煤矿矿井通风能力核定报告资料.docx
《煤矿矿井通风能力核定报告资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿矿井通风能力核定报告资料.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
煤矿矿井通风能力核定报告资料
煤矿煤矿（煤矿）煤业有限公司
矿井通风能力核定报告
河南理工大学
二○一七年三月
煤矿煤矿（煤矿）煤业有限公司
矿井通风能力核定报告
主要参加人员
煤矿煤矿（煤矿）煤业有限公司
矿领导：
煤矿煤矿（矿长）煤矿煤矿（总工程师）
通风科：
煤矿煤矿煤矿煤矿
技术科：
煤矿煤矿煤矿煤矿
河南理工大学
煤矿煤矿煤矿煤矿煤矿煤矿
前言
为认真贯彻落实国务院提出的“以风定产”等煤矿瓦斯治理措施，按照《国家发展改革委关于印发〈煤矿生产能力核定的若干规定〉的通知》（发改运行〔2004〕2544号），及安监总煤矿字〔2005〕42号文件的精神，为进一步规范和加强煤矿通风能力核定工作，防止超通风能力生产，有效遏制瓦斯事故的发生，进一步加强煤矿“一通三防”工作，切实保障井下工作地点的用风安全，做到“以风定产”，煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司与河南理工大学签订了《煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司矿井通风能力核定》项目，以进行合作研究。
2017年3月10日，由河南理工大学专家、教授和科研人员与煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司有关领导和工程技术人员组成联合课题组，对煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司进行了现场调查，全面核查并收集了与通风能力核定有关的基础资料，并根据国家安全生产监督管理总局2008年11月1日发布、2009年1月1日实施的《煤矿通风能力核定标准》和2016年4月15日国家安全监管总局国家煤矿监察局发布的《关于支持钢铁煤炭行业化解产能实现脱困发展的意见》中重新核定煤矿生产能力落实276天工作日的体检对该公司进行了通风能力核定。
该项工作在研究过程中始终得到了煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司各级领导及有关人员的大力支持和协助，在此，特致感谢！
报告中的不妥之处，敬请各位专家、领导批评指正。
河南理工大学
2017年3月18日
目录
1矿井概况··························································1
2矿井需要风量计算···················································3
2.1矿井需要风量计算原则3
2.2采煤工作面实际需要风量的计算。
3
2.2.1按气象条件计算3
2.2.2按照瓦斯涌出量计算4
2.2.3按照二氧化碳涌出量计算5
2.2.4按炸药量计算5
2.2.5按工作人员数量验算6
2.2.6按风速进行验算6
2.2.7备用工作面实际需要风量的计算。
7
2.2.8布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算8
2.3掘进工作面实际需要风量的计算8
2.3.1按照瓦斯涌出量计算8
2.3.2按照二氧化碳涌出量计算9
2.3.3按炸药量计算9
2.3.4按局部通风机实际吸风量计算10
2.3.5按工作人员数量验算10
2.3.6按风速进行验算10
2.4硐室需要风量计算11
2.4.1爆破材料库需要风量计算11
2.4.2充电硐室需要风量计算12
2.4.3机电硐室需要风量计算12
2.4.4其他独立通风硐室需要风量计算13
2.5其他用风巷道实际需要风量计算13
2.5.1按瓦斯涌出量计算：
13
2.5.2按风速验算13
2.6矿井总需要风量的确定。
14
3矿井通风能力的初步计算·····················································15
3.1根据矿井总进风量与计算的矿井各用风地点的实际需要风量（包括按规定配备的备用工作面）计算出采掘工作面个数。
15
3.1.1采掘工作面可分配风量15
3.1.2采掘工作面数量的确定15
3.2单个采煤工作面年产量计算15
3.3单个掘进工作面年产量计算16
3.4矿井通风能力的初步计算16
4矿井通风能力验证···························································18
4.1矿井主要通风机性能验证18
4.2通风网络能力验证18
4.3用风地点有效风量验证19
4.4稀释瓦斯能力验证19
5通风能力确定······························································21
6结论·····································································21
附图1煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司通风系统图（2016.12）22
附图2煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司风机特性曲线（2015.4）23
1矿井概况
煤矿煤矿（煤矿煤矿）煤业有限公司位于煤矿煤矿市城关镇翟沟村境内，隶属郑州煤矿煤矿集团煤矿煤矿煤矿煤业有限公司。
东距煤矿煤矿市城区约4公里，东北距煤矿煤矿市50公里，交通便利。
该矿井田面积0.2236km2，开采二1煤层，设计年生产能力15万吨，保有资源储量155.8万吨，可采储量66.5万吨，矿井服务年限3.4年。
矿井开拓方式为两立井单水平上山开拓。
主井筒直径4.6m，井深234m，钢轨罐道，担负矿井提煤、人员升降、上下物料、提升矸石等任务，安装金属梯子间，并兼作进风井和安全出口。
副井筒直径3.0m，井深193m，安装金属梯子间，兼做回风井和安全出口。
根据《2015年度矿井瓦斯等级鉴定报告》，该矿井全矿井绝对瓦斯涌出量0.24m3/min，回采工作面最大涌出量0.11m3/min，属低瓦斯矿井；全矿井二氧化碳绝对涌出量0.50m3/min；煤层发火等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性。
矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式，主井进风，副井回风。
副井安设两台主要通风机，一台工作，一台备用，风机型号为FBCDZ-№14型对旋轴流式通风机，电机功率为2×45kW，反转反风。
根据2014年通风阻力测定报告显示：
矿井总进风量为23.6m3/s，总回风量为25.13m3/s，通风阻力为556.82Pa，等积孔为1.27㎡，通风难易程度处于中等状态。
通风系统稳定、可靠，各用风地点的供风量充足，可以满足矿井正常生产需求的风量。
目前，矿井井下部署有1个回采工作面：
12041回采工作面，2个掘进工作面：
11采区回风上山、11采区运输上山掘进工作面。
采面采用走向长壁后退式开采，放炮落煤放顶煤开采工艺，全部垮落法管理顶板，整体悬移支架支护顶板。
2矿井需要风量计算
2.1矿井需要风量计算原则
矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。
Qra≥（ΣQcf＋ΣQhf＋ΣQur＋ΣQsc+ΣQrl）×kaq
（1）
式中：
Qra——矿井需要风量,m3/min；
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Qhf——掘进工作面实际需要风量，m3/min；
Qur——硐室实际需要风量，m3/min；
Qsc——备用工作面实际需要风量，m3/min；
Qrl——其他用风巷道实际需要风量，m3/min；
kaq——矿井通风需风系数（抽出式kaq取1.15～1.20,压入式kaq取1.25～1.30）。
2.2采煤工作面实际需要风量的计算
每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
2.2.1按气象条件计算
Qcf=60×70%×vcf×Scf×kch×kcl
（2）
式中:
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Vcf——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，m/s；
Scf——采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；
Kch——采煤工作面采高调整系数，具体取值见表2；
Kcl——采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3；
70%——有效通风断面系数；
60——为单位换算产生的系数。
A
表1采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温/
℃
采煤工作面风速/
（m·s-1）
＜20
1.0
20～23
1.0～1.5
23～26
1.5～1.8
表2kch—采煤工作面采高调整系数
采高/m
＜2.0
2.0～2.5
＞2.5及放顶煤面
系数（kch）
1.0
1.1
1.2
表3kcl—采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度/m
长度风量调整系数（kcl）
＜15
0.8
15～80
0.8～0.9
80～120
1.0
120～150
1.1
150～180
1.2
＞180
1.30～1.40
矿井只有1个回采工作面，即：
12041回采工作面（详见附图1），计算如下：
该工作面进风流的温度为14℃，查表1取风速vcf为1.0m/s；该工作面最大控顶距为3.2m，最小控顶距为2.2m，实际采高2.0m，工作面平均有效断面积Scf为5.4m2，查表2取采煤工作面采高调整系数kch为1.1；工作面面长50米，查表3取采煤工作面长度调整系数kcl为0.9。
将上述参数代入公式
（2），得：
Qcf=60×70%×vcf×Scf×kch×kcl
=60×70%×1.0×5.4×1.1×0.9
=224.54（m3/min）
2.2.2按照瓦斯涌出量计算
Qcf=100×qcg×kcg（3）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。
抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；
kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；
100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
矿井只有1个回采工作面，计算如下：
该工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量为0.11m3/min，月平均日绝对瓦斯涌出量为0.11m3/min,日最大绝对瓦斯涌出量为0.16m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.45。
Qcf=100×qcg×kcg
=100×0.11×1.45
=15.95（m3/min）
2.2.3按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=67×qcc×kcc（4）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
qcc——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；
kcc——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；
67——按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
矿井只有1个回采工作面，计算如下：
该工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量为0.23m3/min，月平均日绝对二氧化碳涌出量为0.23m3/min,日最大绝对二氧化碳涌出量为0.28m3/min,二氧化碳涌出不均衡系数为1.22，故：
Qcf=67×qcc×kcc
=67×0.23×1.22
=18.80（m3/min）
2.2.4按炸药量计算
a）一级煤矿许用炸药
Qcf≥25Acf（5）
b）二、三级煤矿许用炸药
Qcf≥10Acf（6）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Acf——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；
10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
矿井只有1个回采工作面，回采工作面采用风镐落煤，不使用炸药，故不需要进行该项计算。
通过以上按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算后，取其中最大值，即取按照工作面气象条件进行计算确定所需要风量，故：
12041回采工作面所需风量为224.54m3/min。
2.2.5按工作人员数量验算
Qcf≥4Ncf（7）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数，人；
4——每人需风量，m3/min。
矿井只有1个回采工作面最多工作人数为25人，故：
Qcf≥4Ncf
≥4×25
≥100（m3/min）
12041回采工作面计算确定所需风量为224.54m3/min，大于100m3/min，符合要求。
2.2.6按风速进行验算
a）验算最小风量
Qcf≥60×0.25Scb（8）
Scb=lcb×hcf×70%（9）
b）验算最大风量
Qcf≤60×4.0Scs（10）
Scs=lcs×hcf×70%（11）
c）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（12）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Scb——采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；
Lcb——采煤工作面最大控顶距,m；
Hcf——采煤工作面实际采高,m；
Scs——采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；
Lcs——采煤工作面最小控顶距,m；
0.25——采煤工作面允许的最小风速，m/s；
70%——有效通风断面系数；
4.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；
5.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s。
矿井回采工作面为非综合机械化采煤工作面，故采用公式（8）、（9）、（10）、（11）进行验算。
12041回采工作面的最大控顶距为3.2m，最小控顶距为2.2m，工作面实际采高为2.0m，故：
采煤工作面最大控顶有效断面积为：
Scb=lcb×hcf×70%
=3.2×2.0×70%
=4.48（m2）
采煤工作面最小控顶有效断面积为：
Scs=lcs×hcf×70%
=2.8×2.0×70%
=3.08（m2）
按照工作面《规程》规定的风速必须＞0.25m/s、＜4m/s的要求，即：
下限Qcf≥60×0.25Scb=15×4.48=67.20（m3/min）
上限Qcf≤60×4.0Scs=240×3.08=739.20（m3/min）
对该工作面：
67.20m3/min＜配风量224.54m3/min＜739.20m3/min，满足风速要求。
故以上计算及验算，12041回采工作面实际需要风量为224.54m3/min，该矿只有1个采煤工作面，故
全矿井采煤工作面共需风量为
ΣQcf=224.54（m3/min）
2.2.7备用工作面实际需要风量的计算
备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。
该矿没有备用工作面，故不需要进行备用工作面所需风量计算。
2.2.8布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算
Qcf=Qcr+Qcd（13）
Qcr=100×qgr×kcg（14）
Qcd=40×qgd×kcg（15）
式中：
Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；
Qcr——采煤工作面回风巷需要风量，m3/min；
Qcd——采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量，m3/min；
qgr——采煤工作面回风巷的排瓦斯量，m3/min；
qgd——采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，m3/min；
100——采煤工作面回风巷风流中的瓦斯浓度不应超过1%的换算系数。
40——专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过2.5%的换算系数。
kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；
该矿为瓦斯矿井，没有设置专用排瓦斯巷，故不需要按此规定计算工作面实际需要的风量。
A
2.3掘进工作面实际需要风量的计算
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、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
2.3.1按照瓦斯涌出量计算
Qhf=100×qhg×khg（16）
式中:
qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。
抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；
100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
该矿有2个掘进工作面，即：
11采区回风上山、11采区运输上山掘进工作面，分别计算如下：
1）11采区回风上山
该掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量为0.05m3/min，月平均日绝对瓦斯涌出量为0.05m3/min，日最大绝对瓦斯出量为0.10m3/min，瓦斯涌出不均匀的备用风量系数为2，故：
Qhf=100×qhg×khg
=100×0.15×2
=30.00（m3/min）
2）11采区运输上山
该掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量为0.05m3/min，月平均日绝对瓦斯涌出量为0.05m3/min，日最大绝对瓦斯出量为0.08m3/min，瓦斯涌出不均匀的备用风量系数为1.6，故：
Qhf=100×qhg×khg
=100×0.15×1.6
=24.00（m3/min）
2.3.2按照二氧化碳涌出量计算
Qhf=67×qhc×khc（17）
式中:
qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；
khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
该矿有2个掘进工作面，即：
11采区回风上山、11采区运输上山掘进工作面，分别计算如下：
1）11采区回风上山
该掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量为0.10m3/min，月平均日绝对二氧化碳涌出量为0.10m3/min，日最大绝对二氧化碳出量为0.15m3/min，二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数为1.50，故：
Qhf=67×qhc×khc
=67×0.10×1.50
=10.05（m3/min）
2）11采区运输上山
该掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量为0.10m3/min，月平均日绝对二氧化碳涌出量为0.10m3/min，日最大绝对二氧化碳出量为0.16m3/min，二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数为1.60，故：
Qhf=67×qhc×khc
=67×0.10×1.60
=10.72（m3/min）
2.3.3按炸药量计算
a）一级煤矿许用炸药
Qhf≥25Ahf（18）
b）二、三级煤矿许用炸药
Qhf≥10Ahf（19）
式中：
Ahf——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。
该矿掘进工作面采用风镐掘进，没有使用炸药，故不需要进行该项计算。
2.3.4按局部通风机实际吸风量计算
a）无瓦斯涌出的岩巷
Qhf=Qaf×I+60×0.15Shd（20）
b）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷
Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd（21）
式中：
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；
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，m2。
该矿有2个掘进工作面，即：
11采区回风上山、11采区运输上山掘进工作面，分别计算如下：
1）11采区回风上山
该掘进工作面为煤巷掘进，局扇型号为FBDYNO5.6-2×11型，功率为2×11Kw,局部通风机实际吸风量为220m3/min，掘进工作面同时通风的局部通风机台数为1台，局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积为8.4m2，故采用公式（21），得：
Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd
=220×1+60×0.25×8.4
=346.00（m3/min）
2）11采区运输上山
该掘进工作面为煤巷掘进，局扇型号为FBDYNO5.6-2×11型，功率为2×11Kw,局部通风机实际吸风量为220m3/min，掘进工作面同时通风的局部通风机台数为1台，局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积为8.2m2，故采用公式（21），得：
Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd
=220×1+60×0.25×8.2
=343.00（m3/min）
通过以上按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、爆破后的有害气体产生量和局部通风机实际吸风量等规定分别进行计算后，取其中最大值，即取按照局部通风机实际吸风量进行计算确定所需要风量，故：
11采区回风上山掘进工作面：
Qhf=346.00（m3/min）
11采区运输上山掘进工作面：
Qhf=343.00（m3/min）
2.3.5按工作人员数量验算
Qaf≥4Nhf（22）
式中：
Qaf——局部通风机实际吸风量，m3/min；
Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，人；
4——每人需风量，m3/min。
该矿掘进工作面同时工作的最多人数均为10人，故：
Qaf≥4Nhf
≥4×10
≥40（m3/min）
该矿2个掘进工作面局部通风机实际吸风量均为220.00m3/min，大于40m3/min，符合要求。
2.3.6按风速进行验算
a）验算最小风量
①无瓦斯涌出的岩巷：
Qaf≥60×0.15Shf（23）
②有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷
Qaf≥60×0.25Shf（24）
b）验算最大风量
Qaf≤60×4.0Shf（25）
式中：
Qaf——局部通风机实际吸风量，m3/min；
Shf——掘进工作面巷道的净断面积，m2。
该矿2个掘进工作面为煤巷掘进工作面，故采用公式（24）、（25）进行验算。
1）11采区回风上山
该掘进工作面巷道的净断面积为7m2，按照工作面《规程》规定的风速必须＞0.25m/s、＜4m/s的要求，即：
下限Qaf≥60×0.25Scb=15×7=105（m3/min）
上限Qaf≤60×4.0Scs=240×7=1680（m3/min）
该掘进工作面局部通风机实际吸风量为220m3/min，故：
105m3/min＜实际吸风量220m3/min＜1680m3/min，满足风速要求。
1）11采区运输上山
该掘进工作面巷道的净断面积为6.8m2，按照工作面《规程》规定的风速必须＞0.25m/s、＜4m/s的要求，即：
下限Qaf≥60×0.25Sc
升级会员 