红柳煤矿矿井通风能力核定研究报告更新版.docx
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红柳煤矿矿井通风能力核定研究报告更新版
神宁集团红柳煤矿
红柳煤矿2013年度矿井通风能力
核定报告
通风科
二〇一三年
第一章矿井通风概况
1.1通风方式及方法
矿井通风方式为分区式通风，通风方法为抽出式。
1.2进、回风井筒数量
开拓方式为斜井、立井混合式开拓，目前，矿井共有3个进风井筒，分别为主斜井、缓坡副斜、一号副立井；2个回风井筒，分别为一号回风斜井、一号回风立井。
1.3矿井需要风量、实际风量、有效风量
矿井目前设计需要风量为11685m3/min，实际进风量为12050m3/min，回风量为12115m3/min，实际有效风量为11470m3/min，有效风量率为93.21％，矿井一号回风立井负压为650Pa，一号回风斜井负压为1285Pa，矿井等积孔为2.32m2，符合《煤矿安全规程》相关规定。
1.4矿井瓦斯等级，瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量
矿井2012年瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯和低二氧化碳矿井，矿井瓦斯相对涌出量为0.0772m3/t、绝对涌出量为1.3154m3/min，二氧化碳相对涌出量为0.28m3/t、绝对涌出量为3.65m3/min。
1.5主要通风设备及运行参数，风压、风量，通风阻力
一号回风斜井井口安装两台FBCDZNo.24对旋轴流式通风机，配套电机功率为2×250KW，通风机额定风量为58～155m3/s,即3480～9300m3/min，额定风压为600～3600Pa，目前，两台风机的叶片角度均调节为Ⅰ级5°，Ⅱ级5°，一台双级运转，一台备用，总排风量8430m3/min，负压1285Pa；一号回风立井井口安装两台FBCDZNo.30对旋轴流式通风机，配套电机功率2×450Kw，额定风量为100～292m3/s，即6000～17520m3/min，额定风压230～4850Pa，一台双级运转，一台备用，总排风量3685m3/min，负压650Pa。
矿井通风设施完善，通风系统合理、稳定、可靠，风量满足需求。
一号回风立井投入使用前，已于2010年2月24日由西安科技大学对一号回风斜井主扇（包括备用）进行了性能检测（详见《通风阻力、主扇性能测定及通风系统研究总结报告》）。
矿井通风阻力测定工作于2010年2月28日测定结束，测定结论，井下巷道的通风阻力分布比例为3：
3：
4，阻力分配比较合理，矿井等积孔为4.32m2，矿井通风为容易时期。
通风阻力测定及通风网络解算详见《通风阻力、主扇性能测定及通风系统研究总结报告》。
1.6自然发火倾向性、煤尘爆炸性鉴定
矿井于2010年7月委托煤炭科学研究总院重庆研究院对2煤、3煤进行了自然发火倾向性、煤尘爆炸性鉴定，鉴定结果如下：
2#煤层，I03采区I030201运输巷煤样自然倾向性等级为I类，属容易自然煤层，吸氧量为0.77cm3/g干煤；根据煤样升温氧化试验结果，采用最短自然发火期模型解算得煤样最短自然发火期为44天；挥发份Vdaf为25.88%，有煤尘爆炸性。
3#煤层，I01采区6#联络巷煤样自然倾向性等级为I类，属容易自然煤层，吸氧量0.74cm3/g干煤；根据煤样升温氧化试验结果，采用最短自然发火期模型解算得煤样最短自然发火期为46天；挥发份Vdaf为34.47%，有煤尘爆炸性。
1.7分区通风
矿井采用分区式通风，目前，一号回风斜井承担I01采区和I03采区的回风，一号回风立井承担I02采区的回风，均已形成独立的采区进、回风系统，矿井通风系统稳定、合理、可靠，有利于矿井安全生产管理。
1.8局部通风
掘进工作面采用压入式通风，局部通风机与胶质阻燃风筒相配套使用。
掘进工作面局部通风机全部安装了风电、瓦斯电闭锁及风机开停传感装置，全部实现双风机、双电源供电，且能自动切换。
遥讯、消音器、综保装置齐全，“三专两闭锁”和双风机、双电源自动切换按规定（每7天进行一次甲烷风电闭锁试验，每天进行一次双风机切换试验）定期进行试验。
1.9瓦斯管理
2013年度，红柳煤矿瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯和低二氧化碳矿井。
矿井现有25名瓦斯检查员，其中综采工作面为专职瓦检员，掘进工作面进行分区巡回检查，满足瓦斯检查工作需要；矿井按规定足额配备了便携式瓦斯-氧气两用仪，专用的“三人连锁”放炮器，严格“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
在人员配置、装备配备和瓦斯管理上，符合《煤矿安全规程》规定。
1.10矿井安全监控系统
矿井安装了KJ90NB型煤矿安全监控系统，井下按规定设置了各类传感器，主要监测各采掘工作面的甲烷、一氧化碳、温度、风速以及环境参数，掘进工作面风筒状态、局部通风机开停状态、电气设备开停状态、风门关闭状态、主要通风机运行状态、回风井筒负压状态等，通过通讯光缆将数据传送到地面中心站主备机进行数据处理及监控。
中心站设在联建楼，与矿调度室相互联网。
根据《煤矿安全规程》第一百六十二条规定，每7天对井下甲烷传感器、一氧化碳传感器使用标准气样和空气样调校一次。
各类传感器设置符合《煤矿安全监控系统通用技术要求》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》等标准及《煤矿安全规程》规定，达到“装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速”的要求，系统运行稳定可靠。
1.11防灭火系统
矿井采用注氮灌浆防灭火系统，制氮机房设在一号回风斜井南侧。
I01采区注氮主管路采用φ273mm的无缝钢管由制氮机房经一号回风斜井井筒延接至I01采区回风巷口，再由支干管路φ159mm的无缝钢管延至I01采区回风巷约900m处，支管路φ108mm的无缝钢管经各综采工作面运输巷延至综采工作面下隅角；I03采区，注氮管路采用φ273mm的无缝钢管由制氮机房经一号回风斜井井筒延接至I03采区回风巷口，再由支干管路φ159mm的无缝钢管延至I03采区回风巷内，支管路φ108mm的无缝钢管经I030201工作面2#联络巷至I030201运输巷连接至工作面下隅角。
管路端头采用Φ108mm钢管埋入采空区内30m处，出口端头10m范围内打均匀花眼，花眼直径不小于20mm，防止注氮出口被封堵。
灌浆站设在一号回风斜井东南侧。
I01采区灌浆主管路采用φ140mm的无缝钢管由地面灌浆站经一号回风斜井井筒延接至I01采区回风巷约1200m处，支管路采用φ108mm的无缝钢管经综采工作面回风巷延至综采工作面上隅角。
I03采区灌浆主管路采用φ140mm的无缝钢管由地面灌浆站经一号回风斜井井筒延接至I03采区回风巷内，支管路采用φ108mm的无缝钢管经I030201回风巷和I030201运输巷延接至I030201综采工作面上下隅角。
管路端头采用Φ108mm钢管埋入采空区内40m处，出口端头10m范围内打均匀花眼，花眼直径不小于20mm，防止灌浆出口被封堵。
为了对井下自然发火倾向性气体进行实时监测，矿井安装了KSS－200型束管监测系统，使用SP3430型气相色谱仪对工作面上隅角、采空区、工作面、回风巷回风流、采区回风巷回风流及矿井总回风流中的CO浓度进行分析；同时，每天对各个检测地点人工采样一次送至地面监测室进行数据分析，掌握井下自然发火倾向性气体浓度的变化。
1.12矿井防尘系统情况
在一号回风斜井工业场地设置井下消防水池两座，单池容积为400m3，通过一趟Φ219管路经一号回风斜井井筒、2煤带式输送机大巷、I01采区回风巷、I03采区回风巷自流至各掘进工作面分支管路采用Φ108mm无缝钢管主斜井，主管路敷设至主井底，采用Φ108mm无缝钢管，为全矿井供水。
矿井防尘管路系统完善，净化水幕、喷雾装置、隔爆设施齐全。
地面皮带走廊间安装了转载点喷雾；采煤工作面做到了割煤、移架时自动喷雾；综掘工作面做到了掘进、打锚索时巷道风流净化；炮掘工作面做到了湿式凿岩，放炮使用水炮泥，放炮、喷浆时风流净化；皮带、刮板输送机做到了运输时风流净化和转载点喷雾。
在缓坡副斜井、主斜井、I01采区辅运巷、I03采区辅运巷、2煤辅助运输大巷、I010203、I030201综采工作面风机两巷安装自动喷雾，共计18道，矿井制定了巷道冲洗周期，并根据各区队及外委施工单位文明生产责任区域进行划分，定期冲刷巷道煤尘。
1.13矿井生产能力基本概况
红柳煤矿于2007年12月开工建设，2011年2月26日，经神宁集团公司批准，进入联合试生产。
矿井设计采用斜井、立井混合开拓。
红柳井田资源/储量为21.8560亿吨，矿井设计/资源储量为16.6776亿吨，矿井设计可采储量11.8814亿吨。
矿井设计年生产能力为8.0万吨/年，设计服务年限99年。
2012年矿井完成年产量为540万吨，2013年神宁集团公司下达生产任务为540万吨。
1.14结论
我矿局部通风、瓦斯管理、防尘、防灭火及安全监控系统完善，通风系统合理，通风设施齐全可靠。
采用机械式通风，主备通风机同等能力，主要通风机经检测合格；安全监测仪器、仪表齐全可靠、局部通风机安装和使用符合规定；矿井瓦斯管理符合规定，并按期进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定工作，符合通风能力核定条件。
此次通风能力核定按照2013年矿井采掘接续计划进行核定，核定方法为“由里向外”法。
第二章矿井通风能力核定
核定期间开采煤层为2#煤层。
2013年主要开采的综采工作面为I010203综采工作面、I030201综采工作面、I010204备用工作面、I020202南翼备用工作面。
根据采掘接续计划，同时施工的掘进工作面最多有15个，分别为：
I01采区2煤辅运巷延伸掘进工作面、I01采区边界泄水巷措施巷掘进工作面、I010205辅运巷掘进工作面、I010205回风巷北段掘进工作面、I010205运输巷北段掘进工作面、I010205运输巷掘进工作面、I010205辅运巷北段掘进工作面、2煤带式输送机大巷北段掘进工作面、2煤辅运大巷北段掘进工作面、I020202回风巷掘进工作面、I020202切眼扩帮、I020204切眼扩帮、I020204回风巷掘进工作面、I02采区2煤辅运巷掘进工作面、主水仓掘进工作面。
2.1矿井需风量计算
根据《煤矿生产能力核定标准》第二十九条规定，生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面、硐室及其他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，现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿≥（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q备＋∑Q其他）•K
式中：
∑Q采——采煤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备——备用工作面实际需要风量的总和，m3／min；
∑Q其他——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和，m3／min；
K——矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20），目前一号回风斜井主要通风机最长通风线路为19897m，一号回风立井主要通风机最大通风线路为11583m，按照《煤矿生产能力核定标准》规定取1.20。
2.1.1采煤工作面需风量
每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯和二氧化碳涌出量、工作面温度、人数、风速等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
2个回采工作面，2个备用工作面，具体配风如下（详细计算过程见附表1）：
（1）I010203综采工作面：
988m3/min
（2）I030201综采工作面：
781m3/min
（3）I010204备用工作面：
494m3/min（备用工作面风量为综采工作面设计风量的一半）
（4）I020202南翼备用工作面：
494m3/min（备用工作面风量为综采工作面设计风量的一半）
因此，∑Q采=988+781+494*2=2757m3/min
工作面特征参数见下表：
I010203工作面特征表
工作面斜长
（m）
平均采高
（m）
原煤视密度
（t/m3）
回采率
（%）
年工作天数
（d）
工作面走向长（m）
305
5.0
1.34
95
150
450
正规循环作业系数（%）
工作面个数
日推进度
（m/d）
采煤方法
生产能力计算
（万t/a）
预计开采时间段
80
1
6.4
一次采全高
90
1～5月
I030201工作面特征表
工作面斜长
（m）
平均采高
（m）
原煤视密度
（t/m3）
回采率
（%）
年工作天数
（d）
工作面走向长（m）
305
4.0
1.34
95
240
750
正规循环作业系数（%）
工作面个数
日推进度
（m/d）
采煤方法
生产能力计算
（万t/a）
预计开采时间段
80
1
6.4
一次采全高
130
1～8月
I010204备用工作面特征表
工作面斜长
（m）
平均采高
（m）
原煤视密度
（t/m3）
回采率
（%）
年工作天数
（d）
工作面走向长（m）
305
5.4
1.34
95
180
1650
正规循环作业系数（%）
工作面个数
日推进度
（m/d）
采煤方法
生产能力计算
（万t/a）
预计开采时间段
80
1
6.4
一次采全高
210
6～12月
I020202南翼备用工作面特征表
工作面斜长
（m）
平均采高
（m）
原煤视密度
（t/m3）
回采率
（%）
年工作天数
（d）
工作面走向长（m）
305
5.4
1.34
95
90
770
正规循环作业系数（%）
工作面个数
日推进度
（m/d）
采煤方法
生产能力计算
（万t/a）
预计开采时间段
80
1
6.4
一次采全高
90
9～12月
2.1.2掘进工作面需风量
每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯和二氧化碳涌出量、炸药量、工作面人数、温度、局部通风机的实际吸风量、风速等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
矿井掘进工作面数量按15个计算，所需风量分别如下（详细计算过程见附表2）：
（1）I01采区2煤辅运巷延伸掘进工作面：
330m3/min；
（2）I01采区边界泄水巷措施巷掘进工作面：
300m3/min；
（3）I010205辅运巷掘进工作面：
350m3/min；
（4）I010205回风巷北段掘进工作面：
320m3/min；
（5）I010205运输巷北段掘进工作面：
320m3/min；
（6）I010205运输巷掘进工作面：
320m3/min；
（7）I010205辅运巷北段掘进工作面：
320m3/min；
（8）2煤带式输送机大巷北段掘进工作面330m3/min；
（9）2煤辅运大巷北段掘进工作面：
330m3/min；
（10）I020202回风巷掘进工作面：
320m3/min；
（11）I020202切眼扩帮：
330m3/min；
（12）I020204切眼扩帮：
330m3/min；
（13）I020204回风巷掘进工作面：
320m3/min；
（14）I02采区2煤辅运巷掘进工作面：
330m3/min；
（15）主水仓掘进工作面：
330m3/min。
因此，∑Q掘=330+300+350+320+320+320+320+330+330+320+330+330
+320+330+330=4880m3/min。
掘进工作面特征参数见下表：
（1）I01采区2煤辅运巷延伸掘进工作面特征表
岩巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
/
3
--
1
--
（2）I01采区边界泄水巷措施巷掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
12.9
1.34
3
--
1
--
（3）I010205辅运巷掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
6
--
1
--
（4）I010205回风巷北段掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
6
--
1
--
（5）I010205运输巷北段掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
6
--
1
--
（6）I010205运输巷掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
6
--
1
--
（7）I010205辅运巷北段掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
6
--
1
--
（8）2煤带式输送机大巷掘进工作面特征表
半煤岩巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
17.9
1.34
2
--
1
--
（9）2煤辅助运输大巷北段掘进工作面特征表
半煤岩巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.4
1.34
2
--
1
--
（10）I020202回风巷掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
19.8
1.34
6
--
1
--
（11）I020202切眼扩帮特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
19.8
1.34
6
--
1
--
（12）I020204切眼扩帮特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
19.8
1.34
6
--
1
--
（13）I020204回风巷掘进工作面特征表
煤巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
19.8
1.34
6
--
1
--
（14）I02采区2煤辅运巷掘进工作面特征表
半煤岩巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
20.1
1.34
3
--
1
--
（15）主水仓掘进工作面特征表
岩巷面积（m2）
原煤视密度
（t/m3）
日进度
（m）
年工作天数
（d）
工作面个数
（个）
生产能力
（万吨/年）
21.2
--
3
--
1
--
2.1.3硐室需风量
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来计算，即：
∑Q硐＝Q硐1＋Q硐2＋…＋Q硐n
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3、…、Q硐n——不同独立供风硐室风量，m3／min。
矿井硐室有11个。
（1）I01采区变电所：
120m3/min；
（2）+1051变电所：
80m3/min；
（3）I01采区1#水仓：
80m3/min；
（4）I01采区2#水仓：
80m3/min；
（5）I01采区3#水仓：
80m3/min；
（6）主水泵房1#副水仓：
80m3/min；
（7）主水泵房2#副水仓：
80m3/min；
（8）甲水仓：
80m3/min；
（9）乙水仓：
80m3/min；
（10）2煤辅助运输大巷输料硐室：
80m3/min；
（11）2煤辅助运输大巷7#联络巷水仓：
80m3/min；
因此：
∑Q硐=120+80×10=920m3/min。
2.1.4其它井巷需风量
其它井巷实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算，即：
∑Q其他＝Q其1＋Q其2＋…＋Q其n
式中：
∑Q其他——所有其他井巷风量总和，m3／min；
Q其1、Q其2、…、Q其n——各其他井巷风量，m3／min。
矿井其它用风地点共4处，所需风量分别如下：
（1）I010203运输巷皮带机头：
80m3/min；
（2）I010204回撤通道：
240m3/min；
（3）I010204运输巷皮带机头：
80m3/min；
（4）2#管子道：
240m3/min；
（5）I02采区带式输送机巷皮带机头搭接点：
180m3/min；
（6）I030201辅运巷：
300m3/min；
因此，∑Q其它=80×2+240×2+180+300=1120m3/min
矿井总需风量为：
∑Q矿进=（2757+4880+920+1120）×1.20=11612m3/min
2.2矿井通风能力计算（由里向外核算法）
根据《煤矿生产能力核定标准》，取当年度每个采掘工作面的产量，计算矿井通风能力。
A＝ΣA采i＋ΣA掘j
式中：
A——矿井通风能力，万吨/年；
A采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量，万吨/年；
A掘j——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量，万吨/年；
i——回采工作面的个数，个；
j——掘进工作面的个数，个；
本年度矿井同时回采面有2个，备用工作面有2个，掘进工作面同时作业时，达15个。
矿井总需风量11696m3/min，一号回风斜井主扇额定风量最大为9300m3/min和一号回风立井主扇额定风量最大为17520m3/min，根据本年度采掘接续表，I02采区为基本建设巷道，目前掘进巷道较多，I01采区和I03采区按《煤矿安全规程》规定布置采掘，最终确定合理采掘比为1:
2。
2.2.1采煤工作面年产量计算
（1）AI010203综采＝L×h采×b×r×c×n×N
式中：
Ai——第i个综采工作面年产量，万吨/年；
L——工作面斜长，L＝305m；
h——平均采高，h采＝5.0m；
r——原煤视密度，r＝1.34t/m3；
b——工作面平均日推进度，b＝6.4m；
n——工作日数，n＝150d；
c——工作面回采率，c＝95％；
N——正规循环作业系数，N＝0.8；
则：
AI010203综采＝305×5.0×6.4
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