正式通风设计3.docx
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正式通风设计3
全伦煤矿
矿井通风设计及
安全技术措施
2017年11月
一、编制依据
（一）、《煤矿安全规程》。
（二）、《煤矿建设安全规范》。
（三）、《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）。
（四）、《煤矿主要通风机站设计规范》（GB50450-2008）
（五）、《煤矿矿井风量计算方法》。
（六）、晴隆县大厂镇全伦煤矿安全设施设计（修改）。
（七）、矿井其他资料
二、矿井基本概况
矿井设计生产能力为30万吨/年，矿区可采煤层（全区和大部）为17、18、19共3层，现今矿井布置有主斜井、副斜井、回风斜井等三个井筒，三条井筒目前已经贯通。
现正在进行主扇开启前的准备工作，仍然采取局部通风机压入式供风方式。
表1井筒主要特征表
项目名称
主斜井
副斜井
回风斜井
井口标高
+1528m
+1518m
+1543m
井筒方位角
180°
180°
162°
水平标高（m）
+1401
+1401
+1401
井筒总长度
660
494
670
井筒断面（m2）
净
8.82
8.82
10.50
掘进
9.60
9.60
11.40
井筒装备
胶带输送机
道轨
瓦斯管路
三、矿井通风系统
1、主通风机概况
本矿井计划采用机械抽出式通风，现矿井已配置风机FBCDZ—No23两台，每台风机配套电机为两台防爆电动机（660V,200kW,980r/min），风量范围3480～7200m³/min风压范围300～4100pa。
2、矿井目前通风情况
矿井采用中央并列式通风，副斜井进风，主斜井辅助进风，回风斜井回风矿井总进风量2378m³/min，矿井总排风量2496m³/min，通风阻力864Pa，风阻0.71N.S2/m8，等级孔1.68m2。
四、矿井通风参数计算
（一）矿井风量计算
1、矿井风量计算原则
矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。
（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。
（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。
各地点的实际需要风量，必须使该地点风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合《煤矿安全规程》的有关规定。
2、矿井风量计算
㈠矿井总进风
⒈按井下同时工作最多人数计算：
Q=4xNxK
式中：
N——井下同时工作的最多人数（人）
K——矿井通风系数（（K=1.15～1.20）本矿取1.20
则有：
Q=4x80x1.20=384（m³/min）
⒉按采煤、掘进、独立通风硐室及其它用风点实际需风量：
⑴采煤工作面所需风量
尚未形成
⑵掘进工作面风量
全矿配有掘进工作面1401运输巷、1401回风巷、19煤东翼回风上山、1401专用回风道、11905回风巷五个掘进工作面。
都布置在19煤层中。
煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值，按实际情况取2个掘进工作面中所需风量最大值计算。
1.按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算掘进面需要风量：
Q掘迎=125×q瓦×K掘=125×0.558×2=139.5
式中：
Q掘迎-----掘进工作面需要风量（m3/min）
q瓦------掘进工作面回风流中绝对瓦斯涌出量（m3/min）经实测为0.48。
我矿经过主井揭19煤和鉴定巷掘进过程中，实测掘进工作面回风流中绝对瓦斯涌出量最大值为0.558，详见表2。
K掘-----掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,（一般可取1.5～2.0）。
表2全伦煤矿掘进工作面揭煤期间瓦斯涌出量统计表
序号
地点
日期
年/月/旬
平均CH4浓度（%）
风量
（m3/min）
绝对瓦斯涌出量
（m3/min）
1
鉴定巷
2017/8/上
0.14
285
0.399
2
鉴定巷
2017/8/中
0.16
294
0.4704
3
鉴定巷
2017/8/下
0.20
279
0.558
4
1401运输巷
2017/10/上
0.12
276
0.3312
5
1401运输巷
2017/10/中
0.13
285
0.3705
6
1401运输巷
2017/10/下
0.18
281
0.5058
上表中分别筛选揭煤期间的个地点的3个数据填写.
绝对瓦斯涌出量的计算公式
单位时间的涌出量体积单位为m3/d或m3/min
Qg=Q×c/100
式中Qg——绝对瓦斯涌出量（m3/min）;
Q——风量（m3/min）;
C——风流中的平均瓦斯浓度（%）
3.按炸药量计算
三级煤矿许用炸药Qhf1≥10Ahf=141
式中：
Ahf—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量14.1kg。
3.按工作人员数量计算
Qhf1≥4Nhf=36
式中：
Nhf------掘进工作面同时工作的最多人数即取6（人）。
选取最大值确定工作面需风量Qhf1=141>139.5>36
按风速进行验算
岩巷掘进最低风量：
Qhf1≥60×0.15Shf=60×0.15×8.8=79.2
掘进巷道最高风量：
Qhf1≤60×4.0Shf=60×4.0×8.8=2112
式中：
Shf----－掘进工作面的断面积（m2）；
0.15----掘进工作面（岩巷）允许的最小风速（m/s）；
0.25----掘进工作面（煤及半煤岩巷）允许的最小风速（m/s）;
4.0-----掘进工作面允许的最大风速（m/s）。
经验算：
选取掘进工作面最低需要风量满足风速验算需要。
4.掘进工作面局部通风机选型
Qaf1=Qhf1/（1-P百）m=141/（1-3%）7=174.53
式中：
Qaf1----局部通风机需要吸风量，m3/min；
m----－独头通风百米长度指数（即通风长度为100米，200米，300米，400米，…时，m分别取1，2，3，4…）；
P百----柔性风筒百米漏风率，可参照表3选取。
表3柔性风筒百米漏风率
通风距离（m）
＜200
200~500
500~1000
1000~2000
＞2000
百米漏风率（%）
＜15
＜10
＜3
＜2
＜1
根据上述计算结果，确定该掘进工作面选用局部通风机型号，确定局部通风机实际吸风量Qaf。
我矿现配备有FBDNo6.0/2*22，风量为530~300m3/min，满足通风需求，选用FBDNo6.0/2*22的局部通风机。
5.按局部通风机实际吸风量计算掘进面全风压需要风量
1）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷
Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd=432.3
式中：
Qhf------局部通风机所在巷道全风压风量（m3/min）；
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；
0.15----无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速（m/s）；
0.25----有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速（m/s）；
Shd------局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积（m2）。
2）按局扇的吸风量计算（我矿掘进工作面选用FBDNo6.3/2*22（对旋局扇），吸风量最大为530（m3/min）。
在安装有局扇的巷道内风量不少于局扇风量的1.2倍。
Q=QF×I=560×1.2=672m3/min
6、掘进工作面总需风量
根据以上计算取局部通风机的最大吸风量560m3/min，为保证生产接续，为了保证生产正常接替，共安排四个掘进头。
则：
∑Q掘=560×5=2800m3/min
7、硐室及其它风量：
Q机电硐室=3600x∑Wxθ/1.2x1.005x60x△t（m³/min）
式中：
∑W-机电硐室中运行的电机总功率
△t-机电硐室进、回风的气温差（℃）
θ-机电硐室发热系数，空气压缩机房取0.2～0.23；水泵房取0.02～0.04
表4各类硐室风量下限
硐室名称
配电所
水泵房
需风量（m³/min）
60
100
上述硐室温度超过30度时，风量按需风量下限表提高1倍进行配风。
由于我矿变电所和泵房的主要电气设备还未安装投入运行，所需风量按照下限风量供风；则Q硐室=60+100=160m³/min
8、矿井实际需风量：
Q总=（Q采+Q掘+Q硐室）K（矿井风量备用系数）
=（0+560*5+160）*1.2
=3552m3/min
6、矿井风量分配
（a） 分配原则
（1）分配到各用风地点（包括回采面、掘进面、硐室等）的风量应不低于所计算出的需风量。
（2）为维护巷道，防止坑木腐烂，金属锈蚀，以及行人安全等，所有巷道都应分配一定风量。
（3）风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体浓度，风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。
矿井风量分配量：
2）各个掘进工作面分配风量350m3/min。
3）硐室分配风量为300m3/min，其中井下中央变电所取150m3/min，水泵房取150m3/min。
4）其他用风巷道所需风量500m3/min。
（b）风速验算
矿井在设计的时候要考虑巷道断面对风的影响，巷道断面大风速就太慢，巷道断面小了行人过车不方便，所以合理的设计断面选择最适宜的风速是很重要的。
各巷道允许最大最小风速见表4。
表5 井巷中风流风速（m/s）
井巷名称
允许风速
最低
最高
回采工作面，掘进面
0.25
4
无提升设备的风井
—
15
专为升降物料的井筒
—
12
主要进、回风巷
1.0
8
根据风速计算公式，可计算出各井巷中风流的速度，如表5所示。
表6 主要井巷风速计算表
井巷名称
风量（m3/min）
净断面积（m2）
风速（m/s）
掘进面x5
1750
12.6
0.46
副井
1920
8.82
3.63
主井
920
8.82
1.74
硐室及其他巷道
800
风井
2920
10.5
4.64
（二）、通风阻力的计算
1、矿井通风总阻力计算原则
（1）、矿井通风的总阻力，不应超过3000Pa。
（2）、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10％计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15％计算。
2、自然风压
本矿井主斜井井口标高+1526.33m、副斜井井口标高+1516.694m、回风斜井井口标高+1540.86m，进回风口高差小于150m，另外根据批准的矿区范围，矿井最低开采标高为＋1300m，开采煤层最大垂深小于400m。
因此，本矿井不考虑自然风压的影响
3、矿井通风总阻力计算
按照矿井用风地点及通风情况，以能量方程为基础，按照矿井通风阻力定律、风量平衡定律、风压平衡定律，通过计算得出矿井通风在不同条件下的各分支的参数。
1.摩擦阻力
沿着通风阻力最大的风路，用计算得出各段风路井巷的磨擦阻力：
hfr=aLUQ2/S3
式中：
hfr——巷道摩擦阻力；
L、U、S——分别是巷的长度、周长、净断面积；
Q——分配给井巷的风量；
α——各巷道的摩擦阻力系数。
2、局部阻力
风流经过井巷的一些局部地点，如弯曲、突然增大或缩小、交叉等，使风流发生变化，形成极为紊乱等涡流，导致能量的损失。
造成这种冲击或涡流的阻力称为局部阻力。
这种阻力所产生的风压损失称为局部阻力损失。
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