彝良县五谷湾煤矿矿井通风设计及供风标准.docx
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彝良县五谷湾煤矿矿井通风设计及供风标准
彝良县五谷湾煤矿
矿井通风设计及供风标准
二O一二年二月
审查意见表
煤矿审查意见：
技术负责人签字：
矿长签字：
年月日
县煤炭工业局审查意见：
彝良县煤炭工业局
年月日
第一章煤矿概况
一、交通位置
五谷湾煤矿位于昭通市西北部，属彝良县小草坝乡管辖，有简易公路330米与小草坝--彝良县城公路相接，距县城22公里，距内昆铁路大寨站45公里。
交通较为方便。
附：
交通位置图（图1-1）
二、自然地理
矿区属中等切割地形，地形较为平缓，地体貌为侵蚀剥蚀构造地貌。
地势由南往北逐渐降低，最高海拔位于矿区南部，标高+2058米，最低标高+1630米，相对高差460米。
三、河流、气象及地震
区内地表水体不发育，仅有一些季节性山间溪流，流量受大气降水控制，旱季时断流。
气象统计资料表明：
该区内平均气温15℃，最高气温30℃，最低气温-6℃,年降雨量861.9毫米,6-9月为雨季,降雨量可达599.7毫米,3、4月间为风季，风向多为西北劲风，最大风速达13.5米/秒。
按云建抗（1993）44号文划分，本区地震基本烈度为七度。
四、矿区经济概况
矿区主产玉米、洋芋、荞麦等农作物，无其他企业。
五、水源、电源情况
水源：
将距矿区300余米的山泉引到矿区，用作生产、生活用水。
电源：
现有双回路10KV高线路至煤矿区，作主要动力电源。
六、瓦斯、煤尘情况
矿区范围内煤层瓦斯含量：
2010年瓦斯等级鉴定为：
低瓦斯矿井，
本设计按低瓦斯矿井设计。
煤层无爆炸性；煤层不易自燃；区域属地温正常区。
第二章矿井通风设计
第一节矿井通风
一、通风方式和通风系统
（一）开拓方式
矿井设计为斜井开拓方式。
（二）通风系统及通风方式
1、矿井通风方式选择混合式通风方式。
（1）矿井走向长约1.26km，开采煤层属中厚煤层，矿井生产能力仅为60kt/a，采区位于井田中央，初期采用对角式通风方式。
（2）矿井投产时采用中央并列式通风的风井已经存在，为利用现有回风斜井。
后期在矿井增加西进风平硐，使矿井通风方式由中央并列式过渡到混合式，根据矿井通风阻力计算结果，通风容易时期的矿井等级孔为2.1m2，通风困难时期矿井等级孔为1.5m2，能满足矿井通风要求。
2、矿井通风系统
主斜井进风，回风斜井回风，形成“一进一回”的中央并列式通风方式。
新鲜风流由主斜井进入---二、三级提升斜井—水平运输大巷—采区轨道运输巷—人行上山—进入工作面运输平巷至工作面，污风经工作面回风平巷--联络巷--+1666m和+1720m总回风巷（并列回风）、总回风斜巷和总回风上山（并列回风），通过风井排出地面。
投产时矿井通风网络共由21个节点组成，为控制风流方向及按各用风地点需风量配风，井下设置有正反向调节风门、正反向风门及密闭等通风设施，详见通风系统及网络图C1012AZ－171－1。
回风斜井为矿井的专用回风井；采区回风上山、采区回风石门、+1812m总回风巷、总回风斜巷、总回风上山等均为专用回风巷。
三、采、掘工作面及硐室通风
1、采、掘工作面通风
采、掘工作面均为独立通风。
回采工作面为全风压“U”型通风方式，掘进工作面采用局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒进行压入式供风。
2、硐室通风
井下消防材料库、水泵房、二采区轨道上山绞车房均位于新鲜风流中，采用全风压并联通风，其回风直接引入回风上山（专用回风巷）。
六、矿井风量、负压及等积孔
1、矿井总风量计算
（1）按井下同时工作的最多人数所需风量计算
Q＝4NK
式中：
N——井下同时工作的最多人数，39人；
4——每人每分钟供风标准，m3/min；
K——矿井通风系数，取1.2；
Q＝4×39×1.2＝187.2（m3/min）＝3.12m3/s
（2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量进行计算
Q总＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q它）×K
式中：
∑Q采、∑Q掘、∑Q硐、∑Q它——分别为采煤工作面、掘进工作面、独立通风硐室及其它行人维护巷道所需风量总和（m3/s）；
K——同上1.2。
2、2个采煤工作面实际需风量计算
a、按瓦斯涌出量计算
Q采＝100×q采×kc
式中：
q采——回采工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；0.59m3/min；
kc——采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，炮采工作面可取1.4～2.0，设计取kc＝1.8。
Q采＝100×0.59×1.8＝106.2（m3/min）＝1.77m3/s
b、按工作面温度计算
Q采＝60×V采×S采×Ki
式中：
V采——根据采煤工作面确定的适宜风速，1.0m/s；
S采——采煤工作面的平均有效断面积，m2；平均断面积等于平均控顶距与采高的乘积，最大控顶距为4.2m，最小控顶距3.2m，采高1.0m，则工作面平均有效断面积为：
Q采＝60×1.0×3.7×1.0＝222（m3/min）＝3.7m3/s
c、按工作面最多人数计算
Q采＝4×nc
式中：
4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；
nc——回采工作面同时工作的最多人数，8人。
Q采＝4×8＝32（m3/min）＝0.53m3/s
d、按炸药量计算
Q采＝25Ac
式中：
Ac——回采工作面一次起爆的炸药量，取Ac＝8kg。
Q采＝25×8＝200（m3/min）＝3.3m3/s
采煤工作面根据以上计算取最大值，即Q采＝3.7m3/s，取Q采＝3.7m3/s。
e、按风速进行验算
由式0.25≤Q/S采≤4验算。
验算结果为：
0.25≤Q采/S采＝1.57≤4
风速验算符合要求。
矿井有2个工作面：
则：
∑Q采=Q采×1=3.7×2=7.4（m3/s）。
掘进工作面需风量
a、按瓦斯涌出量计算
Q掘＝100×q掘×kd
式中：
q掘——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；0.19m3/min；
kd——掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取kd=1.8。
Q掘＝100×0.19×1.8＝34.2（m3/min）＝0.57m3/s
b、按工作面最多人数计算
Q掘＝4×nj
式中：
nj——掘进工作面同时工作的最多人数，取7人。
Q掘＝4×7＝28（m3/min）＝0.47m3/s
c、按炸药量计算
Q掘＝25Aj
式中：
Aj——掘进工作面一次起爆最大炸药量，Aj＝7kg。
Q掘＝25×3＝75（m3/min）＝1.25m3/s
d、按局部通风机实际吸入风量计算
Q掘＝Qf×I×kf
式中：
Qf——掘进面局部通风机吸入风量，设计掘进面选用YBT-2/5.5型局部通风机,其风量范围为1.2～2.5m3/s，设计取吸入风量为1.5m3/s；
I——掘进面同时运转的局部通风机台数，设计每个掘进工作面使用1台局部通风机，I=1台；
kf——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.2。
Q掘＝1.5×1×1.2＝1.8（m3/s）
矿井有4个掘进碛头：
Q掘最大＝1.5×1×1.2×4＝7.2（m3/s）
掘进工作面根据以上计算取最大值,Q掘＝7.2m3/s
其它独立供风巷道风量计算
a、采区回风上山（专用回风巷）不需独立配风，Q它1=2.4m3/s；
b、巷道贯通或回采工作面接替期间需配备备用风量，按2个掘进工作面需风量配备，则Q它2=2.4m3/s
矿井需风量
矿井有2个回采工作面、4个掘进工作面同时作业，有个独立通风硐室；矿井生产后期，有2个回采工作面、4个掘进工作面同时作业，有2个独立通风硐室。
矿井需风量为：
Q总＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q它）×K
式中：
∑Q采、∑Q掘、∑Q硐、∑Q它——分别为采煤工作面、掘进工作面、独立通风硐室及其它行人维护巷道所需风量总和（m3/s）
Q总初＝（7.4+7.2＋2.4）×1.2＝20.4m3/s），取20.4（m3/s）
主扇风机选型
通过上述计算，矿井通风容易、困难时期通风设备均选用2台FBCZ-№12B型矿用防爆轴流式通风机2台，1台运行，1台备用，通风容易时期和困难时期主要通风机叶片安装角均为36°，电机功率均为22kW；其性能参数详见表2-2-3。
表2-2-3FBCZ-№12Ｂ型矿用防爆轴流式通风机性能参数表
型号及规格
转速（r/min）
叶片安装角（°）
功率（kW）
风量（m3/s）
风压（Pa）
FBCZ-6-№12B
980
36°
22kW
10～24
420～900
（二）局部通风机选型计算
1、选型依据
（1）矿井单巷掘进最大距离为200m左右，断面积为4.3m2。
（2）按掘进工作面稀释瓦斯需风量，同时工作最多人数需风量、稀释炮烟需风量和满足巷道最低排尘风速风量计算的最大值为1.2m3/s，掘进工作面需风量取1.44m3/s。
2、风筒的选择
设计矿井选用阻燃、抗静电胶质风筒，根椐掘进巷道相关参数选定风筒直径Φ＝400mm。
3、Qa=ΦQh
式中：
Qa——局部通风机工作风量；
Pq——漏风系数，查表取1.05；
Qh——掘进工作面需风量，m3/s。
Qa＝2.92×1.05＝3（m3/s）＝180m3/min
4、局部通风机工作风压
hft＝L×Rp×Qa2
式中：
hft——局部通风机全风压，Pa；
L——掘进巷道长度，m；
Rp——压入式供风百米风筒的风阻，N·s2/m8。
Φ400mm胶质风筒百米风阻值为34N·s2/m8。
hft＝400×34×32/100
=1224（Pa）
5、确定局部通风机类型
设计矿井掘进工作面采用压入式供风。
根椐以上计算结果选用FD-№5/11型2×5.5kW局部通风机，其风量150～210m3/min，风压500～2800Pa，电机功率2×5.5kw
第五节通风设备
一、选型依据掘进工作面
瓦斯等级：
低瓦斯矿井
通风方式：
压入式
单个掘进工作面需风量：
96m3/min
矿井需量：
17m3/s
二、局扇风机选型
选用YBT51-5.5型5.5KW，4台，直径400mm风筒各400米。
局扇风机技术性能：
YBT51-5.5型：
风量：
80-186m3/min，风压800-1700Pa，效率：
85.5%；
三、主扇风机选型
选用FBCZ-6-№12B型轴流式通风机两台，风井配备两台，一台工作，一台备用。
风机技术性能：
转速：
980r/min
风量：
600一1440m3/min
风压：
680一120Pa
矿井供风标准
一、掘进工作面供风不低于：
120m3/min
二、采煤工作面供风不低于：
220m3/min
三、备用采煤工作面风量不低于：
110m3/min
四、同时上班的井下职工每人供风不低于：
4m3/min
五、风速：
1、主要进风巷道风速不大于：
8.0m/s
2、主要回风巷道风速不大于：
8.0m/s
3、采煤工作面风速不大于：
4.8m/s,最低风速不少于0.25m/s
4、掘进巷道中的风速煤巷及半煤巷道不大于4m/s,最低风速不少于0.25m/s
5、其安通风行人巷道风速不低于：
0.15m/s
六、工作点及硐室温度
1、掘进和采煤工作面温度不高于26度。
2、机电硐室温度不高于30度。
表2-2-1矿井通风阻力计算表（容易时期）
序号
巷道名称
断面
形状
支护
方式
阻力系数
α（NS2/m4）
净周长
P（m）
巷道长L（m）
断面
S（m2）
风速
V（m/s）
风量
Q（m3/s）
通风阻力
h（Pa）
1
主提升斜井
半圆拱
碹
0.0072
7.65
250
4.1
2.1
20.4
36.0
2
二级提升
半圆拱
金属支架
0.0072
7.14
100
3.57
2.39
20.1
26.0
3
三级提升
梯形
金属支架
0.0028
7.60
120
3.4
2.08
19.8
28.0
4
西二运输巷
梯形
金属支架
0.0068
6.80
120
2.7
1.04
19.5
17.22
5
西翼回风上山
梯形
木支架
0.0068
6.80
150
2.7
1.21
20.4
17.27
6
总回风上山
梯形
木支架
0.0068
6.80
150
2.7
2.36
20.7
23.095
7
加15%局部阻力
18.307
8
合计
165.867
9
17
表2-2-2矿井通风阻力计算表（困难时期）
序号
巷道名称
断面
形状
支护
方式
阻力系数
α（NS2/m4）
净周长
P（m）
巷道长L（m）
断面
S（m2）
风速
V（m/s）
风量
Q（m3/s）
通风阻力
h（Pa）
1
主提升斜井
半圆拱
碹
0.0072
7.65
250
4.1
2.1
20.4
36.0
2
二级提升
半圆拱
金属支架
0.0072
7.14
100
3.57
2.39
20.1
26.0
3
三级提升
梯形
金属支架
0.0028
7.60
120
3.4
2.08
19.8
28.0
4
西二运输巷
梯形
金属支架
0.0068
6.80
120
2.7
1.04
19.5
17.22
5
西翼回风上山
梯形
木支架
0.0068
6.80
150
2.7
1.21
20.4
17.27
6
总回风上山
梯形
木支架
0.0068
6.80
150
2.7
2.36
20.7
23.095
7
西三运输巷
矩形
金属支架
0.0068
8.00
200
1.75
1.57
2.747
32.836
8
东三运输巷
梯形
金属支架
0.0068
6.80
180
2.7
1.72
4.644
35.789
9
东翼回风上山
梯形
木支架
0.0236
6.80
90
2.7
1.67
6.534
34.95
10
东二回风平巷
梯形
金属支架
0.0072
7.60
120
3.4
2.52
8.568
15.515
11
加15%局部阻力
32.270
17
合计
298.3
升级会员 