矿井通风能力核定报告.docx
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矿井通风能力核定报告
山西怀仁峙峰山煤业有限公司
通风能力核定报告
二○一八年一月
前 言
根据中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》及《煤矿安全规程》矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产”的要求，落实“以风定产”的煤矿瓦斯治理措施，加强煤矿通风管理，指导煤矿科学组织生产，有效促进煤矿提高通风装备水平，改善安全生产条件，确保安全生产。
核定依据的主要法律、法规、规范和技术标准
1、《煤矿安全规程》
2、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》
3、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1028-2006《煤矿井工开采通风技术条件》
4、矿井有关监测检验报告
5、《煤矿生产能力核定与管理指南》
6、MT/T440-2008《矿井通风阻力测定方法》
8、《煤炭法》、《矿产资源法》、《安全生产法》、《矿山安全法》等有关法律、法规。
会审意见
职务
签字
审批时间
意见
矿长
总工程师
生产矿长
安全矿长
机电矿长
通风矿长
技术副总
调度主任
通风科长
生产科长
安全科长
机电科长
通风队长
会审意见：
山西怀仁峙峰山煤业有限公司
矿井通风能力核定报告
一、矿井通风概况
据我矿详查地质报告，各煤层CH4含量均很低，大部分在0.03~0.6ml／g以下，自然瓦斯成分中以N2为主，平均值在70%以上，根据瓦斯含量分带属于瓦斯风化带，根据瓦斯成分分带属于CO2～N2带。
5号煤层自燃等级为
级，属自燃煤层，煤尘有爆炸性。
8号煤层自燃等级为
级，属自燃煤层，煤尘有爆炸性。
本区地温普遍偏低，据详查报告，平均地温梯度为1.6℃／100m，属地温正常区。
1、通风方式和通风方法进回风井数量及风量
我矿井采用中央分列式，采用主斜井、副斜井、行人斜井、缓坡斜井进风，回风斜井回风，矿井采用抽出式通风方法。
我矿共布置五个井筒，即主斜井、副斜井、行人斜井、缓坡斜井、回风斜井。
主斜井、副斜井、行人斜井、缓坡斜井进风，回风斜井回风。
服务于山西怀仁峙峰山煤业矿井。
2、矿井需要风量、实际风量、有效风量
矿井需风量确定：
根据我矿12月份配风计划需风量为5051m3/min
矿井实际风量测定：
根据我矿测风报风量总进风为7057m3/min
矿井有效风量计算：
根据我矿测风报表有效风量为95.9%
3、采区巷道布置情况
501采区布置有：
501轨道巷、501运输巷、5108综放工作面、5109备用工作面、501专用回风巷。
802采区布置有：
802辅运巷、1093运输巷、8201运输顺槽、8201回风顺槽、8201运输顺槽回风联络巷802专用回风巷。
我矿井下巷道均采用并联独立通风并设有采区专用回风巷。
4、矿井瓦斯等级鉴定
山西怀仁峙峰山煤业有限公司瓦斯等级鉴定结果，2016年瓦斯相对涌出量0.38m3／t，绝对瓦斯涌出量1.94m3／min。
二氧化碳相对涌出量0.31m3／t，绝对二氧化碳涌出量1.62m3／min。
井下回采工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.93m3／min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.14m3／min。
矿井历史上未发生瓦斯爆炸事故，为低瓦斯矿井。
5、主要通风机介绍
在回风井安装对旋轴流式风机两台，一台工作，一台备用，通风机型号为FBCDZ-No28，额定功率为2×450kW。
该风机风量范围为4440-13140m³/min,额定风压为1300-5700pa，担负全矿通风任务。
局部通风采用机械式压入式通风，井下通风设施均按标准化施工建设，通风系统稳定可靠。
6、储量及工作面情况
2016年底统计我矿可采储量约为1.5亿吨。
设计开采5号煤层，煤厚5.5-7.15m，平均6.26m，稳定可采，其顶板岩性为砂质泥岩，底板岩性为砂质泥岩。
设计开采8号煤层，煤厚2.8-3.2m，平均3m，稳定可采，其顶板岩性为砂质泥岩，底板岩性为砂质泥岩。
501采区现有5108综放工作面，5109备用工作面。
802采区现有8201运输顺槽掘进工作面，8201回风顺槽掘进工作面。
二、矿井需风量计算
1、矿井需要风量计算原则
矿井需要风量，按下列要求分别计算，并采用其中最大值。
（1）按矿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、备用工作面、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。
各地点的实际需风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、CO2和其他有害气体的浓度、风速及温度以及每人供风量符合《煤矿安全规程》等有关规定。
根据《煤矿安全规程》等有关规定，矿井需要的风量应该按下列要求分别计算，并选取其中最大值。
（1）按当班井下最多允许作业人数计算
该矿交班入井人数最多为160人，按下式计算：
Q矿＝4N·K矿
式中：
Q矿——矿井总风量，m3／min
4——每人每分钟供风量，m3／min
N——井下同时工作最多人数，160人
K矿——矿井通风备用系数，取1.3
Q矿＝4×160×1.3＝832m3／min
（2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算
Q矿＝（∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）·K矿
式中：
∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和，m3／min
∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和，m3／min
∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和，m3／min
∑Q硐——硐室实际需要风量的总和，m3／min
∑Q其它——其它地点需要通风的风量的总和，m3／min
K矿——矿井通风备用系数，取1.2
2、采煤工作面需要风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q采＝125qk
式中Q采－工作面实际需要风量m3/min
125－单位瓦斯涌出量配风量
q－工作面瓦斯绝对涌出量
k－工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数取1.6
Q采＝125×0.57×1.6＝114m3/min
2、按气象条件计算
Qcf=60×70%×Vcf×SCf·KCh·KCl
式中：
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，1.3m/s
SCf——采煤工作面的有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，16.5m2
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——为单位换算生产的系数。
表1Vcf——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）
﹤20
1.0
20～23
1.0～1.5
23～25
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
1.3～1.4
本作面进风流中温度：
20℃，Vcf取值1.3m/s
采煤工作面平均高度：
3.2m，KCh取值1.2
采煤工作面长度:
150m，KCl取值1.2
Qcf=60×70%×Vcf×SCf·KCh·KCl
=60×70%×1.3×16.5×1.2×1.2
=1297m3/min
3、按工作面同时最多人数计算
Q采=4nk
式中：
n－工作面同时工作的最多人数
Q＝4×35×＝140m3/min
根据上面四项计算，取工作面通风量最大值，即1297m3/min。
4、风速验算
（1）按最低风速验算
工作面的最小风量
Q＞15S＝15×16.5＝247.5m3/min
（2）按最高风速验算
工作面的最大风量
Q＜240S＝240×16.5＝3960m3/min
Q采=1297m3/min，符合风速要求。
备用工作面风量计算
Q备＝Q采×50%＝649m3/min
经计算5109备用工作面风量为649m3/min，符合要求。
3、掘进工作面需风量计算：
（1）、8201运输顺槽掘进工作面需风量计算：
①按瓦斯涌出量计算：
Qhf＝125Qhg·Khg＝125×0.18×1.5＝33.75m3/min
式中：
Qhf——8201运输顺槽掘进工作面实际需风量，m3/min；
Qhg——8201运输顺槽掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，0.18m3/min；
Khg——8201运输顺槽掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数取1.5；
125——按掘进工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数。
②按二氧化碳涌出量计算：
Qhf＝67Qhc·Khc＝67×0.096×1.25=8.04m3/min
式中：
Qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，0.096m3/min；
Khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.25；
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数。
③按局部通风机实际吸风量计算：
Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd=500×1+60×0.25×13.8=707m3/min。
式中：
Qaf——局部通风机实际吸风量；
I——8201运输顺槽掘进工作面同时通风的局部通风机台数；
Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道断面13.8m2；
0.25局部通风机安装地点的允许最低风速；
④按工作人员数量验算：
Qaf=4Nhf,则：
Qaf=4×15=60m3/min
式中：
Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，取15人；
4——每人每分钟供风标准，m3/min；
Q=4N=4×15=60m3/min
⑤按风速进行验算：
60×0.25Shf≤Qaf≤60×4Shf
60min×0.25m/s×13.8m2≤Qaf≤60min×4m/s×13.8m2
207m3/min≤Qaf≤3312m3/min
式中：
Shf——8201运输顺槽掘进工作面巷道断面为13.8m2；
根据以上计算，则8201运输顺槽掘进工作面实际需风量为207m3/min，风机前所需风量：
Qhf=707m3/min。
（2）、8201回风顺槽掘进工作面需风量计算：
①按瓦斯涌出量计算：
Qhf＝125Qhg·Khg＝125×0.18×1.5＝33.75m3/min
式中：
Qhf——8201回风顺槽掘进工作面实际需风量，m3/min；
Qhg——8201回风顺槽掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，0.18m3/min；
Khg——8201回风顺槽掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数取1.5；
125——按掘进工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数。
②按二氧化碳涌出量计算：
Qhf＝67Qhc·Khc＝67×0.096×1.25=8.04m3/min
式中：
Qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，0.096m3/min；
Khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.25；
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数。
③按局部通风机实际吸风量计算：
Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd=500×1+60×0.25×13.8=707m3/min。
式中：
Qaf——局部通风机实际吸风量；
I——8201回风顺槽掘进工作面同时通风的局部通风机台数；
Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道断面13.8m2；
0.25局部通风机安装地点的允许最低风速；
④按工作人员数量验算：
Qaf=4Nhf,则：
Qaf=4×15=60m3/min
式中：
Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，取15人；
4——每人每分钟供风标准，m3/min；
Q=4N=4×15=60m3/min
⑤按风速进行验算：
60×0.25Shf≤Qaf≤60×4Shf
60min×0.25m/s×13.8m2≤Qaf≤60min×4m/s×13.8m2
207m3/min≤Qaf≤3312m3/min
式中：
Shf——8201回风顺槽掘进工作面巷道断面为13.8m2；
根据以上计算，则8201回风顺槽掘进工作面实际需风量为207m3/min，风机前所需风量：
Qhf=707m3/min。
4、硐室风量计算
井下需要独立通风的硐室有501采区变电所、501采区水仓、502采区变电所，每个硐室按100m3/min满足实际需要。
井下注氮硐室风量取250m3/min满足实际要求。
5、其他巷道需风量计算
1、501轨道联络巷
①按瓦斯涌出量计算：
Q它=200×qt×kt=200×0.18×1.3=46.8m3/min
式中：
qt—巷道的平均绝对瓦斯涌出量，根据实测最大为0.18m3/min
kt—瓦斯涌出不均匀的备用风量系数1.2—1.3，取1.3
200—风流中瓦斯浓度不超过0.5%的换算常数。
②按风速验算：
Q它=0.25×60×S它=15×7.3=110m3/min
式中：
S它——巷道净断面7.3m2
即：
Q它≥110m3/min，经验算满足需风量要求。
则：
501轨道联络巷需风量为Q它=110m3/min
2、1093运输巷皮带尾
①按瓦斯涌出量计算：
Q它=200×qt×kt=200×0.18×1.3=46.8m3/min
式中：
qt—巷道的平均绝对瓦斯涌出量，根据实测最大为0.18m3/min
kt—瓦斯涌出不均匀的备用风量系数1.2—1.3，取1.3
200—风流中瓦斯浓度不超过0.5%的换算常数。
②按风速验算：
Q它=0.25×60×S它=15×12.6=189m3/min
式中：
S它——巷道净断面12.6m2
即：
Q它≥110m3/min，经验算满足需风量要求。
则：
1093皮带尾风量为189m3/min
6、矿用防爆柴油机车巷道需要风量的计算
Q＝5.44×N×∑P×K式中：
Q—矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量，m3／min；
N—矿用防爆柴油机车的台数，取10台；
∑P—矿用防爆柴油机车的功率，取60kW;
K—配风系数，该地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时，K为1.0；该地点使用2台矿用防爆柴油机车运输时，K为0.75；该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时，K为0.5；取0.5.
5.44—每千瓦每分钟应供应的最低风量，m3/min。
Q矿＝5.44×10×60×0.5=1632m3／min
7、矿井总需风量确定
Q矿＝（∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）·K矿
=（1297+649+707+707+550+299）×1.2
=4209×1.2=5051m3/min
矿井风量分配
矿井总风量7045m3／min，对用风地点的分配如下：
5108采煤工作面1297m3／min
5109备用工作面649m3／min
8201运输顺槽707m3／min
8201回风顺槽707m3／min
硐室550m3／min
其它用风地点299m3／min
三、矿井通风能力计算
矿井通风能力采用由里向外核算法计算。
根据矿井实际总进风量与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。
1、单个采煤工作面年产量计算
QC=labMrφc
式中：
l—工作面长度，150m
a—工作面日推进度，7m/d
b—年工作日，330d/a
M—工作面采高，3.2m
r—煤的容量，1.45t/m3
c—工作面采出率，1
Qc=330×150×7×3.2×1.45×1=1607760t≈160.8万t
工作面放顶煤生产能力由下式计算：
Qf=labMrφc
式中：
l—工作面长度，150m;
a—工作面日推进度，7m/d;
b—年工作日，330d/a;
Mf—工作面放顶煤高度，3.3m;
r—煤的容重，1.45t/m3
c—放顶煤回采率，0.87；
则：
Qf=330×150×3.3×1.45×7×0.87=1442462t≈144.2万t
则回采工作面生产能力为：
Q采总=Qc+Qf=160.8+144.2=305万t
1、单个掘进工作面年产量计算
Ahi=330×10-4×Shi×rhi×bhi
式中：
Ahi—-第i个掘进工作面年产量，万t/a；
Shi---第i个掘进工作面纯煤面积，8201回风顺槽掘进工作面纯煤面积S回风顺槽=13.8m2,8201运输顺槽掘进工作面纯煤面积S运输顺槽=13.8m2;
rhi—第i个掘进工作面的原煤密度，1.45t/m3;
bhi—第i个掘进工作面平均日推进度，8201回风顺槽掘进工作面平均推进度为12m/d,8201运输顺槽掘进工作面平均日推进度为12m/d，
附：
每掘进工作面特征表。
A运输顺槽=330×10-4×13.8×1.45×12=7.92万t/a
A回风顺槽=330×10-4×13.8×1.45×12=7.92万t/a
ΣAhi=A运输顺槽+A回风顺槽=7.92+7.92+2.39≈15.8万t/a
1、矿井通风能力计算
Apc=ΣAci+ΣAhi
=305+15.8=320.8万t/a
四、矿井通风能力验证
1、主要通风机性能验证
我矿通风系统具有完整独立的通风、防瓦斯、防煤尘、防灭火及安全监控系统，通风系统合理，通风设施齐全可靠。
风机房安装2台主风机为FBCDZ-NO28型轴流式对旋风机，主通风机于2015年2月10日经陕西公信安全技术有限公司检测，检测结论为：
依据AQ1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》相关规定，判定该通风系统合格。
矿井需风量为5051m3/min,实际进风量7057m3/min,实际矿井回风量7132m3/min,主要通风机性能检测时工况风量为101.39m3/s,备用主要通风机性能检测时工况风量为100.30m3/s,满足矿井通风的要求。
主通风机的最大额定风压为5700pa,2台主通风机的工况风压分别为2047.4pa和2049.9pa,小于该风机最大风压，符合安全规定。
由主通风机的实际特性曲线可以看出，风机风叶角度5°/8°以内。
根据风机检测报告，主通风机额定功率为2×450kw,2台风机轴功率为331.81kw和321.5kw。
根据主通风机实际特性曲线，分析结果为主通风机风压和风量能力余地较大，目前2台主通风机能够满足矿井通风需要。
2、通风网络能力验证
根据山西省煤炭工业局综合测试中心【2017.0603-FZ-F0006】《矿井通风阻力测定》，矿井通风难易程度属通风容易。
对于主通风机测试的性能曲线，整个矿井通风系统和主通风机之间匹配合理，均处于合理工作范围内。
3、用风地点有效风量验证
山西省煤炭工业局综合测试中心对本矿主要通风系统阻力进行了测定。
通过井下实测风量分析对比，各用风量、风速、温度均能满足要求，符合《煤矿安全规程》的相关规定。
矿井有效风量、需风量、风速验算见表1.
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
C°
实际测定C°
是否满足要求
1
矿井总进总回
主斜井井底
975
＜4
1.3
是
〉2
14
是
副斜井井底
921
＜8
1.55
是
〉2
13
是
行人斜井井底
290
＜8
0.62
是
〉2
15
是
缓坡斜井
4871
＜8
4.1
是
〉2
13
是
501总回风
4620
＜8
5.31
是
15
是
502总回风
2512
＜8
2.65
是
15
是
风硐
7207
＜15
9.24
是
15
是
2
矿井回采工作面
5108综放面进风
1297
1835
＜4
2.2
是
20
是
5108综放面回风
1860
＜4
2.48
是
＜26
22
是
5109备用面进风
649
767
＜4
0.87
是
＜26
18
是
5109备用面回风
788
＜4
0.9
是
＜26
19
是
3
掘进工作面
8201运输顺槽风机前
707
1613
＜4
1.92
是
17
是
8201运输顺槽工作面
207
497
＜4
0.60
是
＜26
18
是
8102回风顺槽风机前
707
1613
＜4
1.92
是
17
是
8102回风顺槽工作面
207
479
＜4
0.57
是
＜26
18
是
4
硐室风量
501采区变电所
100
216
0.3
是
＜30
25
是
501采区水仓
100
207
0.3
是
＜30
17
是
502采区变电所
100
180
0.3
是
＜30
26
是
5
501注氮硐室
250
269
0.32
是
＜30
22
是
501轨道联络巷
110
207
＞0.25
0.5
是
17
是
6
1093运输巷皮带尾
189
650
＞0.25
0.86
是
17
是
7
矿井需风量：
根据我矿配风计划需风量为5051m3/min
8
矿井有效风量计算：
根据我矿测风报表有效风量为95.9%
9
矿井等级孔计算：
根据我矿测风报表矿井等级孔为3.48
4、稀释瓦斯能力验证
根据该矿2016年瓦斯等级鉴定结果，该矿井为瓦斯矿井。
通过安全检测仪器表日常采集的瓦斯信息得知：
在风流中各地点瓦斯浓度均小于0.8%，尚未发生瓦斯集聚和瓦斯超限，所供风量能够稀释涌出的瓦斯量，符合《煤矿安全规程》的有关规定。
矿井瓦斯稀释能力验证表
序号
地点
规程规定
实际测定
是否满足要求
1
5108回采工作面进风
＜1.0%
0.02
是
2
5108回采工作面回风
＜1.0%
0.16
是
3
回风斜井
＜0.75%
0.06
是
4
501总回风
＜0.75%
0.08
是
5
502总回风
＜0.75%
0.02
是
6
5109备用面进风
＜1.0%
0.02
是
7
5109备用面回风
＜1.0%
0.02
是
8
8201运输顺槽进风
＜1.0%
0.
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