Q低=15S=15×8.97=134.55(m3/min)
Q高=240S=240×8.97=2152.8(m3/min)
决定风量Q备用为270m3/min,即:
134.55<270<2152.8,符合规定。
现有两个采煤工作面,则采煤工作面总风量为:
∑Q采=539+270=809(m3/min)
2、掘进工作面需要风量的计算:
掘进工作面使用的局扇都所选用山西运城节能风机有限公司生产的FBDNO型对旋局扇,2×15kW和2×7.5kW的局扇的风量分别为240-380m3/min、170-260m3/min。
511队掘进工作面需要风量(南翼皮带巷、煤巷,锚网支护,综掘,局扇2×15kW):
(1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算:
Q综掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×2=52(m3/min)
式中:
Q掘—单个掘进工作面需要风量,m3/min;
q掘—掘进工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min;
K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取2。
(2)按局部通风机实际风量计算需要风量:
Q综掘=Q局+60×0.25S=240+15×10=390(m3/min)
(3)按掘进工作面同时作业最多人数计算:
每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min;
Q综掘>4N=4×12=48(m3/min)
式中:
N—掘进工作面最多人数,取12。
(4)按风速进行验算:
Q低>15S=15×10=150(m3/min)
Q高<240S=240×10=2400(m3/min)
式中:
S—掘进工作面的断面积,取10m2。
决定Q综掘风量为390m3/min,即:
150<390<2400,符合规定。
512队掘进工作面需要风量(33201下顺、煤巷,锚网支护,炮掘,局扇2×15kW):
(1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算:
Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(m3/min)
式中:
Q掘—单个掘进工作面需要风量,m3/min;
q掘—掘进工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min;
K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。
(2)按局部通风机实际风量计算需要风量:
Q炮掘=Q扇+60×0.25S=240+60×0.25×12.5=428(m3/min)
(3)按掘进工作面同时作业最多人数计算:
每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min;
Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min)
式中:
N—掘进工作面最多人数,取12。
(4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算:
按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min;
Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min)
式中:
A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。
(5)按风速进行验算:
Q低>15S=15×12.5=187.5(m3/min)
Q高<240S=240×12.5=3000(m3/min)
式中:
S—掘进工作面的断面积,取12.5m2。
决定风量Q炮掘为428m3/min,即:
187.5<428<3000,符合规定。
513队掘进工作面需要风量(南翼回风巷,锚网支护,炮掘,半煤巷,局扇2×15kW):
(1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算:
Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(m3/min)
式中:
Q掘—单个掘进工作面需要风量,m3/min;
q掘—掘进工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min;
K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。
(2)按局部通风机实际风量计算需要风量:
Q炮掘=Q扇+60×0.25S=240+15×10.5=398(m3/min)
(3)按掘进工作面同时作业最多人数计算:
每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min;
Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min)
式中:
N—掘进工作面最多人数,取12。
(4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算:
按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min;
Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min)
式中:
A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。
(5)按风速进行验算:
Q低>15S=15×10.5=158(m3/min)
Q高<240S=240×10.5=2520(m3/min)
式中:
S—掘进工作面的断面积,取10.5m2。
决定风量Q炮掘为398m3/min,即:
158<398<2520,符合规定。
516队掘进工作面需要风量(32层集中运输巷、岩巷,锚网支护,炮掘,局扇2×7.5kW):
(1)按瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量计算:
Q炮掘=100×q掘×K掘通=100×0.26×1.5=39(m3/min)
式中:
Q掘—单个掘进工作面需要风量,m3/min;
q掘—掘进工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的绝对涌出量,取0.26m3/min;
K掘通—瓦斯涌出不均衡系数,取1.5。
(2)按局部通风机实际风量计算需要风量:
Q炮掘=Q扇+60×0.15S=170+9×12=278(m3/min)
(3)按掘进工作面同时作业最多人数计算:
每人供风≮4m3/min,Q掘>4Nm3/min;
Q炮掘>4N=4×12=48(m3/min)
式中:
N—掘进工作面最多人数,取12。
(4)按掘进工作面1次爆破最大炸药量计算:
按每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min;
Q炮掘>25A=25×3.6=90(m3/min)
式中:
A—1次爆破最大炸药量,取3.6kg。
(5)按风速进行验算:
Q低>9S=9×12=108(m3/min)
Q高<240S=240×12=2880(m3/min)
式中:
S—掘进工作面的断面积,取12m2。
决定风量Q炮掘为278m3/min,即:
108<278<2880,符合规定。
按上述方法分别计算各掘进工作面的风量,各工作面需要风量:
511队掘进工作面的风量为390m3/min,512队掘进工作面的风量为428m3/min,513队掘进工作面的风量为398m3/min,516队掘进工作面的风量为278m3/min则掘进工作面的总风量为:
∑Q掘=390+428+398+278=1494(m3/min)
各工作地点需要风量表
地点名称
需要风量
(m3/min)
备注
地点名称
需要风量
(m3/min)
备注
13203采煤工作面
539
综采
-300火药库
120
硐室
13204备用工作面
270
综采
-120静压水仓
120
硐室
南翼皮带巷
390
炮掘
采区变电所
120
硐室
33201下顺联巷
428
综掘
瓦斯抽放泵站
150
硐室
南翼回风巷
398
炮掘
其他巷道
300
其它
32层集中运输巷
278
炮掘
矿井总需要风量
合计
3113
4、井下硐室需要风量,应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和计算:
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐nm3/min
式中:
∑Q硐—所有独立通风硐室风量总和,m3/min;
Q硐1、Q硐2、、…、Q硐n—每个独立通风硐室风量,m3/min
根据《煤矿生产能力核定标准》规定,火药库取120m3/min,-120静压水仓取120m3/min,采区变电所取120m3/min,瓦斯抽放泵站取150m3/min。
富强煤矿井下有1个火药库、1静压水仓、1个采区变电所和1个瓦斯抽放泵站,则硐室总需风量为:
∑Q硐=120+120+120+150=510(m3/min)
5、其它井巷实际需要风量计算:
南翼风机过流150m3/min,32层集中运输巷风机过流为150m3/min,则其它巷道需风量为:
∑Q其它=300(m3/min)
(二)矿井通风系统生产能力计算。
采用由里向外核算法计算(方法二)。
矿井通风能力计算按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量(有效风量)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1、m2),取当年度每个采掘工作面的产量,计算矿井通风能力。
富强煤矿现有1个采煤工作面(综采),1个备用工作面,有4个掘进工作面,其中1个综掘,3个炮掘。
-300水平总入风量为3744m3/min,一采区32煤层布置1个综采工作面(13203)、1个备用面(13204)和3个炮掘工作面,1个综掘工作面,完全能够满足矿井生产需要。
1、采掘工作面特征表(见下表)。
13203综采工作面特征表
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
2.3
1.40
95
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(万t/a)
85
1
9
走向长壁后退式
92.67
南翼皮带巷综掘工作面特征表
巷道纯煤面积(m2)
原煤视密度(t/m3)
日进尺(m/d)
年工作日数(d)
工作面个数
生产能力
(万t/a)
10
1.40
10
330
1
4.62
33201下顺炮掘工作面特征表
巷道纯煤面积(m2)
原煤视密度(t/m3)
日进尺(m/d)
年工作日数(d)
工作面个数
生产能力
(万t/a)
12.5
1.40
8
330
1
4.62
南翼回风巷炮掘工作面特征表
巷道纯煤面积(m2)
原煤视密度(t/m3)
日进尺(m/d)
年工作日数(d)
工作面个数
生产能力
(万t/a)
10.5
1.40
8
330
1
3.88
32层集中运输巷炮掘工作面特征表
巷道纯煤面积(m2)
原煤视密度(t/m3)
日进尺(m/d)
年工作日数(d)
工作面个数
生产能力
(万t/a)
12
1.40
8
330
1
4.43
2、生产能力计算
-300水平通风系统生产能力为:
P13203综采=(l.h.r.b.n.N.c.a)10-4=(120×2.3×1.4×9×330×0.85×0.95×1)10-4=92.67(万t/a)
P南翼皮带巷综掘=r.S.L.a=1.4×10×10×330×1=4.62(万t/a)
P33201下顺炮掘=r.S.L.a=1.4×12.5×8×330×1=4.62(万t/a)
P南翼回风巷炮掘=r.S.L.a=1.4×10.5×8×330×1=3.88(万t/a)
P32层集中运输巷炮掘=r.S.L.a=1.4×12×8×330×1=4.43(万t/a)
则P采=92.67(万t/a)
P掘=P南翼皮带巷综掘+P33201下顺联巷炮掘+P南翼回风巷炮掘+P32层集中运输巷炮掘=4.62+4.62+3.88+4.43=17.55(万t/a)
则矿井总通风系统生产能力为:
P=P采+P综掘=92.67+17.55=110.22(万t/a)
式中:
l—回采工作面平均长度,m;
h—采(掘)工作面煤层平均高度,m;
r—采(掘)工作面原煤视密度,t/m3;
b—采(掘)工作面正常生产平均日推进度,m/d
n—年工作日数,取330d;
N—采煤工作面正规循环作业系数,%;
C—回采工作面回采率,%;
a—采(掘)工作面个数,个;
S—巷道纯煤面积,m2;
L—掘进巷道正常生产年总进尺,m。
(三)矿井通风能力验证
1、矿井通风动力的验证
富强煤矿现有一个生产水平,即-300m水平。
-300水平总入风量为3744m3/min,各地点实际需要风量为3736m3/min,能够满足生产需要。
富强煤矿的两台主扇于2012年7月经吉林煤矿矿用安全监察局安全技术中心,两台主扇实际运行的工况点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。
.
2、矿井通风络验证
矿井总入风量为3744m3/min,总排风量为3820m3/min,最大通风流程为5600m,矿井通风阻力为1900Pa,等积孔为1.96m2,有效风量为3266m3/min,均在特性曲线工作范围之内,因此,通风网络符合《煤矿安全规定》规定。
通风系统基本完善、合理、可靠,不存在串联、扩散和采空区通风等地点。
富强坚持每月对井下所有的通风设施进行全面检查,对失修的设施进行维修,对严重失修的设施进行翻修,取得了良好的效果,使通风系统更趋于稳定、合理、可靠。
因此,通风网络能力能够满足安全生产的需要。
3、矿井用风地点有效风量验证
矿井各用风地点有效风量详见矿井用风地点有效风量验证表。
从表中可以看出,矿井各用风地点的有效风量能够满足要求,各地点中的风速、温度完全符合《煤矿安全规程》中的有关规定。
4、利用稀释瓦斯能力验证
富强煤矿历年瓦斯等级鉴定均为瓦斯矿井。
随着矿井开采深度的增加,各采掘工作面的瓦斯含量有所增加,但在正常通风的情况下,掘进工作面和采煤工作面进风巷的瓦斯含量基本没有瓦斯,只有在采煤工作面上隅角、尾巷和回风巷中有瓦斯,在正常生产的各采掘工作面中,很少出现瓦斯超限报警和瓦斯积聚现象。
富强煤矿已于2011年7月安装了KJ406R型安全监控系统,并于实现了局域联网,实现了热机双备,并与省局实现了联网。
在各采掘工作面、硐室和其它地点都按《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)中的规定安设了瓦斯、温度、一氧化碳、风速、风压、设备开停、风门开关、风速等传感器,在采煤工作面上隅角安设了甲烷传感器,地面中心站和井下各分站都安设了备用电源,确保了监控系统的正常运行,真正做到了适时地对各地点进行24小时连续监测。
此外还配备了420台便携式瓦斯检测仪,2012年又上了瓦斯巡检系统,防止了瓦检员“假、漏、空”检现象,进一步增加了对瓦斯防范手段。
随着矿井开采深度的增加,瓦斯矿井涌出量也逐渐增大,为了更好地治理瓦斯,防止瓦斯事故的发生,已于2012年7月建立了井下瓦斯抽放泵站,安装并投入使用,井下抽放泵站主管路均采用12"PE管,支管路采用10"PE管,采用尾巷浮抽的方法,对采煤工作面进行瓦斯进行抽放,抽采量和抽采率完全符合AQ1026-2006标准,矿井通风能力完全能够满足稀释排放瓦斯的需要。
具体验证数据详见矿井稀释瓦斯能力验证表。
(四)确定矿井通风系统核定能力
富强煤矿属于低瓦斯矿井,通风系统完善、可靠,采掘工作面和各硐室均实现了独立通风,没有不符合规定的串联、扩散和采空区通风现象,因此,没有《核定标准》中所涉及的扣减通风能力的项目。
经过上述计算和能力验证,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,通风动力和主要通风机性能匹配,能够满足安全生产的实际需要。
井下各用风地点及采区有效风量满足要求,井巷中的风速、温度等均符合《煤矿安全规程》的规定。
各地点所检测出的瓦斯含量均低于《煤矿安全规程》的有关规定。
因此,经分析验证,确定富强煤矿的矿井通风生产能力为110.22万吨。
矿井稀释瓦斯能力验证表
序号
地点
规程规定
实际测定(%)
是否满足要求
1
总排
<0.75%
0.14
是
2
-300集中回风巷
<0.75%
0.14
是
3
-300北翼回风
<1%
0.26
是
4
-300南翼回风
<1%
0.2
是
5
13203采煤工作面回风
<1%
0.14
是
6
13204备用工作面回风
<1%
0.14
是
7
511综掘队回风
<1%
0.12
是
8
512炮掘队回风
<1%
0.14
是
9
513炮掘队回风
<1%
0.12
是
10
516炮掘队回风
<1%
0.12
是
11
-300火药库回风
<1%
0
是
12
-120静压水仓回风
<1%
0
是
13
-300采区变电所回风
<1%
0
是
14
瓦斯泵站回风
<1%
0
是
矿井用风地点有效风量验证表
序号
名称
地点
风量(m3/min)
风流速度(m/s)
温度(℃)
需风量
实测风量
是否满足要求
规程规定
实际测定
是否符合要求
规程规定
实际测定
是否满足要求
1
矿
井
总
入
、
总
回
副立井入风
3085
<8
4.28
是
主立井入风
925
<6
1.54
是
-300集中轨道巷入风
2100
<8
3.33
是
-300集中皮带巷入风
2038
<8
3.23
是
-300集中回风巷
3992
<8
5.12
是
回风斜井回风
2120
<15
6.31
是
轨道斜井回风
2024
<8
6.02
是
2
采煤工作面
13203采煤工作面(综采)
539
580
是
0.25-4
1.08
是
≤26
24
是
13204备用面(综采)
270
322
是
0.25-4
0.60
是
≤26
22
是
3
掘进工作面
511队(综掘、煤巷)
390
392
是
0.25-4
0.65
是
≤26
19
是
512队(炮掘、煤巷)
428
430
是
0.25-4
0.57
是
≤26
20
是
513队(炮掘,煤巷)
398
400
是
0.25-4
0.63
是
≤26
21
是
516队(炮掘,岩巷)
278
280
是
0.25-4
0.39
是
≤26
21
是
4
机电硐室
-300火药库
120
130
是
0.15-4
0.54
是
≤26
20
是
-120静压水仓
120
128
是
0.15-4
0.27
是
≤30
21
是
-300采区变电所
120
131
是
0.15-4
0.18
是
≤30
24
是
瓦斯抽放泵站
150
162
是
0.15-4
0.22
是
≤30
20
是
5
风机过流
南翼风机过流
150
156
是
0.15-4
0.25
是
≤26
20
是
32层集中运输巷风机过流
150
155
是
0.15-4
0.