32块段通风设计.docx

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32块段通风设计

32块段通风设计

一、概述：

按照许疃矿生产部署安排，在33采区上部开拓32块段，全块段可采储量为211.49万吨，共设计三个工作面。

投产时，32块段采区配备1个综采工作面、2个掘进工作面和1个绞车房。

目前中央风井担负33采区的通风，32块段投产后由中央风井担负通风。

二、通风系统

（一）通风方式与通风系统

采用矿井全负压通风，利用-500东翼轨道运输大巷、-500东翼皮带运输大巷和-500东翼回风巷等巷道构成通风系统。

副井→-500东翼轨道运输大巷→32块段下部车场→32块段轨道上山（32块段运输行人上山）→32块段二中车场→3222机巷→3222工作面→3222风巷→32块段回风上山→-500东翼回风大巷→中央风井

通风系统详见通风系统图。

（二）采掘工作面及硐室通风

采区内部采取后退式回采，回采面准备方式为沿空掘巷，工作面通风方式为“U”型；所有掘进工作面均实行压入式通风。

采区变电所、瓦斯抽放泵站、绞车房等硐室均设计有独立回风道，可实现独立通风。

设计无任何2个工作面之间串联通风。

（三）井下通风设施及构筑物布置

为确保采区各地点有足够的风量，达到安全生产的目的，需在井下相应地点设置必要的通风设施：

1、主要进、回风巷之间的联络巷道内设两道闭锁正向风门和两道闭锁反向风门。

2、永久密闭墙和永久风门：

在长期不用的联络巷及通向采空区的巷道内设置永久密闭墙；在部分用于行人、运输的巷道内设置过车行人风门。

四、安全逃生途径

1、矿井安全出口设置及保证措施

本块段设计三条上山，三条上山均与机、风巷相通，均可通行人员，采区安全出口两个以上。

2、井下避灾路线

井下发生事故时，人员撤离路线一般按就近进入新鲜风流为原则，视灾害类型及地点不同，井下避灾路线及图纸还应根据巷道变化情况，在采掘安全技术措施中详细确定，报矿总工程师批准。

三、瓦斯涌出量预计

33块段可采煤层为32煤层.根据各采区各煤层瓦斯含量、煤层赋存情况、回采工艺等，采用分源计算法预测瓦斯涌出量，即先预测各煤层回采、掘进工作面瓦斯涌出量，然后以此为依据计算矿井瓦斯涌出量。

（一）掘进工作面瓦斯涌出量计算

掘进工作面瓦斯涌出量主要来源于煤巷掘进期间的落煤涌出量以及掘进巷道煤壁瓦斯涌出量。

1．掘进巷道煤壁瓦斯涌出量

Q1-1＝D·V·q0（2

－1）

式中：

Q1-1——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3／min；

D——巷道断面内暴露煤面的周边长度，m。

对于薄及中厚煤层，D＝2m0，m0为煤层厚度，对于厚煤层，D=2h+b，h及b分别为巷道的高度及宽度；

V——巷道平均掘进速度，m／min；

L——巷道长度，m；

q0——暴露煤壁初始瓦斯涌出强度，m3／min·m2。

2．掘进巷道落煤瓦斯涌出量

Q1-2=S·V·ρ·（X一Xc）式中：

Q1-2——掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m3／min；

S——掘进巷道断面积，m2；

V——巷道平均掘进速度，m／min；

ρ——煤的密度，t/m3；

X——煤的原始瓦斯含量，m3/t；

Xc——煤的残存瓦斯含量，m3/t。

按表4取值。

纯煤残存瓦斯含量表4

煤的挥发含量Vdaf（％）

6～8

8～12

12～18

18～26

26～35

35～42

42～50

纯煤残存瓦斯含量（m3/t·r）

9～6

6～4

4～3

3～2

2

2

2

注：

1、可按下列计算原始瓦斯含量小于10m3/t·燃的高变质煤的残存瓦斯含量：

Xc=10.385e-7.207/X

2、煤的残存瓦斯含量亦可近似的按：

煤在一个大气压条件下的瓦斯吸附量取值。

掘进巷道的瓦斯涌出总量为：

Q1＝Q1-1+Q1-2

式中：

Q1——掘进巷道瓦斯涌出总量，m3／min。

3、预测条件

（1）开采32煤层，煤层平均厚度按2.45m考虑；

（2）生产期间，采区布置两个煤巷综掘工作面，断面均设为12m2，巷道长度均设为1200m，掘进速度均为300m/mon。

（4）掘进工作面瓦斯涌出量预测结果为0.91～1.48m/min3.

（二）回采工作面瓦斯涌出量计算

回采工作面的瓦斯来源于采落煤炭、采场丢煤、围岩及邻近煤层的瓦斯涌出。

1．采场内瓦斯涌出量按下式计算：

q采=K1·K2·K3·K4·

·W0

式中：

q采─采场的相对瓦斯涌出量，m3/t；

K1─围岩瓦斯涌出系数，取K1=1.2；

K2─考虑工作面采煤损失煤炭的瓦斯涌出系数，取K2=1.10；

K3─掘进预排系数，K3=（L-2h）/L；

L─工作面长度，m；

h─掘进预排宽度，m；

K4─采出煤炭瓦斯涌出系数，取K4=0.8；

M─煤层厚度，m；

m0─采出煤度，m；

W0─煤层瓦斯含量，m3/t。

W0=

×

×

+

式中：

W0—煤层瓦斯含量；

A,b——吸附常数；a=11.01,b=1.37；

P——煤层绝对瓦斯压力，Mpa；（取最近点测压数据P=0.35）；

Ad——煤的灰分，%；（19.40）；

Mad——煤的水分，%；（1.28）；

π——煤的空隙率,m3/min;（2.0351）；

γ——煤的容重，t/m3（1.3753）；

代入式中得：

W0=

×

×

+

=3.6t/m3

将计算结果W0=3.6t/m3代入

（1）式中：

W采=K1·K2·K3·K4·

·W0——

（1）

=1.2×1.10×0.98×0.8×2.40/2.45×3.6

=3.65m3/t

（2）邻近层瓦斯涌出量计算

W邻=

——（3）

式中：

W邻─邻近层瓦斯涌出量，m3/t；

Mi─邻近层煤层厚度，m；

Ki─决定于邻近层位置及其与开采层垂距的瓦斯排出系数，根据文特尔曲线选取；

Wi─邻近煤层的瓦斯含量，m3/t。

（3）回采工作面相对瓦斯涌出量

W回=W采+W邻——（4）

=3.65+0

=3.65m3/t

按日产3000吨计算，则绝对瓦斯涌出量为

Q=

=7.6m3/min

根据AQ1026——2006年煤矿抽采基本指标，如下表：

采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标

工作面绝对瓦斯涌出量Q（m3/min）

工作面抽采率（%）

备注

5＜Q≤10

≥20

10＜Q≤20

≥30

20＜Q≤40

≥40

40＜Q≤70

≥50

70＜Q≤100

≥60

100＜Q

≥70

规定，该工作面回采期间，瓦斯抽采率必须达到30%以上，按30%计算，则必须抽采2.28m3/min的瓦斯，则有5.32m3/min的瓦斯通过风排来稀释。

四、需风量计算：

1、掘进期间的需风量计算

根据以上分析，煤巷掘进期间的瓦斯涌出量在0.91～1.48m3/min之间；则掘进期间可选用30*2KW的对旋局部通风机、φ800mm的风筒，单级额定风量为350m3/min、双级500m3/min，采用压入式通风；按矿局部通风管理规定，煤巷掘进均采用双路供风，可增设一台15*2KW对旋局部通风机，实现煤巷双路供风。

预计掘进期间回风流中，最大瓦斯浓度可达到0.30%。

2、回采期间的需风量计算

根据上述计算：

回采期间工作面涌出量为5.32m3/min，设计配风量为1100m3/min，回风流中瓦斯浓度最大为0.48%。

3、32块段需风量计算：

根据生产局部32块段最多布局1个生产面、2个掘进工作面，则32块段需配风量为3960m3/min。

具体如下表：

数量配风地点

综采面

掘进面

硐室

其他

1

2

1

需风量

1100

850

100

400

3300*1.2=3960

1100

1700

100

400

五、瓦斯治理技术

该采区瓦斯涌出量主要是本煤层的瓦斯，比照我矿33采区瓦斯涌出情况预计32块段瓦斯量较大。

（一）掘进期间瓦斯治理

根据瓦斯涌出量预计结果计算：

煤巷采用30×2kw对旋式局扇配合φ800mm风筒供风，必要时增加一台15×2kw配合φ600mm风筒供风；岩巷采用30×2kw配合φ800mm风筒供风，能够满足瓦斯治理需求。

另外应根据32块段瓦斯参数测定情况及巷道施工期间瓦斯涌出情况，必要时可补做工作面腰巷采取顺层钻孔递进掩护的瓦斯预抽措施，以保证煤巷施工的瓦斯治理。

另外采取如下常规措施加强瓦斯管理：

1、安装瓦斯监控装置，实现瓦斯超限自动断电，并能反馈局扇运转状态；同时加强瓦斯检查员巡回检查和班队长瓦斯检查的管理。

2、煤巷掘进工作面严格按规定安装隔爆设施。

3、加强防灭尘，安装齐全各类防尘设施并正常使用。

4、对高冒区必须采取填实背实，并喷浆封闭或注凝胶，防止瓦斯积聚、自然发火。

（二）回采期间瓦斯治理

风巷敷设两趟10寸的瓦斯抽放管路，一路用于抽取风巷顺层孔和高位钻孔的瓦斯，一路用于抽取上隅角的瓦斯。

1、瓦斯抽放方法：

（1）在风巷高位钻场，通过风巷施工高位钻场，每个钻场内布置8个钻孔，主要用于抽取顶板裂隙带和采空区的瓦斯。

（2）在风巷每隔5米施工一个顺层孔，孔深不低于80米，用以解决本煤层瓦斯问题；

（3）在风巷每隔20-30米预埋一个“Ｔ”型站管，用于抽取上隅角瓦斯。

2、抽放设备的选择

井下安设了两台型号为2BE1-353移动瓦斯抽放泵，额定流量80m3/min，配套电机功率160kw，主要用于抽放上隅角迈步埋管的瓦斯。

地面安设了两台型号为2BEC-67永久瓦斯抽放泵，额定流量为350m3/min,配套560KW、6KV防爆电动机，主要用于抽放高位钻孔、顺层孔的瓦斯。

2、抽放系统附属设施

①井下管路的永久计量装置采用旁路孔板流量计和自动计量系统计量。

②抽放管路应加强放水，提高放水自动化。

井下采区总回风巷内和采区内部采用自动放水器和人工放水器相结合方式进行放水，以提高瓦斯抽放效果。

③在抽放泵的排气端上风侧5m、下风侧30m各安装栅栏，栅栏间禁止行人和任何作业。

④在泵站内及排气端按规定安装瓦斯传感器及断电装置。

⑤抽放泵必须安装无水断电器。

5、管路系统（详见瓦斯抽放示意图）

地面永久抽放系统：

抽放孔（管）→工作面风巷抽放管路→32块段回风上山抽放管路→-500东翼总回风巷抽放管路→中央风井抽放管→地面抽放泵站。

井下移动抽放系统：

上隅角迈步埋管→工作面风巷抽放管→32块段回风上山抽放管路→33采区移动抽放泵→抽放泵排气管→排空至-500东翼总回风大巷。

（三）回采工作面瓦斯涌出治理其它常规方法

1、合理配风，加强通风管理。

考虑日产煤量、瓦斯涌出量等因素，条件允许时合理加大工作面风量。

2、严格控制割煤速度和工作面推进速度，防止瓦斯超限。

3、上下隅角堵漏及设置采空区风障，消除瓦斯局部积聚。

4、加强初放期间瓦斯管理。

提前退锚采取顶板松动爆破，避免在采空区采取措施强制放顶。

5、其它强化工作面瓦斯管理措施

①加强支护以减小瞬时瓦斯涌出量，移架放顶期间要加强瓦斯监测；

②加强瓦斯监测监控，确保瓦斯传感器断电功能灵敏可靠；

③加强工作面上下出口管理，确保通风断面符合要求；

④定期进行电气设备检查，杜绝失爆现象。

⑤隔爆水袋安设齐全，各种防尘设施正常使用；

⑥综采工作面必须实现快运，以减少落煤运输过程中放散瓦斯；

六、综合防尘系统

（一）采煤工作面综合防尘

1、综合防尘措施

机、风巷距工作面60-200m米处，各设隔爆水袋一组，每平方断面的水量为200L,每组隔爆水袋的总水量不低于1848L。

机、风巷、皮带机、转载机、运输机头机综采支架架间，分别安装防尘设施，进行洒水灭尘。

风巷施工深孔静压注水孔，工作面实行浅孔动压注水孔。

2、综合防尘要求：

（1）、综采架间要安设移架自动喷雾装置，工作面回采期间要进行工作面浅孔动压注水；风巷每隔30米要施工一个深孔静压注水孔，不注水或没有预防和隔绝煤尘爆炸的措施不准回采；

（2）、机、风巷距工作面30米内至少要设置一道风流净化水幕，水幕应封闭巷道全断面，并要灵敏可靠，雾化好，使用正常；

（3）、隔爆设施安装地点、数量、水量、安装的质量必须符合有关规定；

（4）、机、风巷每50米安设一个拔哨，水压正常；

（5）、机、风巷安设净化风流设施，各转载点及煤眼上口要安设喷雾装置，由专人负责管理；

（6）、两巷必须定期冲刷，确保巷道整洁卫生；

（7）、炮眼按规定填充水炮泥、封泥，放炮前后要洒水降尘；

（8）、要定期检查综合防尘系统各设施，确保各系统完好可靠；

（9）、加强个人防护，戴好防尘口罩和毛巾；

（10）、严格控制风速，防止煤尘飞扬，井下巷道不得有厚度超过2mm、连续长度超过5m的煤尘堆积。

（二）掘进工作面综合防尘

1、防尘喷雾

（1）掘进工作面每隔50米安装一道喷雾洒水装置。

（2）掘进工作面距迎头50米之内安装三道净化喷雾。

（3）各转载点安装一道手动一道自动洒水喷雾装置。

（4）风、水管路紧跟迎头，距离迎头不超过30米。

2、隔爆设施

掘进工作面距离迎头60—200米安设一棚区长度不小于20米的隔爆水袋，每个水袋装水量为40L，水袋距离顶梁、两帮的间隙不得小于100mm，距巷道轨面不小于1800mm，水袋内的水不能有杂物，隔爆水袋安设要覆盖全断面。

详见综合防尘（隔爆）系统示意图

四、防灭火系统

1、防火灌浆系统图（见及防火灌浆系统图）

2、防灭火设备、设施及安全技术措施：

（1）、完善防火管浆系统，实行“随采随灌浆”制度，土水比不低于1：

5；当工作面推进速度慢时，有必要对工作面进行洒浆处理。

（2）、完善束管检测监控系统，在工作面风巷、上隅角预埋防灭火监测束管，按规定进行取样化验；

（3）在机巷带式运输机滚筒下风侧10-15米处安设烟雾传感器，实行24小时在线监测。

（4）、工作面回采前要设置CO传感器，并确保灵敏、可靠，发现CO超限，要及时查明原因，进行处理。

（5）加强上、下隅角的管路，减少采空区漏风。

（6）、各部运输机要配备灭火器2只，沙箱1个，要求人人会使用并熟悉存放地点；

（7）机巷内消防管路每隔50m设置支管和阀门，风巷内消防管路每隔50米设置支管和阀门。

（8）、严禁携带烟草、点火物品及穿化纤衣物下井，禁止在井下打开矿灯；

（9）、加强电气设备管理，保证防暴性能的完好，杜绝失爆现象；

（10）、每个星期安排专人对工作面上隅角、采空区、巷道冒顶处、抽排管路进行取样化验，防止煤层自然发火。

（11）、工作面回采前，要在收作线处预构防火基础。

（12）、工作面回采至收作线时，必须采取有效措施使老塘顶板全部冒落，并在收作后45天内砌筑永久性封闭。

五、通风安全监测系统

1、采煤工作面瓦斯监测传感器安装技术要求：

⑴、安设位置：

在工作面上隅角充填侧悬挂T0瓦斯传感器；在工作面风巷距离切煤线小于10米处悬挂T1瓦斯传感器；在风巷距离回风口10～15m处悬挂T2瓦斯传感器，在风巷的中部增设一个T2瓦斯传感器；各类传感器应垂直悬挂在距顶板不大于300mm、距帮不小于200mm顶板完好且无淋水处；

⑵、报警浓度：

T0≥1.0﹪T1≥1.0﹪T2≥1.0﹪；

⑶、断电瓦斯浓度：

T0≥1.5﹪T1≥1.5﹪T2≥1.0﹪；

⑷、断电范围：

T0、T1、T2负责采煤工作面及回风巷全部非本质电器设备；

⑸、复电瓦斯浓度：

T0、T1、T2、均为小于1.0﹪；

2、掘进工作面瓦斯监测传感器安装技术要求：

⑴、T1在迎头3-5米处的风筒的异侧，距顶不大于300mm，距帮不小于200mm；T2距巷道回风口10—15米，距顶不大于300mm，距帮不小于200mm；T3安设在巷道中部，距顶不大于300mm，距帮不小于200mm。

⑵、报警值设置：

T1≥1.0%T2≥1.0%T3≥1.0%

⑶、断电值设置：

T1≥1.5%T2≥1.0%T3≥1.0%CH4

⑷、复电浓度：

T1<1.0%T2<1.0%T3<1.0%

⑸、断电范围：

掘进工作面全部非本质安全型电器设备；

3、瓦斯监测传感器管理

⑴、瓦斯断电仪由通风区负责校验，当班经常巡视，发现问题及时处理，确保断电仪灵敏可靠和正常使用；

⑵、瓦斯检查员、放炮员及班长每个小班至少对管辖范围内的监测装置及电缆进行一次外观检查，发现问题及时汇报通风调度，并协助处理；

⑶、需要经常移动的探头、声光箱及电缆只许采掘区队的班长按规定移动，严禁擅自停用；

⑷、所有装置：

包括分站、传感器、报警箱、电缆由采掘区队长的班队长负责保管使用。

详见瓦斯监测传感器安装位置示意图