新通风设计.docx
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新通风设计
目录
第一章矿井概况0
第一节交通位置1
第二节气象1
第三节地形地貌1
第四节煤层1
第五节矿井概况和开拓方式3
第二章矿井通风系统3
第一节矿井通风系统4
第二节支护形式与断面4
第三节通风系统4
第四节通风路线4
第三章矿井风量6
第一节矿井风量计算6
第二节风量分配方案13
第四章矿井通风设备14
第一节主扇的选型14
第二节局扇的选型14
第三节矿井冬季供热14
第五章反风15
第六章配电与控制15
第七章通风设施防止漏风和降低风阻措施15
第八章矿井通风系统分析16
第九章反风安全技术措施18
第十章通风设施及安全管理措施18
第十一章主要通风设施设置要求及管理措施20
第十二章灾害预防与安全措施24
第十三章矿井通风费用计算27
第十四章避灾线路28
第十五章编制依据28
第十六章附图29
第一章矿井概况
第一节交通位置
井田位于乌鲁木齐西山，东距乌鲁木齐市16km，行政区划隶属乌鲁木齐县管辖。
井田中心地理坐标：
东经87°07′10″,北纬43°39′09″。
矿区与乌鲁木齐西山公路相接，西山公路为沥青公路，有14路公交车来往。
第二节气象
本地区属中温带大陆性干旱气候，气候变化的总趋势为冬季严寒，夏季炎热，春秋两季气候多变。
全年最冷在12月至翌年3月，最低气温-20℃左右，每年7～8月气温最高，平均在+20℃以上。
年降水量276mm左右，最大日降水量18mm。
年平均降水日70～90天，年蒸发量一般为2143mm，最大蒸发量在7月份可达356.5mm。
每年10月下旬上冻，3月下旬～4月份开始解冻，最大冻土深度最深达1m。
初雪在10月上旬，终雪在4月下旬。
风向以西南风为主，秋冬季风大，最大风速2.9m/s，一般风速1.2～2.00m/s。
第三节地形地貌
井田位于天格尔山脉中段中部偏西，属低中山丘陵地形。
区域北部地形复杂，山高陡峭，沟谷纵横；南部地形较为简单，为丘陵、草滩地形，海拔高程为+960～+1184.80m，相对高差最大近220m，从地貌观察本区大体可分两个部分。
北部为尖峭的山脊地形，主要由北东东～南西西向的西山窑组和部分头屯河组地层组成；南部为剥蚀残余台地地形，主要由第四系砾石、坡积物、风成黄土和亚砂土组成。
第四节煤层
一、含煤性
本井田内含煤地层为中侏罗统西山窑组下段（J2x1），含煤18层，总厚32.90m，含煤系数为5％，其中含可采及局部可采煤层10层，自下而上依次为B7、B8、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17～18，可采总厚23.72m。
二、、可采煤层
1、B7煤层：
为主采煤层之一，属厚～特厚煤层，全区可采，发育较为稳定，煤层厚度5.40m～11.335m，平均厚为8.01m，沿走向有一定变化，自西向东逐渐增厚，煤层结构为较简单型，夹1层夹矸，在局部发育为单一煤层。
顶板岩性东部以粉砂岩、泥岩为主，西部变粗，以细砂岩为主。
底板以泥岩为主，夹一些粉砂岩。
2、B8煤层：
为主采煤层，属厚煤层，全区发育较稳定，全区可采，煤层厚3.96m～8.13m，平均厚度5.20m，沿走向有变化，自东向西有变厚的趋势，煤层结构多为较简单结构，含夹矸1～2层，在局部可采点上发育为单一煤层。
顶板岩性以泥岩为主，在局部地段发育有细、粗砂岩。
底板岩性以中、细砂岩为主，夹泥岩、粉砂岩。
3、B10煤层：
为全区可采的薄煤层，全区发育较稳定，煤层厚度0.69～2.35m，平均厚度1.21m，煤层结构简单，属均一结构，一般以单一煤层发育。
顶板岩性以粉、细砂岩为主，个别可采点上为泥岩、粉砂岩。
4、B11煤层：
为部分可采的薄煤层，煤层厚度0.24～0.94m，为极不稳定煤层，煤层结构简单，属均一结构，一般以单一煤层发育。
顶板岩性以粉砂岩为主，底板岩性为泥岩。
5、B12煤层：
属中厚煤层，全区发育较稳定，全区可采，煤层厚度为0.76m～3.03m，平均厚度1.72m，煤层结构简单，属单一结构。
煤层顶板岩性以细砂岩为主，个别可采点上为泥岩、炭质泥岩。
底板岩性以粉砂岩为主。
6、B13煤层：
属全区可采的薄煤层，煤层厚度为0.55m～0.99m，平均厚度0.72m，煤层结构简单，属单一结构。
煤层顶板岩性以细砂岩为主，其次为泥岩、粉砂岩。
底板岩性多为细砂岩、粉砂岩为主。
7、B14煤层：
属中厚煤层，全区发育较稳定，全区可采，煤层厚1.83m～3.44m，平均2.62m，煤层结构单一。
煤层顶板岩性以中、粗砂岩为主，极个别可采点上发育为泥岩。
底板岩性以细砂岩为主。
8、B15煤层：
煤层厚度为0.75m～1.32m，平均厚1.05m，全区可采，煤层结构单一，以单煤层分布于全区。
煤层顶板岩性以粉砂岩、泥岩为主，底板岩性以细、中砂岩为主。
9、B16煤层：
为局部可采的薄煤层，煤层厚度0.15～0.71m，平均厚为0.53m。
为极不稳定煤层，煤层结构简单，属均一结构，一般以单一煤层发育。
顶板岩性以粉砂岩、细砂岩为主，底板岩性以中、细砂岩为主。
10、B17～18煤层：
属中厚煤层，全区发育较稳定，全区可采，煤层厚度为0.65m～2.53m，平均厚度1.53m，煤层结构较复杂，一般含3～4层夹矸。
煤层顶板岩性以粉砂岩、中砂岩为主。
底板岩性以泥岩、粉砂岩为主。
第五节矿井概况和开拓方式
井田煤层顶底板岩性多为较致密灰色、深灰色粉砂岩，和灰色中细砂岩，伪顶偶见炭质泥岩，大多数同于直接顶板，直接顶板抗压强度中等，伪顶一般抗压强度较小，容易垮落。
矿井设计生产能力为45万T／A，使用立井双箕斗提升。
采煤方法：
按照设计B14煤层采用伪倾斜柔性掩护支架开采、B7采用综合机械化采煤。
矿井供电为双回路供电，一路10KV高压输电线路引自硫磺沟变电所，一路10KV高压输电线路引自乌鲁木齐西山区变电所。
生产能力及矿井工作制度：
矿井设计能力45万T／A。
矿井年工作日350天.
2002年4月由新疆矿业集团通安工贸公司在井田内新井和东井进行瓦斯等级鉴定，根据鉴定结果，瓦斯相对涌出量分别为9.38m3/t。
自燃发火倾向性：
属易自燃煤层。
煤尘爆炸危险性：
煤尘有爆炸性。
矿井开拓：
主井多水平开拓
第二章矿井通风系统
第一节矿井通风系统
目前，本矿井通风系统为中央并列式，通风方法为机械抽出式通风，由主、副立井进风，斜风井回风。
该风井位于矿区走向中部，担负全矿井回风任务。
风井口到主井口的垂直距离251米，到副井口的垂直距离为197米，矿调度室有电话与风井相连接，风井周围环境为戈壁荒山。
第二节支护形式与断面
1、主、副立井为发碹支护，断面分别为24.7㎡和18.5㎡，主井筒长度245米；副井筒长度245米。
2、风井为半圆拱断面锚喷支护，断面积12.68平方米，风井长度260米。
第三节通风系统
1、通风方法：
轴流式对旋机械通风，扇风机工作方式：
抽出式通风。
2、通风方式：
根据矿井的开拓方式，矿井初期通风方式为中央分列式，后期为分区式。
通风方法为机械抽出式。
矿井通风系统为两进一出，即由主、副井进风，风井回风。
3、通风构筑物：
风门、调节风门、测风站、密闭、防爆门等。
附：
（1）通风系统图
第四节通风路线
井下独立用风地点有以下几处，通风路线如下：
1、回采工作面：
B7煤层东翼+845回采工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输石门+745水平运输上山→+825石门→B7煤层+845运输巷→B7煤层+845回采工作面→B7煤层+845回风巷→+860回风石门→回风斜井→地面。
2、掘进工作面
+745水平解突巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平皮带巷→1#联络巷风机→+745水平解突巷工作面→+745水平解突巷回风巷→+745水平专用回风上山→回风斜井→地面。
B12煤层+825解突巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→+825石门→B12煤层+825解突巷风机→B12煤层+825解突巷掘进工作面→B12煤层+825解突巷回风巷→+860回风石门→回风斜井→地面。
B14煤层+870运输巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→B14煤层+825运输上山风机→B14煤层+870运输巷掘进工作面→+860水平回风石门→回风斜井→地面。
B14煤层+905回风巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→B14煤层+825运输上山风机→B14煤层+905运输巷掘进工作面→+860水平回风石门→回风斜井→地面。
B7煤层+825材料道及上山掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→B14煤层+825运输巷风机→B7煤层+825材料道及上山掘进工作面→+825石门联络巷→+745水平专用回风上山→+860水平回风石门→回风斜井→地面。
B7煤层西翼+845运输巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→+825石门→B7煤层西翼+845皮带上山风机→B7煤层西翼+845运输巷掘进工作面→B7煤层西翼+845回风巷→+860水平回风石门→回风斜井→地面。
B7煤层西翼+868回风巷掘进工作面：
新鲜风流经副井→+745水平运输巷→+745水平运输上山→+825石门→B7煤层西翼+845皮带上山风机→B7煤层西翼+868回风巷掘进工作面→+860水平回风石门→回风斜井→地面。
第三章矿井风量
第一节矿井风量计算
一、矿井风量计算原则
矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。
1、按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4立方米。
2、按采煤、掘进、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使风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体的浓度以及风速、温度都必须符合规程的有关规定。
二、矿井需风量计算
1、按井下同时工作的最多人数计算
Q总=4NK
式中：
Q总——矿井总风量，m３/min；
N——井下同时工作的最多人数，我矿白班为125人；
K——风量备用系数，本设计取1.45；
4——每人每分钟应供给的最低风量，m３/min。
Q=4NK=4×125×1.45=725m３/min
2、按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量计算
Q总=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐室+∑Q其他）×K总（3-2）
式中：
∑Q采——采煤工作面所需风量之和，m３/s；
∑Q掘——掘进工作面所需风量之和，m３/s；
∑Q其他——独立通风硐室所需风量之和，m３/s；
K总——矿井通风系数，本设计取1.25。
三、采煤工作面需要风量计算：
1、该工作面瓦斯储量：
中煤科工集团武汉设计研究院《新疆天发西山矿业有限责任公司西山煤矿改扩建初步设计安全专篇》第三章概述一水平煤层瓦斯含量7.33m³/t,二水平煤层瓦斯含量14.687m³/t，根据我矿B7煤层实际施工的瓦斯涌出量情况，取值12m³/t。
该工作面的瓦斯储量：
93.8×12=1125.6万m³
2、瓦斯预抽情况
该工作面已于2012年5月开始抽采瓦斯，先后在+845m运输巷、+845m回风巷、+860m高抽巷施工抽采钻孔，至今已抽出574万m³，瓦斯抽采率达到51%。
3、根据采煤工作面瓦斯预测，该面在掘进期间的瓦斯绝对涌出量的20%--40%和掘进平均日出煤量，算出本煤层的相对瓦斯涌出量，然后再根据采面的日产量换算出该面的瓦斯绝对涌出量；
q采=q掘×20%×T÷t×z=3.2×30%×606÷113.4×3=15.39m3/min；
选择上述两种预测结果的最大值：
15.39m3/min；
q采：
预测出的工作面回采期间的瓦斯绝对涌出量，m3/min；
q掘：
该面在掘进期间的最高瓦斯涌出量，m3/min；
T：
工作面回采期间的日产量，t；
t：
该面在掘进期间的日产量，t；
z:
该面采煤不均衡系数。
选择上述两种预测结果的最大值：
15.36m3/min；
其中抽排瓦斯量：
120×9.5%=11.4m3/min；
该工作面配风量为：
（15.36-11.4）/0.5%=792m3/min
4、按工作面温度计算
Q采=Ｖ采×S×K×60
=0.9×12×0.8×60
=518m3/s
式中：
Ｖ采为采煤工作面的风速，温度为19℃时取0.9m/s。
Ｓ为采煤工作面的有效过风断面，取12m2。
K为工作面长度系数，取0.8。
5、按工作面人数计算
Q采=4×N=4×20=80m3/min
式中：
N为采煤工作面同时工作的人数，取20人。
根据以上计算，结合我矿矿井《初步设计》和《安全专篇》中的设计结果采煤工作面计算所需风量取最大值取800m3/min，高抽巷为保证此段作业人员安全，风速取0.5m/s，断面为6.2m3，则高抽巷配风6.2×0.5×60=186m3/min，取200m3/min。
符合《煤矿安全规程》要求。
6、风速验算：
按最低风速验算，工作面最低风量为：
Q1=15×S=15×12=180m3/min
式中：
S为采煤工作面的平均断面积，取12m２。
按最高风速验算，工作面最大风量为：
Q1=240×S=240×12=2880m3/min
式中：
S为采煤工作面的平均断面积，取12m２。
符合要求。
四、炮掘进工作面风量
1、按瓦斯涌出量计算
Q=100×q×k=100×1.024×1.4=143（m3/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
100—单位瓦斯涌出量，以回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳不超过1.5%的换算值；
q---掘进工作面绝对瓦斯涌出量，根据实测取320×0.32%=1.024（m3/min）；
k---掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.4；
2、按人数计算
Q=4×N=4×15=60（m3/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
N---掘进工作面同时工作最多人数，取15人；
4---井下每人每分钟配风量，m3/min；
3、掘进工作面按温度进行计算：
表1掘进工作面温度和炸药量
炸药量/kg
＜5
5-20
＞20
温度/℃
6以下
16-22
23-26
16以下
16-22
23-26
16以下
16-22
23-26
需要风量/（m³/min）
40
50
60
50
60
80
60
80
100
根据此工作面炸药用量温度计算取50m3/min。
我矿给此风机安设地点配置风量，可满足风机吸风量要求。
根据以上计算，经比较取最大值为掘进工作面需风量，掘进工作面风量Q=150m3/min
4、掘进工作面风速验算
1）按最低风速验算
Q=150m3/min≥15×S掘=15×11.1=166.5m3/min
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
15----局扇安装处最小风速，m/min；
S----掘进巷道断面积，㎡；
2）按最高风速验算
Q=150m3/min≤240×S掘=240×11.1=2664（m/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
240----局扇安装处最大风速，m/min；
S----掘进巷道断面积，㎡；
经验算，掘进工作面风量取Q=150m3/min，符合《煤矿安全规程》规定要求。
故本工作面选择FBDNO6.0/2×30型局部通风机，D800型抗静电、阻燃胶质风筒。
五、综掘工作面风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q=100×q×k=100×0.896×1.4=125（m3/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
100—单位瓦斯涌出量，以回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳不超过1.5%的换算值；
q---掘进工作面绝对瓦斯涌出量，根据实测取320×0.28%=0.896（m3/min）；
k---掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.4；
2、按人数计算
Q=4×N=4×15=60（m3/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
N---掘进工作面同时工作最多人数，取15人；
4---井下每人每分钟配风量，m3/min；
3、掘进工作面按温度进行计算：
表2掘进工作面温度和炸药量
炸药量/kg
＜5
5-20
＞20
温度/℃
6以下
16-22
23-26
16以下
16-22
23-26
16以下
16-22
23-26
需要风量/（m³/min）
40
50
60
50
60
80
60
80
100
根据此工作面炸药用量温度计算取50m3/min。
我矿给此风机安设地点配置风量可满足风机吸风量要求。
根据以上计算，经比较取最大值为掘进工作面需风量，掘进工作面风量Q=180m3/min
5、掘进工作面风速验算
1）按最低风速验算
Q=180m3/min≥15×S掘=15×11.1=166.5m3/min
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
15----局扇安装处最小风速，m/min；
S----掘进巷道断面积，㎡；
2）按最高风速验算
Q=180m3/min≤200×S掘=240×11.1=2664（m/min）
式中：
Q---掘进工作面实际需风量，m3/min；
240----局扇安装处最大风速，m/min；
S----掘进巷道断面积，㎡；
经验算，掘进工作面风量取Q=180m3/min，符合《煤矿安全规程》规定要求。
故本工作面选择FBDNO6.3/2×30型局部通风机，D800型抗静电、阻燃胶质风筒。
矿井正常生产期间，计划有5个掘进工作面进行掘进工作，2个机掘面采用FBDYNo6.3/2×30型对旋式局扇进行通风,吸入风量为630-260m3/min，全压510-6070pa。
炮掘面使用FBDYNo6.3/2×30型对旋式局扇进行通风，吸入风量为630-260m3/min，全压510-6070pa。
矿井掘进需要风量取5×150ｍ3/min+2×180ｍ3/min＝1110ｍ3/min=18.5ｍ3/s
四、硐室需要风量
我矿水泵房硐室和中央变电所位于＋745水平井底车场，属于与+745水平北翼车场并联进风巷道，属于石巷硐室，计划最小配风风量演算为：
（1）按照水泵房硐室水泵散热所需风量为：
Q=3600×ΣW×θ/60×ρ×cp×⊿t.m3/min
θ发热系数取0.01～0.04
ρ空气密度取1.2Kg/m3
Cp空气定压比热取1.0006kj/kg.k
⊿t进回沿差oC
NS机电设备运转总功率KW
Q=3600×264×0.02/60×1.2×1×15
=24.3m3/min=0.4m3/s
（2）按照中央变电所硐室变压器散热所需风量为：
Q=3600×ΣW×θ/60×ρ×cp×⊿t.m3/min
θ取3600KJ/KW.h
H发热系数取0.02～0.04
ρ空气密度取1.2Kg/m3
Cp空气定压比热取1.0006kj/kg.k
⊿t进回沿差oC
NS机电设备运转总功率KW
Q=3600×1215×0.02/60×1.2×1×15
=81m3/min=1.35m3/s
所以，矿井按照水泵房硐室需风量为0.4m3/s，按照中央变电所需风量为1.35m3/s，最后取整后确定水泵房、变电所硐室风量为3m3/s。
五、井下其他用风地点风量
（1）+745水平火药库配风180m3/min
（2）+745水平运输上山绞车硐室配风180m3/min
（3）+745水平西翼解突巷配风160m3/min
（4）+745水平东翼解突巷回风巷配风150m3/min
（5）+745水平专用回风上山漏风150m3/min
六、矿井总需风量确定
由前述计算过程可知，矿井总需风量为：
Q=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）·Km3/s
=（800+180×2+150×5+180×3+150×3+160）×1.32
=3960m3/min
所以，矿井总需要风量取3960m3/min
第二节风量分配方案
1、B7煤层东翼+845采煤工作面风量取800m3/min
2、+745m水平东翼解突巷工作面风量取150m3/min
3、B14煤层+870运输巷工作面风量取150m3/min
4、B14煤层+905回风巷工作面风量取150m3/min
5、B12煤层+825解突巷风量取150m3/min
6、B7煤层西翼+845运输巷工作面风量取180m3/min
7、B7煤层西翼+868回风巷工作面风量取180m3/min
8、B7煤层+825材料道及上山风量取150m3/min
9、+745水平变电所及水泵房风量取180m3/min
10、+745水平火药库配风180m3/min
11、+745水平运输上山绞车硐室配风180m3/min
12、+745水平西翼解突巷配风160m3/min
13、+745水平东翼解突巷回风巷配风150m3/min
14、+745水平专用回风上山漏风150m3/min
第四章矿井通风设备
第一节主扇的选型
本矿井属高瓦斯矿井，通风方式目前为中央并列式，通风方法为机械抽出式，由主、副斜井进风，斜风井井回风。
风井安装2台FBCDZ№20/2×90对旋式轴流通风机，其中一台工作，一台备用；其参数：
功率2×90KW，电压380v/660v，电流178/102.8A,转速740r/min，风压1330～425Pa,风量55～95m3/s。
第二节局扇的选型
根据行业发展，我矿掘进工作面选择FBDYNo6.3/2×30型对旋式局扇进行通风，吸入风量为630-260m3/min，全压510-6070pa，电机功率30KW×2，电压380/660V。
掘进工作面根据《煤矿安全规程》最新要求实现双风机、双电源，并能自动切换。
第三节矿井冬季供热
我矿冬季减小主井风量，主、副井井棚安装了空气加热暖气片，冬季保证井下温度7-12℃，使井下不挂冰、不冻井。
第五章反风
1、反风系统：
西山煤矿使用的2台FBCDZ№20/2×90对旋式轴流通风机进行反风时，只需改变主扇风机的运转方向，即可实施反风。
2、反风路线：
新鲜风流由回风斜井→+860回风石门→B7煤层东翼+845回风巷→B7煤层东翼+845回采工作面→B7煤层东翼+845运输巷→+825石门→+745m水平运输上山→+745m水平运输巷→副井井筒→地面。
3、在反风过程中，可将备用风机调整成反风状态，工作风机停机后，即可启动备用风机反风，停风时间不超过2分钟。
影响反风效果的主要是反向风门，保证了在正常通风和反风通风。
第六章配电与控制
根据通风机设备的选型情况,依据《煤矿安全规程》的要求，通风机房的电源，以双回路电缆供电。
其中一回路工作，一回路备用。
两回路电源直接引自矿井地面变电所。
通风机配置风机开停传感器，风硐安设负压传感器，可以实时检测主扇的开停和外部漏风与井下局部风流短路。
通风机房的低压配电设备，选用固定开关柜变频调速实现风机供电运转。
通风机电机，能通过反转实现反风。
通风机的操作控制，在配电柜上直接手动操作
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