編制單位:生產技術部
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梅斯布拉克煤礦礦井通風設計

作者:佚名 2012-02-01 21:25 來源:本站原創(chuàng)

        新疆天然物產貿易有限公司梅斯布拉克煤礦礦井通風設計

        編制單位:生產技術部

        編制日期:二〇一一年四月

        梅斯布拉克煤礦礦井通風設計審批表

        審批單位審批意見審批人日期

        生產技術部

        安全監(jiān)察部

        生產副總

        安全副總

        總工程師

        總經理

        前言

        根據礦井設計風量和實際生產的需風量對比,對礦井現有通風機的供風能力進行核算,對主扇電機能力進行核算,對礦井通風阻力進行估算,確定主扇風機工作性能,以保證礦井的正常供風和安全生產。

        編制依據

        1、《煤礦安全規(guī)程

        2、《礦山安全生產法》、《煤炭法》、《采礦工程設計手冊》以及國家頒布的各種相關技術法規(guī)、標準

        3、礦井通風安全學

        4、礦井地質地形圖

        5、礦井瓦斯等級及各種有害氣體參數,煤塵的爆炸性和煤的自然性

        6、礦井的生產能力,礦井的開拓方式,礦井生產的最多人數。

        8、礦井主扇使用說明書

        9、通風能力核定規(guī)范n

        目錄

        目錄

        礦井通風設計1

        第一章礦井概況5

        1.1交通情況5

        1.2地形、地貌5

        1.3河流、湖泊5

        1.4氣象情況5

        1.5井田面積5

        1.6小窯的分布情況5

        1.7礦井開拓及安全情況6

        第二章礦井通風系統(tǒng)6

        2.1礦井通風系統(tǒng)6

        2.2支護形式與斷面6

        2.3通風系統(tǒng)7

        2.4采掘工作面及峒室通風7

        第三章礦井總進風量7

        3.1礦井風量的計算及分配7

        (一)回采工作面需風量8

        (二)掘進工作面需風量10

        (三)其他巷道需風量計算17

        3.2礦井最大總進風量17

        第四章礦井風量、風壓及等積孔18

        4.1風量分配18

        4.2礦井負壓計算18

        4.3礦井等積孔計算18

        第五章風機選型及通風系統(tǒng)分析21

        5.1主扇風機選型21

        5.2礦井通風系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災能力分析21

        第六章礦井通風系統(tǒng)分析21

        6.1通風系統(tǒng)對礦井安全的保證程度及措施21

        6.2礦井風量和通風網絡對安全的保證程度及措施22

        6.3具體安全技術措施22

        6.4采、掘工作面局部通風保證程序及措施23

        6.5礦井防滅火設計23

        6.6反風系統(tǒng)及可靠性分析24

        6.7主要通風設施設置要求及管理措施25

        6.8主扇、局扇管理措施25

        第一章礦井概況

        1.1交通情況

        新疆天然物產貿易有限公司拜城縣梅斯布拉克煤礦位于拜城縣縣城北東方向70km的梅斯布拉克村、梅斯布拉克河一帶。井田位于S307省道以北,距S307省道的直線距離約35km,距離礦區(qū)115km有庫車火車站,井田的外部運輸條件較為便利,由S307省道克孜爾鄉(xiāng)站通往梅斯布拉克村的簡易公路(砂石路面)從礦區(qū)中部通過,井田范圍為山前丘陵區(qū),地勢雖平坦但小沖溝發(fā)育,途徑較多溝谷,井田的內部通行條件較差。

        1.2地形、地貌

        該地區(qū)屬于丘陵地貌,地勢北高南底。以煤斯布拉克河為界分東西兩部風,最高1986米,最底1910米,相對高差76米。

        1.3河流、湖泊

        梅斯布拉克河是井田內及附近唯一的地表水系,年逕流量為0.158~0.672億m3,該河為北向南流向,從井田中部通過,發(fā)源于北部的天山山脈,以大氣降水、冰雪融化水、山泉水為補給源,流量隨季節(jié)變化較大,一般冬季為枯水期,春季融雪和夏秋兩季水流量較大。梅斯布拉克河在豐水年常年有水,貧水年常出現短時間斷流現象。

        1.4氣象情況

        礦區(qū)屬大陸性中溫帶干旱氣候,冬、夏較長,春秋較短,冬季寒冷,夏季涼爽,晝夜溫差大,歷年平均氣溫+7.4℃,年極端最高氣溫+37.4℃,年極端最低氣溫-32℃,年平均降水量94.9mm,降雨多分布在北部山區(qū),蒸發(fā)量1538.2mm,全年日照達1564小時,無霜期為167天,每年12月到翌年的3月份為冰凍期,最大凍土深度1m,春季多北風。每年7月中旬到8月下旬為雨季,有暴雨,造成山洪暴發(fā)。每年10月中、下旬開始降雪,11月份結凍,另外災害性天氣有風災、冰雹、沙塵暴。煤礦及其附近沒有氣象臺站,氣象與縣城相比,氣溫偏低、降雨量偏多,其它氣象條件與拜城縣城相似。

        1.5井田面積

        井田走向長約5公里,南北寬0.70公里,面積3.54平方公里。

        1.6小窯的分布情況

        井田內現無生產礦井,有報廢老窯2處、井口8個,均為黑英山鄉(xiāng)煤礦開采,關閉于1999年。由于關閉井口已坍塌,兩個礦井均為斜井,斜井井筒角度27°左右,開采深度均不大于100m,年產量在1萬t左右,分述如下:

        1.黑英山鄉(xiāng)1號井:斜井開拓,共有井口4個,分別開采A7、A6、A5、A3煤層,采煤方法采用倉儲式,開采最低水平標高+1838m,單翼向東采長900m。

        2.黑英山鄉(xiāng)4號井:斜井開拓,共有井口4個,分別開采A7、A6、A5、A3煤層,采煤方法采用倉儲式,開采最低水平標高+1873m,單翼向東采長900m。

        1.7礦井開拓及安全情況

        1.7.1開拓方式

        礦井采用雙斜井多水平的開拓方式。

        1.7.2安全情況

        1、頂底板情況

        各煤層直接頂板以細砂巖為主,局部地段為泥巖,老頂為中—粗砂巖;煤層直接底板為細砂巖、粉砂巖、炭質泥巖,老底為粗砂巖。根據相關資料顯示,煤層頂底板在飽和狀態(tài)下單向抗拉強度和天然狀態(tài)下抗拉強度的石均屬弱巖。因此,在開采過程至務必做好支護工作。

        2、瓦斯

        根據相關資料顯示,本礦井屬高瓦斯礦井,因此,必須按規(guī)定開展瓦斯鑒定工作,根據觀測和鑒定結果,開展瓦斯抽放工作。

        3、煤塵

        新疆煤田地質局綜合試驗室對A3、A5、A7、A8、A9可采煤層采集的煤塵爆炸樣本46個,測試結果表明井田內各可采煤層的煤塵均有爆炸性。

        4、煤層自燃

        各煤層均易自燃。

        5、地溫

        井田內未發(fā)現高溫地層,地溫變化正常,屬地溫正常區(qū)。

        6、水文地質

        該區(qū)地表沖溝發(fā)育,排泄條件良好。但因井田內第四系覆蓋層較厚,其富水性、導水性不明,要求礦方加強水文地質、工程地質研究,查明第四系覆蓋層其富水性,充分了解梅斯布拉克河水側向補給情況。

        第二章礦井通風系統(tǒng)

        2.1礦井通風系統(tǒng)

        目前,本礦井通風系統(tǒng)為中央并列式,通風方法為機械抽出式通風,由主、副斜井進風,斜風井回風。該風井位于礦區(qū)走向中部,擔負全礦井回風任務。風井口到主井口的垂直距離360米,到副井口的垂直距離為295米,礦調度室有電話與風井相連接,風井周圍環(huán)境為戈壁荒山。

        2.2支護形式與斷面

        2.2.1支護形式與斷面

        1、主、副斜井為半圓拱斷面錨噴支護,斷面分別為10.03平方米和15.27平方米,主井筒長度400米;副井筒長度304米。

        2、風井為半圓拱斷面錨噴支護,斷面積15.27平方米,風井長度80米。

        2.3通風系統(tǒng)

        2.3.1通風系統(tǒng)

        1、通風方式:中央并列式

        2、通風方法:軸流式對旋機械通風,扇風機工作方式:抽出式通風。

        3、通風構筑物:風門、調節(jié)風門、測風站、密閉、引風道、防爆門等。

        附:(1)通風系統(tǒng)圖

        (2)通風網絡圖

        2.4采掘工作面及峒室通風

        井下獨立用風地點有以下幾處,通風路線如下:

        2.4.1、回采工作面:

        +1864水平A7東翼回采工作面:新鮮風流經副斜井→+1864水平運輸石門→+1864水平A7煤層東翼運輸順槽→+1864水平A7東翼回采工作面→+1910水平A7東翼回風順槽→+1910水平回風石門→回風斜井→地面。

        2.4.2、掘進工作面

        (1)新鮮風流經副斜井→+1864水平運輸石門→由局扇分別→+1864水平A5、(A3-1、A3-2)煤層運輸順槽掘進工作面→(乏風)+1864水平A5煤層西翼通風聯絡巷→+1864水平A5通風上山→+1910水平A5通風口→再由局扇分別→+1910水平A5、(A3-1、A3-2)煤層運輸順槽掘進工作面→(乏風)→+1910水平回風石門→回風斜井→地面。

        (2)新鮮風流經主斜井→+1818水平井底車場(+1818水平運輸聯絡巷)→+1818水平運輸石門→+1818水平A5煤層西翼通風聯絡巷→+1818水平-+1864水平A5通風上山→+1864水平-+1910水平A5通風上山→+1910水平A5、A3-1、A3-2煤層運輸順槽掘進工作面→+1910水平聯絡巷(+1910A3聯絡巷)→+1910水平回風石門→回風斜井→地面。

        第三章礦井總進風量

        3.1礦井風量的計算及分配

        3.1.1、礦井風量的計算及分配:

        1、按井下同時工作的最多人員計算

        Q礦進=4×N×K礦通

        Q礦進=4×126×1.15=580m3/min

        式中:Q—礦井所需的總進風量,m3/min

        N—井下同時工作的最多人數,N=126人

        4—《規(guī)程》規(guī)定井下工作人員的供風標準,m3/min。即井下每一工作地點,每人每分鐘供給風量都不得少于4m3。

        Q礦進=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)K礦通。

        式中∑Q采—采煤實際需要風量的總和,m3/min;

        ∑Q掘—掘進實際需要風量的總和,m3/min;

        ∑Q硐—硐室實際需要風量的總和,m3/min;

        ∑Q其他—礦井除了采煤、掘進和硐室地點外的其他井巷需要進行通風的風量總和,m3/min;

        (一)回采工作面需風量

        1、+1864水平1A711回采工作面需要風量

        ①按回采工作面同時工作的最多人員計算

        Q采=4×N=4×13=52m3/min

        式中:N一采煤工作面同時工作的最多人數,取13人。

        ②按瓦斯涌出量計算

        Q采=100×qCH4×k采通,

        Q采=100×0.23×1.6=36.8m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        qCH4—采煤工作面瓦斯絕對涌出量,根據2010年10月瓦斯等級鑒定取0.23m3/min;

        K采通——瓦斯涌出不均勻的備用風量系數,炮采工作面K采通取1.6;

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*1.8/20=45m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—采煤工作面一次爆破炸藥量,取1.8kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定回采工作面順槽最低風速為0.25m/s,最高風速6m/s要求進行驗算。即回采工作面應滿足:

        Q采≥60×0.25×S采=60×0.25×10=150m3/min;Q采≤60×6×S采=60×6×10=3600m3/min;

        式中—S順回采工作面順槽凈斷面,取10m2。

        根據上述計算結果,+1864水平A7回采工作面風量取150m3/min,采煤面風速計算為V采=150/60/S采=1.25m/s(0.25m/s<1.25m/s<4m/s,符合要求)。

        式中—V采為工作面風速,S采為工作面斷面積,取2㎡。

        2、+1864水平1A721回采工作面需要風量

        ①按回采工作面同時工作的最多人員計算

        Q采=4×N=4×13=52m3/min

        式中:N一采煤工作面同時工作的最多人數,取13人。

        ②按瓦斯涌出量計算

        Q采=100×qCH4×k采通,

        Q采=100×0.23×1.6=36.8m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        qCH4—采煤工作面瓦斯絕對涌出量,根據2010年10月瓦斯等級鑒定及1A711工作面瓦斯涌出量取0.23m3/min;

        K采通——瓦斯涌出不均勻的備用風量系數,炮采工作面K采通取1.6;

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*1.8/20=45m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—采煤工作面一次爆破炸藥量,取1.8kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定回采工作面順槽最低風速為0.25m/s,最高風速6m/s要求進行驗算。即回采工作面應滿足:

        Q采≥60×0.25×S采=60×0.25×6.4=96m3/min;Q采≤60×6×S采=60×6×10=2304m3/min;

        式中—S順回采工作面順槽凈斷面,取6.4m2。

        根據上述計算結果,+1864水平A7回采工作面風量取96m3/min,采煤面風速計算為V采=96/60/S采=0.8m/s(0.25m/s<0.8m/s<4m/s,符合要求)。

        式中—V采為工作面風速,S采為工作面斷面積,取2㎡。

        3、+1864水平1A521回采工作面需要風量

        ①按回采工作面同時工作的最多人員計算

        Q采=4×N=4×15=60m3/min

        式中:N一采煤工作面同時工作的最多人數,取15人。

        ②按瓦斯涌出量計算

        Q采=100×qCH4×k采通,

        Q采=100×0.4×1.6=64m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        qCH4—采煤工作面瓦斯絕對涌出量,根據2010年10月瓦斯等級鑒定及1A711工作面瓦斯涌出量取0.4m3/min;

        K采通——瓦斯涌出不均勻的備用風量系數,炮采工作面K采通取1.6;

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*9/20=225m3/min

        式中:Q采—采煤工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—采煤工作面一次爆破炸藥量,取9kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定回采工作面順槽最低風速為0.25m/s,最高風速6m/s要求進行驗算。即回采工作面應滿足:

        Q采≥60×0.25×S采=60×0.25×6.4=96m3/min;Q采≤60×6×S采=60×6×10=2304m3/min;

        式中—S順回采工作面順槽凈斷面,取6.4m2。

        根據上述計算結果,+1864水平A7回采工作面風量取225m3/min,采煤面風速計算為V采=225/60/S采=0.75m/s(0.25m/s<0.75m/s<4m/s,符合要求)。

        式中—V采為工作面風速,S采為工作面斷面積,取5㎡。

        (二)掘進工作面需風量

        (1)+1910-A5-A7東翼石門掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.1×1.6=16m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=160×1+15×6=250m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量160m3/min、工作面配備2×11kw的對旋風機(186~310m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*8.2/20=205m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取8.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1910-A5-A7東翼石門掘進工作面所需風量取250m3/min

        (2)+1910-A3-2東翼回風巷掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.25×1.6=40m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=160×1+15×6=250m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量160m3/min、工作面配備2×11kw的對旋風機(186~310m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1910-A3-2東翼回風巷掘進工作面所需風量取250m3/min

        (3)+1910-A3-2西翼回風巷掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.25×1.6=40m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=160×1+15×6.4=256m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量160m3/min、工作面配備2×11kw的對旋風機(186~310m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6.4=96m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6.4=1536m3/min

        根據上述計算結果,+1910-A3-2西翼回風巷掘進工作面所需風量取256m3/min

        (4)+1864-A5東翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.28×1.6=44.8m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=210×1+15×6=300m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量210m3/min、工作面配備2×15kw的對旋風機(230~450m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1864-A5東翼運輸巷掘進工作面所需風量取300m3/min

        (5)+1864-A3-2東翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.28×1.6=44.8m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=210×1+15×6=300m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量210m3/min、工作面配備2×15kw的對旋風機(230~450m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1864-A3-2東翼運輸巷掘進工作面所需風量取300m3/min

        (6)+1864-A3-2西翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.4×1.6=64m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=400×1+15×6.4=496m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量400m3/min、工作面配備2×37kw的對旋風機(730~410m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6.4=96m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6.4=1536m3/min

        根據上述計算結果,+1864-A3-2西翼運輸巷掘進工作面所需風量取496m3/min

        (7)+1818-A7東翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.1×1.6=16m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=160×1+15×6.4=256m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量160m3/min、工作面配備2×11kw的對旋風機(186~310m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*8/20=200m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取8kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6.4=96m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6.4=1536m3/min

        根據上述計算結果,+1818-A7東翼運輸巷掘進工作面所需風量取256m3/min

        (8)+1818-A5東翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.4×1.6=64m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=400×1+15×6=490m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量400m3/min、工作面配備2×37kw的對旋風機(730~410m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1818-A5東翼運輸巷掘進工作面所需風量取490m3/min

        (9)+1818-A3-2東翼運輸順槽掘進工作面所需風量

        ①按瓦斯涌出量計算

        Q掘=100×qCH4×K掘通

        Q掘=100×0.4×1.6=64m3/min

        ②按局扇吸風量計算

        Q掘=Q局I+15S=400×1+15×6=490m3/min

        式中:Q局一局部通風機實際吸風量400m3/min、工作面配備2×37kw的對旋風機(730~410m3/min),單級運轉。

        I一掘進工作面同時通風的局扇臺數

        S—回風凈斷面

        ③按一次爆破炸藥量計算

        Q采=500×A采/t

        Q采=500*4.2/20=105m3/min

        式中:Q采—掘進工作面實際需要的風量,m3/min;

        A采—掘進工作面一次爆破炸藥量,取4.2kg。

        500—每公斤炸藥爆破后的氣體需要500m3風稀釋。

        t—通風時間,取20min。

        ④按掘進工作面同時作業(yè)的最多人員計算

        Q掘=4×N=4×5=20m3/min

        Q掘—掘進工作面實際需要風量,m3/min;

        N—掘進工作面同時作業(yè)的最多人員,取5人;

        ⑤按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S掘=60×0.25×6=90m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S掘=60×4×6=1440m3/min

        根據上述計算結果,+1818-A3-2東翼運輸巷掘進工作面所需風量取490m3/min

        (三)其他巷道需風量計算

        (1)上山掘進需風量

        礦井一般保持有兩條上山同時掘進,通風上山斷面S上山=1.2㎡

        設計采用2×2.2Kw對旋局扇,φ300風筒向上供風,局扇實際吸風量80m3/min、2×2.2kw的對旋風機供風量為:90~50m3/min,雙級運轉。

        按風速計算

        根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進工作面風量應滿足:

        按最小風速驗算、掘進工作面最小風量

        Q掘>60×0.25S上山=60×0.25×1.2=18m3/min

        按最高風速驗算、掘進工作面最大風量

        Q掘<60×4S上山=60×4×1.2=288m3/min

        根據上述計算結果,+1910-A3-2東翼運輸巷掘進工作面所需風量取80m3/min

        2條上山需風量為160m3/min

        (2)硐室需風量

        ①+1910變電硐室因礦井進風溫度較低,15℃左右,不需要通過通風降溫,移動變電站產生氫氣量少,+1910石門通風即可解決。因此按+1910石門最小風速計算:

        Q1910石門=60×0.25S1910石門=60*0.25*10.9=163.5m3/min

        ②+1864機電硐室通過+1864石門通風解決。

        ③+1818中央變電所及水泵房通過+1818通風即可解決。

        3.2礦井最大總進風量

        Q礦進=(Q采+Q掘+Q硐+Q其他)×K礦通

        =(150+96+225+250+250+256+300+300+496+256+490+490+160+163.5)×1.15=3882.5m3/min

        第四章礦井風量、風壓及等積孔

        4.1風量分配

        1、+1864水平A7回采工作面(1A711)風量取150m3/min

        2、+1864水平A7西回采工作面(1A721)風量取96m3/min

        3、+1864水平A5西回采工作面(1A521)風量取225m3/min

        4、+1910-A5-A7東翼石門掘進工作面所需風量取250m3/min

        5、+1910-A3-2東翼回風巷掘進工作面所需風量取250m3/min

        6、+1910-A3-2西翼回風巷掘進工作面所需風量取256m3/min

        7、+1864-A5東翼運輸巷掘進工作面所需風量取300m3/min

        8、+1864-A3-2東翼運輸巷掘進工作面所需風量取300m3/min

        9、+1864-A3-2西翼運輸巷掘進工作面所需風量取496m3/min

        10、+1818-A7東翼運輸巷掘進工作面所需風量取256m3/min

        11、+1818-A5東翼運輸巷掘進工作面所需風量取490m3/min

        12、+1818-A3-2東翼運輸巷掘進工作面所需風量取490m3/min

        13、2條上山需風量為160m3/min

        14、+1910石門進風風量取163.5m3/min

        15、主井、副井共進風3882.5m3/min,風井回風風量為3882.5m3/min。

        4.2礦井負壓計算

        通風負壓計算按下式計算:

        h=α·L·U·Q2/s3pa

        式中:α一巷道通風阻力系數

        L一井巷長度m

        U一巷道凈周長m

        Q一通過巷道的風量m3/s

        S一巷道凈斷面積m2

        礦井通風負壓計算表

        4.3礦井等積孔計算

 

        經計算該礦井屬于容易通風阻力礦井

        第五章風機選型及通風系統(tǒng)分析

        5.1主扇風機選型

        1、本礦井屬高瓦斯礦井,通風方式目前為中央并列式,通風方法為機械抽出式,由主、副斜井進風,西風井井回風。風井安裝2臺FBCDZ№25對旋式軸流通風機,其中一臺工作,一臺備用;其參數:功率2×160KW,電壓380v/660v,電流333/191A,轉速580r/min,風壓600~2266Pa,風量3840~8520m3/min。

        2、該通風設備可滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“……必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置,其中1套作備用……”的要求及礦井各通風時期的通風要求。至礦井困難期,該通風設備仍可滿足通風要求。

        反風措施:采用風機葉輪反轉的反風系統(tǒng)反風。

        5.2礦井通風系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災能力分析

        1、礦井通風方式、系統(tǒng)對礦井安全的保證程序和措施。

        礦井開拓方式、通風系統(tǒng)均經多方案比較后確定,礦井通風系統(tǒng)為中央并列式,通風方法為機械抽出式。三個斜井井筒均設人行臺階和扶手,可方便人員上下井。

        設計的通風系統(tǒng)合理,風量按《煤礦安全規(guī)程》要求計算,設計風量可滿足礦井達到15萬t/a規(guī)模時礦井需風量的要求。礦井通風設備設計選用2臺FBCDZ№25型對旋式軸流通風機,1臺工作,1臺備用,風機風量滿足礦井通風能力要求。

        2、反風系統(tǒng)及可靠性。

        反風系統(tǒng)及可靠性:該反風系統(tǒng)滿足《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的反風量及反風時間的要求,且反風系統(tǒng)簡單,操作容易,安全可靠。

        3、井下安裝有3組風門,兩正兩反,風門安裝牢固,封閉嚴密,能夠滿足反風的要求。

        4、礦井安全出口及保證措施

        礦井主、副斜井作為第一安全出口,回風斜井作為第二安全出口。主、副斜井和回風斜井均設有行人臺階和扶手,便于人員行走。

        第六章礦井通風系統(tǒng)分析

        6.1通風系統(tǒng)對礦井安全的保證程度及措施

        1、礦井采用機械通風,選用2臺FBCDZ№25型風機,一臺工作,一臺備用,備用風機能在10min內啟動,保證礦井通風的連續(xù)性,滿足《煤礦安全規(guī)程》第121條中的規(guī)定。

        2、礦井采用抽出式通風,風機的有效風量高,井下風流處于負壓狀態(tài),一但風機停止運轉,井下的風流壓力提高,可防止采空區(qū)、封閉墻內的氣體溢出,比較安全。

        3、井下各作業(yè)地點有獨立的通風系統(tǒng),無串聯通風和下行通風,進風水平和回風水平有風門和擋風墻相隔離,進風水平在+1818水平,+1910水平總回風匯合,保證了通風的獨立性。

        4、回風斜井為專門的回風井,防爆門和安全出口有完善的密閉措施,漏風率不超過5%。

        5、進風井口20米范圍內無產生煙塵和有毒有害氣體的場地,進風井有供暖設備,能防止井筒冬季結冰。

        6、井下進風與回風相通處,都安設有2正,2反4道風門,風門封閉嚴密。

        7、井下巷道斷面均有5平方米以上,運輸大巷、總回風巷道斷面在10平方米以上,煤巷采用錨桿支護、永久性巷道采用料石砌碹和光爆錨噴,壁面光滑,拐彎緩慢,降低了巷道的磨擦阻力和局部阻力。

        8、井下的風量每7天檢測一次,對各作業(yè)地點的風量根據實際狀況需要隨時調整,以保證各作業(yè)地點和峒室有足夠的風量。

        6.2礦井風量和通風網絡對安全的保證程度及措施

        1、梅斯布拉克煤礦選用的2臺FBCDZ№25型風機,每分鐘最大供風量3840-8520立方,按此計算,減去礦井通風系數1.25和峒室用風522m3/min后,梅斯布拉克煤礦井下同時作業(yè)的最多人員為130人。因此,即使井下局部地點出現漏風現象,井下各地點的用風量也完全可以滿足需要。

        2、根據井下各用風地點的實測計算,礦井的總需用風量為96m3/s,而風機的實際有效風量為64-142m3/s之間,風量富余系數較大。

        3、風量在通風網絡中的分配為自然分配和按需分配,現井下各用風地點的通風設施和局扇基本是按需分配,通過風量的實測,有計劃的調整和分配各作業(yè)地點的所需風量,使通風網絡中的風量分配有序、合理,達到規(guī)程規(guī)定要求。

        6.3具體安全技術措施

        1、修建井下風門、擋風墻、調節(jié)風門等安全設施,并有專人負責維護管理,保證設施的完好。

        2、建立測風制度,設置專職的測風人員,每7天對全礦井的風量進行一次檢測,根據實測結果對各作業(yè)地點風量進行核對和調整。

        3、加強掘進工作面的通風管理,風筒按掘進作業(yè)規(guī)程中的規(guī)定懸掛,必須做到停工不停風。

        4、掘進巷道必須按掘進作業(yè)規(guī)程上的斷面規(guī)格掘進,巷道要保持平直,減少雜物的堆積,拐彎處的內側和外側要做成斜面或圓弧形。

        6.4采、掘工作面局部通風保證程序及措施

        1、回采工作面有獨立的通風系統(tǒng),風量、風速滿足《煤礦安全規(guī)程》中的規(guī)定。

        2、通風設施和通風設備選擇合適的位置安裝,嚴把規(guī)格質量,嚴格管理制度,保證安全運轉。

        3、進回風巷斷面必須滿足通風,運輸的需要,支護要整齊,對于冒頂和片幫地點要及時處理,保證風流暢通,減少通風阻力。

        4、掘進工作面的局扇無論是在工作、休息或交班,都不準隨意停風或減少風量,如因停電影響停風時,要必須立即撤人,打好臨時柵欄,揭示警標,恢復通風前必須對局扇開關附近20米范圍及迎頭瓦斯?jié)舛冗M行檢查,瓦斯不超限時,方可開啟局扇拱風。

        5、選擇大口經風筒以減少漏風,提高安裝質量,逢環(huán)必掛,懸掛平直,局扇要安裝在架子上或懸吊,距離底板不小于0.3m高,與風筒保持一條直線。局扇要有專人負責掛牌管理,風機啟動裝置要安裝在新鮮風流中,局扇安裝在距回風口不得少于10米的進風流中。

        6、掘進工作面已安裝瓦斯電閉鎖和風電閉鎖,一但局扇停止運轉,便能立即自動切斷局扇供風的巷道內的一切非本質安全型電源。

        7、加強瓦斯管理工作,嚴格執(zhí)行“一炮三檢、“三人連鎖放炮”管理制度

        為了杜絕瓦斯事故和放炮事故的發(fā)生,必須嚴格執(zhí)行以下管理制度

        ⑴采掘工作面裝藥前,放炮前和放炮后瓦斯檢查員必須檢查風流和瓦斯,當放炮地點附近20米以內瓦斯?jié)舛冗_到1%時,嚴禁裝藥放炮。

        ⑵炮前炮后必須灑水防塵。

        ⑶放炮必須使用水炮泥,封泥長度符合《規(guī)程》要求。

        ⑷嚴格執(zhí)行“三人連鎖放炮制”。在放炮前,放炮員將警戒牌交給生產班組長,由班組長派人警戒,并檢查頂板與支架情況,然后將自己攜帶的“放炮命令牌”交給瓦檢員,瓦檢員檢查瓦斯、煤塵合格后,將自己攜帶的“放炮牌”交給放炮員,放炮員發(fā)出放炮口哨進行放炮。放炮后三牌各歸原主,因此,三人以換牌連鎖的方式互相制約和監(jiān)督,以確保放炮工作的安全。

        6.5礦井防滅火設計

        我礦準備采用的注氮的防滅火方法能有效地防止煤層自然發(fā)火,據此,編制如下防滅火設計。

        1、加快回采工作面推進速度,減少采空區(qū)遺煤。

        礦井正常生產期間,布置4個掘進工作面、1個回采工作面,采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法,區(qū)內后退式回采。工作面日推進度2米,平均月推進度達50米左右,工作面推進速度快,浮煤清理干凈,減少了煤炭的氧化時間。

        2、噴灑阻化劑,防止煤層自燃。

        因我礦屬季節(jié)性生產,在工作面停采前,超前停采位置40-50米,向采空區(qū)噴灑阻化劑,另煤柱及長期暴露在外的煤壁定期進行監(jiān)測,并噴灑阻化劑。

        3、及時封閉采空區(qū)

        采煤工作面采到停采線時,根據現場實際情況,采取有效措施,使頂板冒落嚴實,回采結束后,必須在30天內進行永久性封閉,防止向采空區(qū)漏風。

        4、井下外因火災的防治

        井下機電設備峒室均采用不燃性材料支護,電氣設備采用防爆型設備,電氣設備的各種保護齊全,并定期進行檢查、維護、修理和調整,皮帶機配備自動灑水滅火系統(tǒng)。

        5、防滅火安全措施

        ⑴回采工作面必須將浮煤清理干凈,并加強對CO等在害氣體的檢測工作。

        ⑵掘進巷道或其它巷道發(fā)生高冒時,必須將頂接實,定期檢測,并經常灑水降溫。

        ⑶井下電氣設備嚴禁出現失爆現象,嚴禁帶電作業(yè)、帶電搬遷電氣設備。

        ⑷采掘工作面放炮時,嚴禁放明炮、糊炮,炮眼封眼必須使用水炮泥。

        ⑸回采工作面兩道、掘進巷道、機電峒室、皮帶機頭等必須按規(guī)定配備滅火器材。井下工作人員必須熟悉滅火器材的使用方法,并熟悉本職工作區(qū)域內滅火器材的存放地點。

        ⑹井下使用的汽油、煤油和變壓器油必須裝入蓋嚴的鐵桶內,剩余的汽油、煤油和變壓器油必須運回地面,嚴禁在井下存放。

        ⑺井下使用的潤滑油、棉紗、布頭和紙等必須存放在蓋嚴的鐵桶內,用過的棉紗、布頭和紙必須由專人定期送到地面處理,不得亂扔亂放。嚴禁將剩油、廢油潑灑在井巷或峒室內。

        6.6反風系統(tǒng)及可靠性分析

        1、反風系統(tǒng):梅斯布拉克煤礦使用的2臺FBCDZ№25對旋式軸流通風機進行反風時,只需改變主扇風機的運轉方向,即可實施反風。

        2、反風路線:

        (1)新鮮風流由回風斜井→+1910水平回風石門→+1910A7回風順槽→+1864A7回采工作面→+1864水平運輸石門→副井井筒→地面。

        (2)新鮮風流由回風斜井→+1910水平回風石門→+1864-+1910回風上山→+1864-+1910回風上山→+1818水平運輸石門→+1818水平運輸聯絡巷(+1818水平車場)→主井井筒(副井井筒)→地面。

        3、在反風過程中,可將備用風機調整成反風狀態(tài),工作風機停機后,即可啟動備用風機反風,停風時間不超過2分鐘。風中,影響反風效果的主要是主扇風機風道處的4道風門。風門因此這井下的3組風門在制作和安裝過程中,都是嚴格按要求操作,保證了在正常通風和反風過程中風門都能密不漏風,安全可靠。

        6.7主要通風設施設置要求及管理措施

        設施設置要求

        1、主扇風機:主扇風機必須安裝在地面、風井井口必須封閉嚴密,漏風率小于5%,主扇風機必須是一臺工作,一臺備用,風機投入使用前必須要進行性能測定和試運轉工作,嚴禁采用局扇通風機或做為主扇風機使用。

        2、局扇風機:局扇風機必須安裝在進風巷道中,距巷道口(回風側)距離不得小于10米,全風壓供給該處的風量必須大于局扇風機的吸入風量,不得使用一臺局扇向2個掘進工作面供風。

        3、風門:風門的安設應是兩道,風門的墻垛可用磚式混凝土砌筑,嵌入巷道周邊煤巖深度不得小于0.2米,行人風門兩道門之間的距離不得小于4米,行車風門之間的距離不得小于一列車的長度。在新鮮風流和泛風相交匯的聯絡巷處,必須要安設兩正兩反4道風門,風門應能自動關閉,包邊沿口,并連鎖控制,確保行人或行車時風流不至于短路,同時設置專人管理。

        4、防爆門:防爆門應布置在出風井同一條軸線上,其斷面不應小于風井的斷面積。出風井與風峒的交叉點到防爆門的距離,比該點到主要通風機吸風口的距離至少要短10米,防爆門應封閉嚴密不漏風。

        6.8主扇、局扇管理措施

        1、主扇風機必須要有直通調度室的電話,主扇風機應每小時將風機的運轉情況記入運轉記錄本,發(fā)現異常,立即報告,嚴禁主扇風機房兼做它用。

        2、主扇風機必須每周全面檢查1次,每5年進行1次性能測定,備用風機必須要保證在10分鐘內啟動,本年度按要求計劃上半年對主扇進行性能測定工作。

        3、主扇風機因檢修、停電或其它原因停止運轉時,必須要制定停電措施,井下各工作地點必須停止作業(yè),防爆門要每月檢查1次,每6個月維修1次,風機因停電、維修停風時,必須打開防爆門,充分利用自然通風。瓦斯檢查員必須按照三大規(guī)程的有關規(guī)定對礦井各地點進行巡回檢查,發(fā)現問題及時匯報處理。

        4、局部扇風機必須掛牌管理,保證正常運轉,壓入式局部通風機和啟動裝置,必須安裝在進風巷中,局扇風機因檢修、停電等原因停風時,必須撤出人員,切斷電源。

        5、嚴禁使用1臺局扇風機同時向2個作業(yè)的掘進工作面供風。

        6、局扇風機使用的風筒必須是抗靜電,阻燃風筒,風筒口到掘進工作面的距離必須符合作業(yè)規(guī)程中的要求。

        7、井下使用的風門必須要由專人管理,風門必須要有能自動關閉的聯鎖裝置,風門要關閉嚴實,密不漏風;損壞和漏風的風門必須及時修理。

        第7章附圖

        7.1井上下對照圖

        7.2采掘工程平面圖

        7.3通風系統(tǒng)圖、通風網絡圖

        7.4避災路線圖

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