功率为2×355KW，现运行负压2300Pa，主扇排风量11388m3/min，回风量11242m3/min，进风量6371m3/min，根据一号煤矿3#风井主要通风机特性曲线及工况点性能鉴定结果，通风机叶片安装角度为：

14.5°/16°时，风量为：

99m3/s—231m3/s,为该通风机最大风量。

现3#风井主要通风机叶片安装角度为：

14.5°/16°，实际排风量为190m3/s,目前主要通风机风压（2160pa）小于该通风机最大风压（3425pa），符合各项安全规定，在合理工作范围内，运行平稳，满足安全生产要求。

2、矿井通风网络验证

根据《MT/T440—1995》要求，利用矿井通风阻力测定结果对矿井通风网络进行验证，验证结果如下：

一号煤矿井下巷道、用风地点的风流方向稳定，风量满足要求，井巷风速满足要求。

矿井的总回风量为21357m3/min；总进风量为20479m3/min；有效风量为19657m3/min，矿井负压：

二号风井2650Pa，三号风井2160Pa；矿井等积孔为8.66m2，其中二号风井等积孔为3.9m2，三号风井等积孔为4.8m2。

（2016年12月实际测风结果）。

说明矿井的通风较容易，即通风网络“通过风流的能力”较强，通风网络中的通风阻力分配合理且与风量相匹配。

矿井通风网络符合《煤矿安全规程》规定，采掘工作面通风系统、合理，不存在串联通风、扩散通风、采空区通风等地点。

3、用风地点有效风量验证

根据2016年12月实际测风结果，矿井总进风量为20479m3/min，矿井有效风量19657m3/min,矿井有效风量率达到96%。

矿井内各用风地点的有效风量满足要求，井巷中的风流速度、温度全部符合《煤矿安全规程》的有关规定。

4、稀释瓦斯能力验证

2016年矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。

根据矿井瓦斯抽采实际情况，采煤工作面采用高位裂隙抽放、本煤层抽放、上隅角埋管抽放相结合的综合抽放方式；掘进工作面采用采前预抽、边掘边抽、区域预抽相结合的综合抽放方式，同时做到“分源分压”抽采，每套系统配置2BEC72型抽放系统一套，满足瓦斯治理需求。

在正常通风情况和进行瓦斯抽采的情况下，回采工作面风排瓦斯量低于5m3/min，掘进工作面风排瓦斯量低于3m3/min，矿井通风能力满足稀释瓦斯的需要。

具体数据见表。

矿井稀释瓦斯能力验证表

序号

地点

规程规定

实际测定

是否满足

要求

主

要

回

风

巷

二盘区总回风巷

<1%

0.08%

是

北一回风巷

<1%

0.15%

是

八盘区回风巷

<1%

0.19%

是

北一回风巷

<1%

0.2%

是

北二2#回风巷

<1%

0.12%

是

采

煤

面

621工作面

<1%

0.1%

是

1003工作面

<1%

0.12%

是

806备采工作面

<1%

0.1%

是

804回撤工作面

<1%

0.05%

是

回

采

掘

进

巷

道

623进风（到位）

<1%

0.12%

是

623回风

<1%

0.29%

是

625进风

<1%

0.1%

是

801进风（到位）

<1%

0.15%

是

801回风（到位）

<1%

0.3%

是

803进风

<1%

0.15%

是

808进风（到位）

<1%

0.09%

是

1004进风（到位）

<1%

0.1%

是

1004回风

<1%

0.04%

是

1005进风

<1%

0.04%

是

硐

室

火药库

<1%

0

是

中央变电所

<1%

0.04%

是

2#中央变电所

<1%

0.04%

是

3#变电所

<1%

0.04%

是

北一1#变电所

<1%

0.03%

是

北一2#变电所

<1%

0.04%

是

八盘区变电所

<1%

0

是

北二变电所

<1%

0.02%

是

北一消防材料库

<1%

0.03%

是

北二消防材料库

<1%

0

是

八盘区抽放泵站

<1%

0.07%

是

北一抽放泵站

<1%

0.04%

是

北二抽放泵站

<1%

0.06%

是

五、矿井通风系统核定结果

一号煤矿属于高瓦斯矿井，矿井通风系统完整、可靠，采掘工作面均实现了独立通风，没有不符合规定的串联通风、扩散通风和采空区通风，没有《AQ1056-2008煤矿通风能力核定标准 》中所涉及的扣减通风能力项目。

经以上分析计算，矿井实际需要风量为16775m3/min，根据2016年12月实际测风结果，矿井实际进风量20479m3/min，矿井有效风量19657m3/min,矿井有效风量率达到96%。

矿井有效风量比实际需要风量富余2882m3/min，因此，矿井内各用风地点的有效风量满足要求，井巷中的风流速度、温度全部符合《煤矿安全规程》的有关规定。

矿井主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、合理、可靠的范围之内，通风动力与主要通风机性能相匹配，能够满足安全生产实际需要。

各用风地点及采区有效风量满足需求，井巷中风流速度、温度等符合《煤矿安全规程》的有关规定。

因此，经分析验证，矿井实际需要风量为16775m3/min，矿井有效风量19657m3/min,矿井有效风量比实际需要风量富余2882m3/min，通风能力大于600万吨/年，满足600万吨/年需求。