通风能力核定.docx
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通风能力核定
神木县麻家塔乡贺地山红岩煤矿
一、概况
红岩煤矿整合区地处神府矿区张家峁井田的北部，行政区隶属神木县麻家塔乡管辖，整合区北与神木县孙家岔镇海湾村河畔煤矿为邻，西接神木县麻家塔乡枣稍峁新窑上煤矿，东部为神木县麻家塔乡赵仓峁煤矿，南与陕西煤业集团的张家峁煤矿相邻。
其地理坐标为：
东经110°18′22″～110°20′59″
北纬39°00′55″～39°01′50″
本整合区东西长3.79km，南北宽1.72km，面积2.9839km2。
根据陕西省国土资源厅以“陕国土资矿采划[2008]169号文”对贺地山红岩煤矿整合区新划定的矿区范围的批复，本整合区由7个拐点坐标圈定而成，整合区拐点坐标详见表2-1-1。
井田拐点编号详见图2-1-1。
表2-1-1红岩煤矿整合区拐点坐标
拐点
编号
X（m）
Y（m）
经度
纬度
1
4320495.000
37439917.000
110°18′23″
39°00′55″
2
4320560.000
37439900.000
110°18′22″
39°00′57″
3
4321260.000
37442010.000
110°19′49″
39°01′20″
4
4322190.000
37442010.000
110°19′49″
39°01′50″
5
4322190.000
37443300.000
110°20′43″
39°01′50″
6
4321162.000
37443688.000
110°20′59″
39°01′17″
7
4320480.000
37442010.000
110°19′50″
39°00′55″
二、矿井通风系统状况
矿井采用中央并联式的通风方式，主要通风机采用机械抽出式的通风方法，副斜井和主斜井进风井进风，回风斜井回风，回风井安装FBCDZ-№24/B型防爆对旋式轴流通风机，其中1台工作，1台备用，配套FBFe400S-8×2型防爆电动机，功率2×220kW。
风机叶片安装角度为34度。
主通风机排风量为5302m3/min，负压为1412Pa，等级孔为2.95m2。
主、备扇同型号、同功率。
矿井设计生产能力120万t／a，井下布置1个综采工作面、2个掘进工作面、1个硐室。
2012年我矿瓦斯鉴定的结果为：
全矿沼气绝对涌出量为0.24m3/min；相对涌出量为2.29m3/t；全矿二氧化碳绝对涌出量为0.59m3/min；相对涌出量为5.73m3/t；鉴定的结果，红岩煤矿为瓦斯矿井。
地面通风机房安设两台同等能力的对旋防爆轴流通风机通风机，一台运转，一台备用。
风机型号FBCDZ-№24/B，名牌参数为：
风量Q4320～8820m3/min
全压H1200～3267Pa
功率P2×220KW
风机轴转速740r／min
第二部分矿井通风能力计算
二、由里向外核算法
（1）矿井需风量计算
1.矿井风量计算
根据矿井采掘作业计划，矿井正常生产时布置采煤工作面1个，1个备用工作面，掘进工作面1个，独立通风硐室1个。
按照《煤矿安全规程》的有关规定，全矿井需风量按下列要求分别计算，并选取最大值。
（1）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于4m3,即
Q矿进≥4NK矿通
式中Q矿进——全矿井需要总风量，m3／min；
N——井下同时工作的最多人数，人
K矿通——矿井通风系数，包括矿井内不漏风和配风不均匀因数。
K矿通取1.2。
（2）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算，即
Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×K矿通（m3／min）
式中∑Q采采煤工作面实际需要风量的总和，m3／min；
∑Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3／min；
∑Q硐硐室实际需要风量的总和，m3／min；
∑Q其他除采煤、掘进、硐室等地点外，其他独立通风巷道的需要风量总和，m3／min；
2.矿井风量计算的基础资料
（1）矿井地质说明书、设计说明书、图纸。
（2）矿井和采掘工作面瓦斯涌出量预测资料。
（3）采掘工作面和通风巷道风流温度预测资料。
（4）各种硐室情况。
3.采掘工作面实际需要风量的计算
采煤工作面实际总需要风量，按矿井各采煤工作面实际需要风量的总和计算：
∑Q采=Q采1+Q采2+…+Q采N（m3／min）
式中Q采1，Q采2，…+Q采N——各采煤工作面（包括备采工作面）的实际需要风量，m3／min。
（1）采煤工作面实际需要风量的计算：
①按瓦斯涌出量计算：
Q采=100qCH4×K采通（m3／min）
Q采=67qco2×K采通（m3／min）
式中qCH4——工作面瓦斯绝对涌出量，qco2——工作面二氧化碳绝对涌出量,矿井2012年度瓦斯等级鉴定，绝对瓦斯涌出量为0.24m3/min，矿井的相对瓦斯涌出量为2.29m3/t；矿井的绝对二氧化碳涌出量为0.59m3/min，矿井的相对二氧化碳涌出量为5.73m3/t;
K采通——工作面瓦斯或二氧化涌出不均匀的备用风量系数，取1.5。
则Q40103=100qCH4×K采通=100×0.24×1.5=36（m3／min）
Q40103=67qco2×K采通=67×0.59×1.5=59.30（m3／min）
②按适宜温度进行计算
Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温
式中Q采——采煤工作面需要风量，m3／min;
Q基本———不同采煤方式所需的基本风量，m3／min；
Q基本=工作面控顶距×工作面实际采高×工作面有效断面70﹪×适宜风速（取1.0m／s）;
K采高——回采工作面采高调整系数，取1.0；
K采面长——回采工作面长度调整系数，取1.1；
K温——回采工作面温度调整系数，取0.9；
Q031502=Q基本×K采高×K采面长×K温=60×5.62×3.80×0.7×1×1.0×1.1×0.9=888（m3／min）
③按人数计算：
Q采=4N（m3／min）
式中N——采煤工作面同时工作的最多人数，取40人。
则Q031502=4×40=160（m3／min）
Q031305=4×40=160（m3／min）
④按风速验算：
取上述结果的最大值，Q40103取888m3／min。
按最低风速验算:
Q40103≥60×0.25×21.36=321（m3／min）
按最高风速验算：
Q40103≤60×4×21.36=5126.4（m3／min）
321m3／min≤888m3／min≤60×4×5126.4m3／min
即40103工作面的风速符合要求。
根据以上计算，031502工作面需风量确定为888m3／min
（2）采煤工作面实际总需要风量的确定，矿井正常生产时，共有1个综采工作面，1个备采工作面（备采工作面风量取综采工作面一半为444m3／min
，所以
∑Q采=888+444=1332m3／min
4.掘进工作面风量计算
掘进实际总需要风量按矿井各独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算
∑Q掘=Q掘1+Q掘2+…+Q掘N（m3／min）
（1）40105回撤通道掘进工作面风量计算：
①按瓦斯涌出量计算：
Q掘=100q瓦×K掘通
式中q瓦——掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3／minK掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，取1.5
Q掘=100×0.02×1.5=3（m3／min）
②按二氧化碳涌出量计算：
Q掘=67qco2×K掘通
式中qco2——掘进工作面二氧化碳绝对涌出量，m3／min
K掘通——掘进工作面二氧化碳涌出不均衡系数，取1.5。
Q掘=67×0.04×1.5=4.02（m3／min）
③按工作面同时工作的最多人数计算：
Q掘=4N
式中N——工作面同时工作的最多人数，人。
Q掘=4×12=48（m3／min）
④按局部通风机吸风量计算：
Q掘=Q吸＋Q最低风量
=520＋60×0.25×18.2
=793（m3／min）
式中520——局部通风机吸风量（经实测40105对旋局部通风机平均吸风量为520m3／min）
0.25——局部通风机处巷道风流流速，m3／min;
8——局部通风机处巷道平均断面积，㎡。
⑤按最高、最低风速进行验算：
Q最低=15S=15×18.2=273（m3／min）
Q最高=4×60S=240×18.2=4368（m3／min）
要求Q最低≤Q掘≤Q最高，且取其中最大值，由以上计算确定掘进工作面风量为793m3／min。
由以上计算确定掘进工作面需风量为
Q掘=793（m3／min）
5.硐室实际需要风量计算
硐室需要风量，按下式计算：
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+…+Q硐N
式中Q硐1，Q硐2，…，Q硐N——各独立通风硐室实际需要风量，m3／min。
井下共有独立通风硐室1个，在保证硐室温度和有害气体浓度符合《煤矿安全规程》规定的前提下，按经验各硐室的配风量为：
盘区变电所250m3／min
综上所述，硐室的实际需要风量应为
∑Q硐=250（m3／min）
6.其他巷道需风量的计算
按矿井各个巷道需要风量的总和（∑Q其他）计算：
∑Q其他=Q4-2煤辅助运输巷+Q4-2煤胶带运输巷+Q40103主回撤通道+Q辅助回撤通道+Q40103辅助顺槽通总回+Q风门
=270＋250＋264＋267＋278+204
=1533（m3／min）
式中Q——各个巷道的实际需要风量，m3／min。
∑Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×K矿通
=（1332+793+250+1533）×1.1
=4298（m3／min）
通过以上参数选取和各个地点用风量的计算，矿井布置1个综采面、1个掘进面时，矿井总需风量为4298m3／min。
（二）矿井通风能力计算
红岩煤矿有两个进风井分别为主斜井、副斜井，总进风为5106m3／min，根据需风量计算可知，矿井可以布置1个综采工作面、1个掘进工作面、一个硐室时，矿井总需要为4298m3／min，符合生产通风安全要求。
矿井4-2煤平均厚度3.8m，循环进度0.6m。
根据2012——2013年掘进煤量占回采煤量统计，掘进煤量占回采煤量12.66%。
P=∑P采i+∑P掘j
=P40103采+P40103采×12.66%
=（240×1440×3.8+240×1440×3.8×12.66%）×1.45
=215万t／a
式中P——矿井通风能力，万t／a;
P采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量，万t／a
P掘j——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年产量，万t／a
因此，根据现场实际核定，红岩煤矿矿井通风能力为215万t／a。
第三部分矿井通风能力验证
一、矿井通风能力验证
根据矿山安全与职业危害监测检验中心对红岩煤矿矿井主要通风机的测定，所测通风机的现运行工况点参数为：
4＃风机风量5462m3／min，风压1628pa，转速740r/min。
风机实际运行工况点位于通风机特性曲线鴕峰点的右下侧、单调下降的线段上，这说明风机处于安全运行状态矿井通风情况下风机的效率大于60%（现运行风机效率为90.40%），这说明通风机运行效果较好，目前处于较为经济的运行状态下风机排风量为5302m3／min,总进风量为5106m3／min，矿井总需要风量为4298m3／min，能够满足目前矿井生产需求。
二、矿井通风网络能力验证
苏海图煤矿矿井通风总阻力1412pa，总排风量为5302m3／min，矿井等级孔2.95m2，以上说明红岩煤矿的通风较容易，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与风量相匹配。
因此，通风网络能力能够满足生产安全要求。
三、矿井用风地点有效风量验证
从红岩煤矿有效风量测定的结果看，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。
矿井有效风量率为95.70﹪，外部漏风率为2.6﹪，井下各地点的风量满足要求，温度符合规定。
四、矿井稀释排放瓦斯能力验证
红岩煤矿制定了严格的瓦斯管理制度，对瓦斯隐患能够早发现，早治理。
矿井加强了局部通风管理，杜绝了无计划的停电停风现象。
加强了对瓦斯排放工作的管理，狠抓了瓦斯管理的重点和薄弱环节，根据矿井2012年瓦斯等级鉴定资料，CH4绝对涌出量：
QCH4为0.24m3／min，CO2绝对涌出量：
QCO2为0.59m3／min，矿井总回风量为5302m3／min。
则矿井回风流中的CH4平均浓度为
qCH4=QCH4／Q回=0.24／5302=0.01﹪＜0.75﹪
矿井回风流中的CO2平均浓度为
qCO2=QCO2／Q回=0.59／5302=0.02﹪＜0.75﹪
矿井其他地点的瓦斯也不超限，见附表4——1。
附表4——1主要地点瓦斯浓度
地点
总回
40103上隅角
40103回风流
40104备采
40105回撤面
40105回风流
CH4／﹪
0
0
0
0
0
0
CO2／﹪
0.06
0.06
0.04
0.04
004
0.04
矿井稀释排放瓦斯的能力可以满足安全生产的要求。
第四部分矿井通风能力核定结果
综合运用矿井通风阻力测定、通风机性能测定、有效风量和漏风通道测定、瓦斯等级鉴定的基础数据，对红岩煤矿的通风能力进行了核定和评价。
红岩煤矿通风网络稳定，通风机运转安全经济，井下风量分配合理。
矿井设计生产能力120a，井下布置1个综采工作面、1个备采工作面、1个掘进工作面、1个硐室，使用的主要通风机为FBCDZ-№24/B，主要通风机最大排风量为8820m3／min。
矿井主要通风参数为：
主要通风机叶片安装角度32°，矿井总进风量5106m3／min，总回风量5189m3／min，矿井需风量4298m3／min，矿井通风等级孔2.95m2，风机房水柱计读数1412pa。
根据通风能力核定的计算方法，最终确定矿井通风能力为215万t／a。
为使通防工作更上新的台阶，红岩煤矿今后应注意做好以下几项工作：
（1）调整优化通风系统，采面采完后及时回撤封闭采空区，减少漏风量，提高有效风量率。
（2）通风设施多，网络复杂，要加强通风设施管理确保通风系统稳定，从而保证整个矿井安全通风。
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