留庄煤矿通风能力核定报告2.docx
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留庄煤矿通风能力核定报告2
通风能力核定报告书
2011年1月20日
通风能力核定报告书
一、通风概况
矿井开拓方式为一对斜井开拓，其中主斜井长215米，倾角220，担负矿井运煤、进风、下料、敷设管线等任务，兼做安全出口；付斜井长205米，倾角25°，担负人员出入井、回风任务，兼做安全出口。
我矿现有备采工作面一个，硐室四个，再无其他掘进活动，矿井总进风量为1710m³/min，现有效风量可达85%。
我矿为低瓦斯矿井其瓦斯绝对涌出量为0.47m³/min，相对瓦斯涌出为1.93m³/t，二氧化碳绝对涌出量为0.93m³/min，相对瓦斯涌出量为1.93m³/t,其中任何一个回采工作面或掘进工作面从未发生过煤与瓦斯突出事件。
主扇选用FBCDZ_№15通风机两台，配套电动机功率为2×55KW；我矿采用抽出式通风。
其中主要通风机运转参数为：
电压：
380V，电流60A，负压1500Pa。
我矿现开采所属2#煤层，下设一个盘区，现有备采工作面一个，硐室四个，无其他采掘活动，无其他不符合规定的扩散通风和串联通风，通风系统达到经济、简单、可靠。
二、计算过程及结果
根据《煤矿生产能力核定标准》第29条规定，经计算各工作地点需要风量见表1-1。
1、采煤工作面需要风量计算：
（1）采煤工作面按气象条件确定需要的风量：
Q采=Q基采×K采高×K采面长×K温度（m³/min）；
式中的Q采——采煤工作面所需的风量（m³/min）；
Q基采——不同采煤方式工作面中所需要的基本风量（m³/min）；
K采高——回采工作面采高调整系数（我矿采高为1.5m，采高﹤2.0时，系数取1.0）；
K采面长——回采工作面长度调整系数（倾斜长度120m，倾斜长度为80至150米时系数取1.0）；
K温度——回采工作面温度与对应风速调整系数（工作面温度在20℃至30℃之间时，系数取1.0）；
Q基本=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速（不小于1.0m/s）m³/min；
工作面控顶距取4.2米，工作面实际采高1.5米，适宜风速取1.6m/s。
Q基采=60×3.9×1.5×1.6×70%=393.1m³/min；
所以Q采=393.1×1×1×1.1=432m³/min。
（2）按瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量计算需要风量：
Q回采=100×Q采CH4×K
K—回采工作面通风系数，范围1.2至2.1，取1.8；
Q采CH4根据2010年矿井瓦斯等级鉴定报告，我矿绝对瓦斯涌出量为0.47m³/min，绝对二氧化碳涌出量为0.93m³/min；
按绝对二氧化碳涌出量计算：
Q回采=100×0.93×1.8=167m³/min；
（3）根据采煤工作面温度，选择适宜的风速，计算需要的风量：
Q采=60×V采×S采平均；
式中V采——采煤工作面风速（温度20℃，风速取1.1m/s）；
S采平均——采煤工作面断面积最大和最小空顶距断面积平均值（最大空顶距4.2㎡，最小空顶距3.6㎡，采高1.5m）；
S=（4.2+3.6）×1.5/2=5.85㎡；
Q采=60×5.85×1.1=386.1m³/min；
（4）按采煤工作面同时作业人数计算（交接班时最多人数为82人）：
Q采=4×n；
n——工作面同时作业最多人数；
Q采=4×82=328m³/min；
（5）按风速进行校验：
根据公式：
60×0.25×S采平均＜Q采＜60×4×S采平均；
得到90.675＜432＜1450.8；
根据验算结果，确定该工作面所配风量432m³/min满足要求，另外联络巷硐室根据经验配风80m³/min，因此2010采煤工作面总进风不小于512m³/min。
2、中央变电所按机电设备发热量计算：
Qri=3600×∑N×θ/（ρ×Cp×60×△t）；
式中Qri——第i个机电硐室的需风量，m3/min；
∑N——机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，kW；
θ——机电硐室的发热系数，可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定，也可按下表选取；
ρ——空气密度，一般取1.20kg/m3；
Cp——空气的定压比热，一般可取1.0006kj/kg，K；
△t——机电硐室进、回风流的温度差，℃。
Qri=3600×1000×0.02/（1.2×1.0006×60×12）=83m3/min；
机电硐室发热系数（θ）
机电硐室名称
发热系数
空气压缩机房
0.15-0.18
水泵房
0.01一0.03
变电所、绞车房
0.02-0.04
3、中央水泵房按机电设备发热量计算：
Qri=3600×∑N×θ/（ρ×Cp×60×△t）；
式中Qri——第i个机电硐室的需风量，m3/min；
∑N——机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，kW；
θ——机电硐室的发热系数，可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定，也可按上表选取；
ρ——空气密度，一般取1.20kg/m3；
Cp——空气的定压比热，一般可取1.0006kj/kg，K；
△t——机电硐室进、回风流的温度差，℃。
Qri=3600×135×0.03/（1.2×1.0006×60×3）=68m3/min
4、采区小型材料库（联络巷），可按经验值确定需风量：
Qri=60～80m3/min；配风70m3/min；
5、采区小型机电硐室，可按经验值确定需风量：
Qri=60～80m3/min；配风71m3/min；
各工作地点需要风量表：
地点名
需要风量（m3/min）
备注
2010采煤工作面
512
采煤面
中央变电所
85
硐室
中央水泵房
80
硐室
联络巷
70
硐室
采区变电所
71
硐室
掘进一配风
300
计划配风
掘进二配风
300
计划配风
合计有效风量
1418
三、矿井通风系统生产能力计算
矿井总进风量为1710m3/min,总回风量为1780m3/min，可安排2个掘进工作面和一个回采工作面。
1、煤层采煤工作面特征列表
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）
120
1.5
1.35
97
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
（Mt/a）
80
1
4.2
普采
26.1
2、生产能力核算
我矿井上年度总供风量为1710m3/min，需要风量计算时矿井通风系数K=1.20，矿井实际需要风量（各个用风地点实际需要风量的总和）为1418m3/min。
计算公式
Apc=330×10-4×Qai/（qra×kva）
式中：
Apc——矿井初步计算的通风能力，104t/a;
Qai——矿井总进风量，m3/min，矿井实际进风量应满足矿井的总需要风量，按核定时矿井总进风量计算；
qra——平均日产吨煤需要的风量，m3／（t.min）；
kva——低瓦斯矿井通风能力系数，取1.2；
平均日产吨煤需要风量计算：
qra=Qra/A，
式中：
Qra——矿井上年度吨煤需风量，m3/min；
Qra=1418/909=1.56m³/t
Apc=330×10-4×1710/（1.56×1.2）=30.144Mt/a
矿井年工作日数取330天。
四、矿井通风能力验证
1、矿井主要通风机性能验证
矿井总排风量1780m3/min，负压1500Pa，符合安全规定。
主通风机的工况点处在风压特性线“驼峰”的右侧，在合理工作范围之内，运行稳定。
矿井2#煤层现有采煤工作面1个，硐室4个完全满足生产的需要。
2、矿井通风网络验证
矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。
用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。
通风系统中各井巷分配的风量大小及其方向遵循一定规律。
通风网络的一个最重要的动态特性就是风流稳定性。
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。
矿井总进总回风量比较大，通风阻力不大。
矿井总进风1710m3/min，总排风量为1780m3/min，风阻1500Pa，等积孔为1.09m2。
这说明，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完善、合理，不存在违反规定的串联通风、扩散通风、采空区通风等地点。
3、利用用风地点有效风量验证
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。
各相关地点数据验证情况具体见下表。
序号
名称
地点
风量
风速
温度
需要风量
实测风量
是否买足要求
规程规定
实测
是否买足要求
规程规定
实测
是否买足要求
1
矿井总进总回风
主斜井
1710
<4
2.67
主运输1
1550
<6
3.9
主运输2
1390
<6
3.9
主运输3
850
<6
2.65
回风井
1780
<12
6.8
回风巷
1600
<8
4.77
2
采煤工作面
2010进风
512
520
是
<4
1.4
是
26
20
是
2010回风
530
是
<4
1.92
是
26
20
是
4、利用稀释瓦斯能力进行验证
历年矿井瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井。
根据瓦斯等级鉴定和开采实践瓦斯管理经验，在正常通风情况下，工作进、回风巷瓦斯浓度极低，生产工作面中，从未出现过瓦斯超限和瓦斯积聚现象。
矿井通风能满足稀释排放瓦斯的需要。
各相关地点数据验证情况具体见下表。
序号
地点
规程规定
实际测定
是否满足要求
1
总回风巷
0.75%
0.04%
是
2
中央变电所
1%
0.02%
是
3
中央水泵房
1%
0.02%
是
4
联络巷
1%
0.02%
是
5
采区变电所
1%
0.02%
是
6
2010进风
0.5%
0.00%
是
7
2010面中
1.0%
0.04%
是
8
2010上隅角
1.0%
0.06%
是
9
2010回风
1.0%
0.04%
是
五、确定矿井通风能力核定结果
矿井属于低瓦斯矿井，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。
经过以上计算和能力验证，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》规定。
各相关地点瓦斯检测结果大大低于《煤矿安全规程》的有关规定。
因此，经分析验证，确定矿井通风核定生产能力为30.144Mt/a。
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