复工复产通风系统调整安全技术方案.docx

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复工复产通风系统调整安全技术方案

二零一八复工、复产通风系统调整

安全技术措施

通风科

2018年

二零一八复工、复产通风系统调整

安全技术措施

第一节矿井概况

1、矿井采掘概况

 矿井采用主平硐副平硐及回风立井开拓方式。

井下现有两个生产采区：

即1103采区、1305采区。

其中布置一个110306回采工作面，一个130501配采工作面，两个工作面均采用U型全风压通风方式。

两个掘进工作面，即110303回风顺槽、130502运输顺槽。

二、矿井通风系统情况

矿井采用中央并列式通风方式，主扇工作方法为机械抽出式，全矿井有两个进风井（主平硐和副平硐）和一个回风立井。

地面回风井安装有两台FBCDZ№25对旋轴流式2*315KW型主要通风机，一台运转，一台备用。

叶片安装角度为0°，配用YBF560M2－8型电机（功率315kW×2，电压660V，转数742r/min）。

目前矿井总进风量为5110m3/min，矿井总回风量为5178m3/min。

第二节通风系统调整方案

由于矿井复工、复产的要求及通风管理需要，为确保矿井通风系统安全可靠，需要对井下各用风地点风量进行重新分配和调整。

通过调节矿井主要通风机的性能参数，使矿井总进风量提升。

为了确保风量调整工作顺利进行特制订此方案。

一、责任单位

此次通风系统调整由通风科负责，机电科机运队配合。

 二、通风系统调整方案

通过调整主要通风机运行的频率，来控制主要通风机的风量，使风量得到提升，满足矿井通风要求；通过调整井下通风设施，使各用风地点风量全部满足要求。

 三、工作安排

1）系统调整前准备工作

①系统调整前提前完善各用风地点的通风设施

②井下人员必须撤离至进风巷，不得在工作面逗留。

③地面风机房操作人员到位，井下测风人员和瓦斯检查人员到位。

2）系统调整工作安排

①调风前风机房操作人员记录好变频功率及风机碟阀角度，通风科测风人员对主平硐和副平硐、130502运输顺槽和110303回风顺槽、110306运输顺槽和110306回风顺槽、中央变电所、中央水泵房、盘区变电所、采区水仓、急救站、11#总回风巷、13#总回风巷等用风地点进行一次测风。

②一切准备工作就绪后，电话通知调度室，由调度室指挥人员通知风机房逐步调整主通风机频率至工频，在主要通风机频率每上调1HZ期间，通知井下测风人员对各测风地点进行一次测风并及时上报数据。

如果在主通风机频率上调期间，各用风地点风量提升较大，则将对主通风机频率进行适当下调。

③当井下各地点风量汇总与计划总风量基本持平时，停止对主要通风机的调整；然后对井下各用风地点回风调风窗进行微调。

最终调整到与各地点计划风量基本持平。

④调风结束后各用风地点风量为主平硐进风2137m3/min左右，副平硐进风风量3980m3/min左右，130502运输顺槽风量395m3/min以上，110303回风顺槽风量368m3/min以上，130502运输顺槽风机前风量688m3/min以上，110303回风顺槽风机前风量717m3/min以上，130501运输顺槽1198m3/min左右，130501回风顺槽1218m3/min左右，110306运输顺槽1157m3/min左右，110306回风顺槽1187m3/min左右，中央变电所347m3/min左右，中央水泵房223m3/min左右，盘区变电所206m3/min左右，11#采区主水仓228m3/min左右，11#采区副水仓201m3/min左右，11#中部排水点237m3/min左右，急救站218m3/min左右，11#库房298m3/min左右，11#总回风巷3545m3/min左右，13#总回风2637m3/min左右。

其中130502运输顺槽与110303回风顺槽风机前要确认有无循环风，如果有循环风应立即报告调度室并重新调整通风设施进行调风。

⑤调风工作全部完成后，对矿井进行一次全面测风和瓦斯检查。

四、风量分配方案

现矿井开采布局，即110306回采，130501配采，130502运输顺槽掘进、110303回风顺槽掘进。

风量分配计划如下：

按照《煤矿安全规程》第一百三十八条规定，全矿井需风量按下列要求分别计算，并选取最大值。

矿井风量计算按采煤工作面、掘进工作面、井下硐室及其他巷道等用风地点风量之和进行计算。

Q矿总≥（∑Q采十∑Q掘十∑Q硐十∑Q配十∑Q其它）×K矿通

式中：

Q矿总—矿井总风量，m3/s；

∑Q采—采煤工作面实际需要的风量总和，m3/s；

∑Q掘—掘进工作面实际需要风量的总和，m3/s；

∑Q硐—硐室实际需要风量的总和，m3/s；

∑Q备—备用工作面实际需要风量的总和，m3/s

∑Q其它—其它用风地点所需风量的总和，m3/s；

K矿通—矿井通风系数，取1.2。

1、综采工作面风量计算：

根据山西省煤炭工业厅2017年批复的《山西忻州神达惠安煤业有公司矿井瓦斯等级鉴定报告》，本矿绝对瓦斯涌出量2.31m3/min，相对瓦斯涌出量为1.00m3/t，二氧化碳绝对涌出量3.86m3/min，相对涌出量1.67m3/t。

110306综釆工作面瓦斯涌出量0.74m3/min。

相对瓦斯涌出量0.37m3/t。

二氧化碳涌出量0.83m3/min，相对二氧化碳涌出量0.41m3/t。

①按瓦斯涌出量计算

Q采1=125×q采CH4×K采CH4

式中：

q采CH4―采煤工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；

K采CH4－采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.45。

125-采煤工作面瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数：

1/0.8%=125

Q采1=125×0.74×1.45＝134m3/min=2.23m3/s

②按二氧化碳涌出量计算

Q采2=67×qCO2×Kco2（m3/min）

=67×0.83×1.45

=81m3/min=1.35m3/s

式中：

Q采2—采煤工作面需要风量，m3/min；

qCO2—采煤工作面回风流中平均二氧化碳绝对涌出量

KCO2—备用风量系数，取1.45；

67－按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的换算系数。

1/1.5%=67

③按回采工作面气象条件计算：

Qc3=60×70%×vc3×Sc×kch×kcL（m3/min）

Qcf=60×70%×1.2×[（4.495+5.095）/2]×2.75×1.2×1.2

=957m3/min=15.95m3/s

式中：

Qc3—采煤工作面实际需要风量，m3/min；

Vc3—采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度从表1中选取，取1.0-1.5m/s；

Sc—采煤工作面的平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2（采煤工作面最小控顶4.495m，最大控顶5.095m,采高2.75）；

kch—采煤工作面采高调整系数，采高2.75m，取1.2（从表2中选取）；

kcL—采煤工作面长度调整系数，长度160m，取1.2（从表3中选取）；

60—为单位换算产生的系数。

70%—有效通风断面系数

采煤工作面进风流气温与对应风速表表1

回采工作面空气温度（℃）

采煤工作面风速（m/s）

＜20

1.0

20-23

1.0-1.5

23-26

1.5-1.8

采煤工作面采高调整系数表表2

采高（m）

＜2.0

2.0--2.5

2.5—5.0及放顶煤面

系数（kch）

1

1.1

1.2

采煤工作面长度调整系数表表3

回采工作面长度（m）

长度调整系数（kcl）

＜15

0.8

15-80

0.8-0.9

120-150

1.0

120-150

1.1

150-180

1.2

＞180

1.30-1.40

④按人数计算：

Q采≥4×N×K

式中：

N－回采工作面同时工作的最多人数

K－人员的备用系数，取1.5

Q采=4×21×1.5=126m3/min=2.1m3/s

⑤胶轮车需风量计算：

本矿综采使用3台65kW的WC5型无轨胶轮车及1辆运人车，但110306回采点最多同时使用1台胶轮车。

Qjl=4×ni×Pi×Ki×1.36

=4×1×65×1×1.36

=354m3/min=5.9m3/s

式中:

Qjl—第i个地点胶轮车尾气排放稀释需要的风量m3/min；

4—每一Hp每分钟应供给的最低风量m3/min；

ni—第i个地点胶轮车的台数；

Pi—第i个地点胶轮车的功率，kW；

Ki—配风系数，第i个地点使用1台胶轮车时，Ki为1;

第i个地点使用2台胶轮车时，Ki为0.75;第i个地点使用3台胶轮车时，Ki为0.5；

1.36—kW与Hp的换算关系（1kW=1.36Hp）。

经计算：

Qj=4×1×65×1×1.36=354m3/min=5.9m3/s

⑥风速检验：

根据《煤矿安全规程》规定，采煤工作面最低风速不小于0.25m/s，最高风速不超过4m/s。

①验算最小风量：

Qcf≥60×0.25Scb

Qcf≥60×0.25×10.34=155.1m3/min=2.59m3/s

Scb=lcb×hcf×70%

Scb=5.095×2.9×70%=10.34m2

②验算最大风量：

Qcf≤60×4.0Scs

Qcf≤60×4.0×9.12=2189m3/min=36.5m3/s

Scs=lcs×hcf×70%

Scs=4.495×2.9×70%=9.12m2

③综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量：

Qcf≤60×5.0Scs

Qcf≤60×5.0×9.12=2736m3/min=45.6m3/s

式中：

Scb—采煤工作面最大控顶有效断面积，10.34m2；

lcb—采煤工作面最大控顶距，5.095m；

hcf—采煤工作面实际采高，2.9m；

Scs—采煤工作面最小控顶有效断面积，9.12m2；

lcs—采煤工作面最小控顶距，4.495m；

0.25—采煤工作面允许的最小风速，0.25m/s；

70%—有效通风断面系数；

5.0—采煤工作面采取防尘洒水措施后允许的最大风速5m/s。

通过上述验算，采煤工作面实际需要风量957m3/min满足工作面风速要求。

经计算，采煤工作面所需风量取最大值

Qcf=957m3/min=15.95m3/s

2、综放工作面需要风量计算：

根据山西省煤炭工业厅2017年批复的《山西忻州神达惠安煤业有公司矿井瓦斯等级鉴定报告》，本矿绝对瓦斯涌出量2.31m3/min，相对瓦斯涌出量为1.00m3/t，二氧化碳绝对涌出量3.86m3/min，相对涌出量1.67m3/t。

130501综放工作面瓦斯涌出量0.32m3/min，二氧化碳涌出量0.49m3/min。

①按瓦斯涌出量计算

Q采1=125×q采CH4×K采CH4

式中：

q采CH4―工作面瓦斯涌出量，m3/min；

K采CH4－备用风量系数，取1.45。

125-采煤工作面瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数：

1/0.8%=125

Q采1=125×0.32×1.45＝58m3/min=0.97m3/s

②按二氧化碳涌出量计算

Q采2=67×qCO2×Kco2（m3/min）

=67×0.49×1.45

=48m3/min=0.8m3/s

式中：

Q采2—采煤工作面需要风量，m3/min；

qCO2—采煤工作面二氧化碳涌出量

KCO2—备用风量系数，取1.45；

67－按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的换算系数。

1/1.5%=67

③按回采工作面气象条件计算：

Qc3=60×70%×vc3×Sc×kch×kcL（m3/min）

Qcf=60×70%×1.2×[（4.838+4.238）/2]×3.0×1.2×1.2

=988m3/min=16.5m3/s

式中：

Qc3—采煤工作面实际需要风量，m3/min；

Vc3—采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度从表1中选取，取1.0-1.5m/s；

Sc—采煤工作面的平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2（采煤工作面最小控顶4.238m，最大控顶4.838m,采高3.0）；

kch—采煤工作面采高调整系数，采高3.0m，取1.2（从表2中选取）；

kcL—采煤工作面长度调整系数，长度160m，取1.2（从表3中选取）；

60—为单位换算产生的系数。

70%—有效通风断面系数

采煤工作面进风流气温与对应风速表表1

回采工作面空气温度（℃）

采煤工作面风速（m/s）

＜20

1.0

20-23

1.0-1.5

23-26

1.5-1.8

采煤工作面采高调整系数表表2

采高（m）

＜2.0

2.0--2.5

2.5—5.0及放顶煤面

系数（kch）

1

1.1

1.2

采煤工作面长度调整系数表表3

回采工作面长度（m）

长度调整系数（kcl）

＜15

0.8

15-80

0.8-0.9

120-150

1.0

120-150

1.1

150-180

1.2

＞180

1.30-1.40

④按人数计算：

Q采≥4×N×K

式中：

N－回采工作面同时工作的最多人数

K－人员的备用系数，取1.5

Q采=4×21×1.5=126m3/min=2.1m3/s

⑤胶轮车需风量计算：

本矿井下使用3台65kW的WC5型无轨胶轮车及1辆运人车。

但130501综放工作面最多同时使用2台胶轮车；

Qjl=4×ni×Pi×Ki×1.36

=4×1×65×1×1.36

=354m3/min=5.9m3/s

式中:

Qjl—第i个地点胶轮车尾气排放稀释需要的风量m3/min；

4—每一Hp每分钟应供给的最低风量m3/min；

ni—第i个地点胶轮车的台数；

Pi—第i个地点胶轮车的功率，kW；

Ki—配风系数，第i个地点使用1台胶轮车时，Ki为1;

第i个地点使用1台胶轮车时，Ki为0.75;第i个地点使用3台胶轮车时，Ki为0.5；

1.36—kW与Hp的换算关系（1kW=1.36Hp）。

501综放回采点不同地点最多同时使用2台胶轮车：

经计算：

Qj=2×354=708m3/min=11.8m3/s

⑥风速检验：

根据《煤矿安全规程》规定，采煤工作面最低风速不小于0.25m/s，最高风速不超过4m/s。

⑴验算最小风量：

Qcf≥60×0.25Scb

式中：

Qcf—采煤工作面风量；

Scb—采煤工作面的最大控顶有效断面积，m2；

0.25—采煤工作面最低风速；

Scb=lcb×hcf×70%

式中：

lcb—最大控顶距计算；

hcf—实际采高；

70%—有效通风断面系数；

Scb=lcb×hcf×70%

=4.838×3.0×70%

=4.838×3.0×70%=10.16m2

Qcf≥60×0.25×10.16=152.4m3/min=2.54m3/s

⑵验算最大风量：

Qcf≥60×4.0Scs

式中：

Qcf—采煤工作面风量；

Scs—采煤工作面的最小控顶有效断面积，m2；

4.0—采煤工作面最高风速；

Scs=lcb×hcf×70%

式中：

lcs—最小控顶距计算；

hcf—实际采高；

70%—有效通风断面系数；

Scs=lcs×hcf×70%

=4.238×3.0×70%

=4.238×3.0×70%=8.898m2

Qcf≥60×4.0×8.898=2136m3/min=35.6m3/s

⑦综合机械化放顶采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量：

Qcf≤60×5.0Scs×70%

Qcf≤60×5.0×8.898×70%=1869m3/min=31.15m3/s

式中：

Qcf—采煤工作面采取防尘洒水措施后最大风量；

Scs—采煤工作面的最小控顶有效断面积；

70%—有效通风断面系数；

5.0—采煤工作面采取防尘洒水措施后允许的最大风速5m/s。

通过上述验算，采煤工作面取最大值风量988m3/min，因此实际需要风量988m3/min满足工作面风速要求。

3、掘进工作面配风：

根据山西省煤炭工业厅2017年批复的《山西忻州神达惠安煤业有公司矿井瓦斯等级鉴定报告》，本矿绝对瓦斯涌出量2.31m3/min，相对瓦斯涌出量为1.00m3/t，二氧化碳绝对涌出量3.86m3/min，相对涌出量1.67m3/t。

掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.34m3/min，绝对二氧化碳涌出量0.29m3/min。

每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、以及局部通风机的最大额定吸风量（带变频器时，可按实际吸风量考虑）、胶轮车需风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

①按瓦斯涌出量计算；

Q掘=125×q掘×K（m3/min）

=125×0.34×2=85m3/min=1.42m3/s

式中：

q掘：

―工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；（根据山西省煤炭工业厅2017年矿井瓦斯等级鉴定和二氧化碳涌出量批复文件，综掘工作面绝对瓦斯涌出量取大值为0.34m3/min）

Q掘——综掘工作面实际需风量m3/min

125-采掘工作面瓦斯浓度不超过0.8%的换算系数：

1/0.8%=125

K——掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取2

②按二氧化碳涌出量计算：

Q掘=67×q掘×Kco2

=67×0.29×2

=39m3/min=0.65m3/s

式中：

Q掘—掘进工作面需要风量，m3/min；

q掘—掘进工作面绝对二氧化碳涌出量（根据山西省煤炭工业厅2017年矿井瓦斯等级鉴定和二氧化碳涌出量批复文件，综掘工作面绝对二氧化碳涌出量取最大值0.29m3/minm3/min）

Kc—备用风量系数，取2；

67－按采掘工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的换算系数。

1/1.5%=67

③按人数计算：

Q掘≥4×N×K=4×9×1.5=54m3/min=0.9m3/s

式中：

N—为工作面作业人数与其他人员的人数之和。

4—为每人需风量，m3/min

k—人员备用系数，取1.5

④胶轮车需风量计算：

本矿井下使用3台65kW的WC5型无轨胶轮车及1辆运人车，但掘进工作面最多同时使用1台胶轮车。

Qjl=4×ni×Pi×Ki×1.36

=4×1×65×1×1.36

=354m3/min=5.9m3/s

式中:

Qjl—第i个地点胶轮车尾气排放稀释需要的风量m3/min；

4—每一Hp每分钟应供给的最低风量m3/min；

ni—第i个地点胶轮车的台数；

Pi—第i个地点胶轮车的功率，kW；

Ki—配风系数，第i个地点使用1台胶轮车时，Ki为1;第i个地点使用2台胶轮车时，Ki为0.75;第i个地点使用3台胶轮车时，Ki为0.5；

1.36—kW与Hp的换算关系（1kW=1.36Hp）。

⑤按照风速、温度计算掘进工作面需要风量

Q掘=60V掘S掘K掘（m3/min）

=60×0.25×16.92×1.0

=254m3/min=4.2m3/s

式中：

V掘—局部通风机供风巷道内最低允许风速，m/s；

岩巷V掘≥0.15m/s，煤巷和半煤岩巷V掘≥0.25m/s；

S掘max—局部通风机供风巷道的最大净断面积（掘进工作面因出现断层、高冒、地质构造造成巷道断面积增大的除外），m2；

K温—局部通风机供风巷道空气温度调整系数（见表4）。

掘进工作面空气温度调整系数表4

掘进工作面空气温度（℃）

配风调整系数（K温）

18～20

1.00

20～23

1.00～1.10

23～26

1.10～1.25

26～28

1.25～1.4

28～30

1.4～1.6

⑥局扇选型

根据上述计算，掘进工作面最大实际需要风量354m3/min;按照最远供风距离2360米、选用FBD-№6.3型对旋式局部通风机，每台功率2×22kW，一台工作，一台备用，局部通风机吸入风量为380—550m3/min，使用∅800mm的胶质阻燃、抗静电风筒向掘进工作面供风。

⑦按局部通风机实际吸风量计算局部通风机安装地点巷道需要风量。

有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷：

Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd

式中：

Qhf—风机前的巷道风量

Qaf—局部通风机实际吸风量，m3/min；

I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数；

0.25-有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；

Shd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积。

按局部通风机的吸风量及防止局部通风机吸循环风

岩巷掘进：

Q掘=Q扇I+60×0.15S

煤巷掘进：

Q掘=Q扇I+60×0.25S

式中：

Q扇-掘进工作面局部通风机的实际吸风量，掘进选用FBD-2-No6.3型对旋式局部通风机，理论吸风量为380—550m3/min，正常最大吸风量480m3/min。

通过上述验算，掘进工作面实际需要风量354m3/min满足工作面风速要求。

经计算，掘进工作面所需风量取最大值：

Qcf=354m3/min=5.9m3/s

按局部通风机实际吸风量计算局部通风机安装地点巷道需要风量：

。

有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷：

Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd

130502运输顺槽风机前净断面积，16.92m2

110303回风顺槽风机前净断面积，12.6m2

按照上述公式计算

目前布置2个掘进工作面，配风分别为：

⑴130502运输顺槽风机前的配风为：

Qhf1=480×1+60×（16.52÷16.92）×0.25×16.92=728m3/min。

工作面所需风量取最大值：

Qcf=354m3/min=5.9m3/s

⑵110303回风顺槽风机前的配风为：

Qhf1=480×1+60×（15.8÷16.2）×0.25×12.6=717m3/min。

工作面所需风量取最大值：

Qcf=354m3/min=5.9m3/s

4、硐室需要风量

井下独立通风硐室有盘区变电所（S=12.69m2）、急救站（S=14.4m2）、中央变电所（S=21.8m2）、中央水泵房（S=13.7m2）、11#采区主水仓（S=15m2）、采区副水仓（S=12.8m2）、11#中部排水点（S=15m2）、因停产期间根据开采设计硐室风量计算不小于最低风速0.25m/s的要求，因此取最低风速0.25m/s来计算风量；其余11#2个库房（S=15m2）采用独立通风，根据开采设计硐室风量计算不小于最低风速0.15m/s的要求，取最低风速0.15m/s计算所需风量。

因此硐室需要风量：

（3.07+3.5+5.35+3.32+3.65+3.1+3.65+2.18+2.18）×60=1800m3/min

5、其它风量：

其他用风巷道的需要风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。

①按瓦斯涌出量：

Qrl=133qrg·krg

式中：

qrg—其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；按占全矿井瓦斯涌出