煤礦礦井風(fēng)量分配方案

煤礦礦井風(fēng)量分配方案

為了合理分配礦井風(fēng)量，以保證全礦的備用風(fēng)量不能過(guò)大或過(guò)小，且要保證井下各用風(fēng)地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量，根椐我礦實(shí)際情況，科學(xué)、合理的制定12月份風(fēng)量分配方案。以達(dá)到科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)，高效的目的。

一、礦井的通風(fēng)方式及現(xiàn)狀

1、礦井通風(fēng)方式

通風(fēng)方式：中央并列式礦井選用抽出式通風(fēng)方法，該通風(fēng)方法適應(yīng)性較廣泛，與壓入式相比，具有利于瓦斯管理，安全性好;漏風(fēng)小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單;風(fēng)阻小，風(fēng)量調(diào)節(jié)容量等特點(diǎn)。

2、通風(fēng)方法

通風(fēng)方法：機(jī)械抽出式

3、通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成

本礦按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計(jì)管理，礦井采用中央并列式通風(fēng)，根據(jù)礦井采掘部署，礦井在一采區(qū)回采完前，不能施工二采區(qū)巷道。

開采一采區(qū)時(shí)，利用主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，在回風(fēng)斜井相應(yīng)位置石門進(jìn)入煤層，沿煤層走向布置回風(fēng)巷，即為采面回風(fēng)巷，進(jìn)回風(fēng)巷之間通過(guò)切眼連接，形成全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。

風(fēng)井?dāng)?shù)目及服務(wù)年限根據(jù)礦井采掘部署，礦井開采過(guò)程中，共有二個(gè)進(jìn)風(fēng)井，即主斜井、副斜井;一個(gè)回風(fēng)井。主、副、回風(fēng)斜井服務(wù)于礦井全部資源開采的全過(guò)程。通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)井田開拓布置，采區(qū)劃分為井筒位置，礦井采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，主井、副井進(jìn)風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)。

(1)回采工作面采用“U”形通風(fēng)系統(tǒng)，回采工作面掘進(jìn)、回風(fēng)巷，利用礦井總負(fù)壓通風(fēng)。

(2)掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)

掘進(jìn)工作面利用礦井總負(fù)壓及局扇通風(fēng)，回采工作面不串聯(lián)，實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)，局扇采用壓入式。

(3)硐室通風(fēng)

井下獨(dú)立通風(fēng)的硐室有：采區(qū)變電所，本設(shè)計(jì)配風(fēng)2m³/S;

瓦斯抽采根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)定，參考礦井實(shí)際配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，滿足井下人員工作、稀釋瓦斯，風(fēng)速等要求，并且使總回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)0.7%，工作面采掘作業(yè)前必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或瓦斯壓力降到煤層始突深度的煤層瓦斯壓力以下。則必須將煤層瓦斯含量降到8m³/t以下,或?qū)⒚簩訅毫档?.74MPa(表壓)以下。由于我礦瓦斯涌出量較大，設(shè)計(jì)建設(shè)了瓦斯抽放系統(tǒng)，在2～12號(hào)煤層瓦斯，在16上～24號(hào)煤層開采前，在24號(hào)煤層底板布置底板瓦斯抽放巷，通過(guò)穿層鉆孔預(yù)抽16上～24號(hào)煤層瓦斯，為便于施工穿層鉆孔并保證預(yù)抽效果，設(shè)計(jì)還利用鄰近層順槽作為頂板抽放下鄰近層瓦斯。

二、礦井風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)定，參考礦井實(shí)際配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，滿足井下人員工作、稀釋瓦斯、風(fēng)速等要求，且使總回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)0.7%，礦井總風(fēng)量采用下列方法計(jì)算，并選取其中的最大值。由于我礦井瓦斯涌出量較大，礦井布置了專用瓦斯抽放系統(tǒng)，因此，工作面采掘作業(yè)必須將控制范圍內(nèi)煤層的瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量以下或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵?。則必須將煤層瓦斯含量降到8m³/t以下,或?qū)⒚簩訅毫档?.74MPa(表壓)以下。

礦井配風(fēng)量是在瓦斯抽放達(dá)到消突標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。因此，礦井的抽放系統(tǒng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，禁止一切采掘活動(dòng)。

1、風(fēng)量計(jì)算

A、容易時(shí)期

根據(jù)礦井瓦斯防治方案：礦井煤層在開采前，先通過(guò)穿層預(yù)抽及本煤層順槽預(yù)抽，達(dá)到抽放消突，且采煤工作面瓦斯可通過(guò)風(fēng)排解決時(shí)，方能回采。再根據(jù)礦井開拓布置，設(shè)計(jì)開采一采區(qū)30上煤層第一采區(qū)段1301采面接近停采線時(shí)，此時(shí)30上煤層已通過(guò)24煤層順槽穿層預(yù)抽及本煤層順槽預(yù)抽，瓦斯涌出量及風(fēng)排瓦斯含量均較小，通風(fēng)線路短，風(fēng)阻小，所以，以此為礦井通風(fēng)容易時(shí)期配風(fēng)并計(jì)算風(fēng)阻。

(1)按井下同時(shí)工作最多人數(shù)礦井總風(fēng)量。

Q礦進(jìn)=4×N·K礦通

式中：Q礦進(jìn)—礦井總供風(fēng)量，m3/min;

N—井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，按50人計(jì)算;

K礦通—礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，取K=1.25;

Q礦進(jìn)=4×50×1.25=250m3/min=4.17m3/s。

按分別法計(jì)算各需風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量礦井風(fēng)量：Q=(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它)×K礦

式中：ΣQ采——采煤工作面所需風(fēng)量之和，m³/S;

ΣQ掘——掘進(jìn)作面所需風(fēng)量之和，m³/S;

ΣQ硐——各獨(dú)立供風(fēng)硐室所需風(fēng)量之和;m³/S

ΣQ其它——其它行人和維護(hù)巷道所需風(fēng)量之和，m³/S;

K礦———礦井通風(fēng)系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻系數(shù))，取K礦=1.25。

1)采煤工作面風(fēng)量計(jì)算

①按采煤工作面絕對(duì)瓦斯(或二氧化碳)涌出量計(jì)算：

采煤工作面按絕對(duì)瓦斯涌出量(或二氧化碳)計(jì)算風(fēng)量的公式為：

Q采=125×q絕k

式中:Q采——采煤工作面所需風(fēng)量，m3/min;

q絕——容易時(shí)期采面的相對(duì)瓦斯涌出量，根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》及《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》(AQ1018—2006)預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量，經(jīng)計(jì)算采煤工作面正常時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量為6.10m3/min(相對(duì)量13.5m3/t)，預(yù)抽消突達(dá)標(biāo)后，采面最大風(fēng)排風(fēng)量為2.10m3/min(相對(duì)量4.06m3/t)

K—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，炮采工作面可取1.4～2.0，本設(shè)計(jì)取1.4。

Q采=125×q絕k=125×2.10×1.4=367.5m3/min=6.12m3/s

②按最大班出勤人數(shù)計(jì)算

Q=4N=4×30(m3/min)

式中:4—每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min;

N——采煤工作面最大班出勤人數(shù)，取30人。

故：Q=4N=4×30=120m3/min=2.0m3/s

③按工作面溫度計(jì)算

容易時(shí)期：Q采=Vc·Sc·Ki

式中:Vc——采煤工作面適宜風(fēng)速，1.2m3/s;

Sc——回采工作面按最大和最小控頂距計(jì)算的平均斷面積(m²)，我礦井設(shè)計(jì)“三、四排”控頂，最小控頂距3.8m，最大控頂距5.0m，煤層采面采高1.2m，則Sc=(3.8+5.0)×1.2/2=5.28m2;

Ki—工作面長(zhǎng)度系數(shù)，查《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》取1.1。

故：Q采=Vc·Sc·Ki=1.2×5.28×1.1=6.97m3/s

④按風(fēng)速驗(yàn)算

容易時(shí)期：Qmin=15s=15×5.28=79.2m3/min=1.32m3/s

Qmax=240s=240×5.28=1267.2m3/min=21.12m3/s

式中:s——工作面平均斷面積，容易和困難時(shí)期取5.28m2;

綜合上述計(jì)算，回采工作面容易時(shí)期按Q采=6.97m3/s配風(fēng)，困難時(shí)期按Q采=13.6m3/s配風(fēng)。

2)掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算

①按絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算

掘進(jìn)工作面按絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算風(fēng)量的公式為：

容易時(shí)期：Q=100q絕k=100×0.33×2.0=66m3/min=1.1m3/s

困難時(shí)期：Q=100q絕k=100×0.78×2.0=156m3/min=2.6m3/s

式中:q絕———掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，容易時(shí)期為0.33m3/min;困難時(shí)期為0.78m3/min;

②按最大炸藥消耗量計(jì)算

Q=25A=25×4

=100m3/min=1.67m3/s

式中：A——掘進(jìn)工作面最大炸藥消耗量，約4Kg。

②按工作面最大班出勤人數(shù)計(jì)算

Q=4N=4×15

=60m3/min=1m3/s

式中：N——掘進(jìn)工作最大班出勤人數(shù)，取15人

③按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量計(jì)算

Q掘=Q扇×I+60×0.25S

式中:Q掘————掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min

Q扇————局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，m3/min

I————局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)

S————局扇安裝處斷面，容易時(shí)期取9.4m2;困難時(shí)期取12.88m2;

容易時(shí)期：Q掘=230×1+60×0.25×9.4=371m3/min=6.18m3/s

困難時(shí)期：Q掘=360×1+60×0.25×12.88=553.2m3/min=9.22m3/s

容易時(shí)期掘進(jìn)工作面采用FBDNo.5/2×5.5型局部通風(fēng)機(jī)壓入式供風(fēng)，其風(fēng)量為280～230m3/min;困難時(shí)期掘進(jìn)工作面采用FBDN。5.6/2×11型局部通風(fēng)機(jī)壓入式供風(fēng)，其風(fēng)量為360～230m3/min。

④按風(fēng)速驗(yàn)算

Qmin=15S=15×12.88

=193.2m3/min=3.22m3/s

Qmax=240S=240×12.88

=3091.2m3/min=51.52m3/s

式中:S——掘進(jìn)工作面斷面，12.88m2

綜合上述計(jì)算，掘進(jìn)工作面容易時(shí)期按Q=5.63m3/s配風(fēng);困難時(shí)期按Q=7.83m3/s配風(fēng)。

3)硐室風(fēng)量計(jì)算

①容易時(shí)期：

設(shè)計(jì)有三個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室，一個(gè)水泵房及變電所，配風(fēng)2.0m3/s，一個(gè)為永久避難硐室，配風(fēng)2.0m3/s，另一個(gè)主、副水倉(cāng)，2.0m3/s共配風(fēng)6.0m3/s。

②困難時(shí)期：

設(shè)計(jì)有三個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室，一個(gè)水泵房及變電所，配風(fēng)3.0m3/s，一個(gè)為永久避難硐室，配風(fēng)3.0m3/s，一個(gè)為主、副水倉(cāng)，3.0m3/s，共配風(fēng)9.0m3/s。

該礦一采區(qū)按突出礦井設(shè)計(jì)。礦井投產(chǎn)時(shí)期布置有主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井三個(gè)井筒，新鮮風(fēng)流從主斜井、副斜井進(jìn)入，分別經(jīng)1510運(yùn)輸石門、1460機(jī)軌石門、井底車場(chǎng)、管子道、進(jìn)入各掘工作面，乏風(fēng)經(jīng)1510回風(fēng)石門、1460回風(fēng)石門進(jìn)入回風(fēng)大巷、回風(fēng)斜井，然后通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)排至地面。各掘進(jìn)工作面均采用獨(dú)立通風(fēng)，掘進(jìn)采用壓入式通風(fēng)。掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)不得經(jīng)過(guò)采空區(qū)或冒頂區(qū)。

掘進(jìn)工作面通風(fēng)路線：

主斜井→主斜井與1460運(yùn)輸石門聯(lián)絡(luò)巷→1460運(yùn)輸石門→局扇→12瓦斯抽放回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面→1510回風(fēng)石門→總回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。2、主斜井→主斜井底→1397軌道石門→局扇→12瓦斯抽放進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)工作面→1397回風(fēng)石門→總回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。

井下硐室通風(fēng)路線：

1、副斜井→管子道→水泵房→中央變電所→中央變電所專用回風(fēng)巷→總回風(fēng)平巷→總回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。

2、副斜井→井底車場(chǎng)→主、副水倉(cāng)→回風(fēng)斜井→回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。

3、主斜井→井底車場(chǎng)→永久避難硐室→總回風(fēng)平巷→總回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。

4、風(fēng)量分配：

礦井風(fēng)量分配計(jì)劃情況

煤層編號(hào)	現(xiàn)進(jìn)風(fēng)量	巷道名稱	計(jì)劃風(fēng)量分配 （m³/min）	合計(jì)風(fēng)量	現(xiàn)差風(fēng)量
主斜井	1580m³/min	1510運(yùn)輸石門	350	1460m³/min	剩余120m³/min
		1021采面	420
		1460機(jī)軌石門	350
		12瓦斯抽放進(jìn)風(fēng)巷	340
副斜井	1760m³/min	水泵房	250	1210m³/min	剩余550m³/min
		永久避難硐室	220
		中央變電所	250
		水倉(cāng)	150
		11瓦斯抽放回風(fēng)巷	340
合計(jì)	3340m³/min		2670m³/min