年矿井通风能力核定.docx
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年矿井通风能力核定
伊旗昊达煤炭有限责任公司
矿井通风能力核定
通风队
2017年度
一、矿井概况1
一）地理位置与交通1
二）通风系统现状1
三）井田及周边小窑2
四）瓦斯现状2
五）矿井防灭火现状4
二、矿井通风需风量计算5
一）综采工作面需风量计算5
二）掘进工作面需风量计算8
三）井下独立硐室需风量计算8
四）备用工作面需风量计算8
五）其他地点需风量计算9
1、3-2煤大巷需风量计算9
2、已采完工作面需风量计算10
3、北翼主、辅运大巷需风量计算10
4、其他独立通风巷道需风量计算11
五）矿井总风量计算12
三、矿井通风能力计算13
一）采煤工作面年产量13
二）掘进工作面年产量13
三）矿井总年产量13
四、矿井通风能力验证14
一）通风动力验证14
二）有效风量验证14
三）根据瓦斯稀释能力验证14
五、通风能力核定结果15
2016年矿井通风能力核定
一、矿井概况
一）地理位置与交通
伊金霍洛旗昊达煤炭有限责任公司煤矿，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗新庙镇境内，行政区划属伊金霍洛旗新庙镇。
具体位置在边家壕村以南，丁家圪堵以西一带。
其地理座标为：
东经：
110°16′19″—110°19′21″
北纬：
39°24′00″—39°25′42″
矿区位于伊金霍洛旗新庙镇东南，距新庙镇约4公里，距弓家塔约13公里。
边（包府公路边家壕）、弓（弓家塔）公路（为柏油路面）从井田北侧穿过，边家壕沿包府公路向南距陕西省大柳塔约15公里，向北距鄂尔多斯市东胜区约65公里，交通便利。
2）通风系统现状
昊达煤矿采用“两进一回”中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法，主斜井、副斜井进风，回风立井回风。
总进风量4743m3/min，总排风量4953m3/min，总回风量4836m3/min，有效风量4536m3/min，有效风量率为94%，漏风率为2.4%。
矿井负压240Pa，等积孔5.2㎡。
地面安装两台FBCDZ-№24型对旋轴流式防爆通风机（一用一备）。
风机风量范围为3360～7500m3/min，风压范围为399～2247Pa，功率为2×132KW，电机型号为YBFe355-10，转速为580r/min，电压为380/660V。
采掘通风：
现布置1采面，无掘进工作面。
采煤工作面采用“U”型通风方式。
井下硐室通风，矿井中央变电所实现了独立通风，小于6米的临时硐室采用扩散通风。
目前无地质构造、小煤窑及邻近矿井开采的影响，建井以来未发生过“一通三防”安全事故。
三）井田及周边小窑
本矿井西北与伊金霍洛旗新庙三星煤矿相邻、北与内蒙古伊泰集团有限公司大地精煤煤矿相邻、东北与鄂尔多斯市乌兰煤炭集团有限责任公司后温家梁煤矿相邻、东与内蒙古伊丰矿业有限责任公司煤矿相邻、南与内蒙古伊泰同达煤炭有限责任公司丁家梁煤矿相邻、西与伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿相邻。
本矿及周边煤矿自建矿以来未发生过越界开采、瓦斯、煤尘爆炸、冒顶、井下突水等安全事故。
矿区与周边煤矿相对位置关系图1-3
图1-3矿井相对位置关系图
四）瓦斯现状
目前，矿井开采4-2煤层，布置1个采煤工作面，即4207综采工作面。
根据内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院2008年6月提交的《内蒙古自治区东胜煤田益民煤矿生产勘探准格尔召-新庙矿区伊金霍洛旗昊达煤炭有限责任公司煤矿补充勘探报告》，详查区选择了20个钻孔共采取了71个煤层瓦斯样进行了测试，煤层中瓦斯含量甚微，最高值仅0.24ml/g，而可燃物中甲烷含量几乎为零，属低沼煤层。
测试成果见表煤层瓦斯含量测试成果表见表1-4。
表1-4各煤层瓦斯测定成果表
煤层号
瓦斯含量（ml/g﹒燃）
自然瓦斯成分（％）
CH4
CO2
N2
CO
合计
可燃物
CO2
N2
-2
0.12
0.11
5.94
0.01
0.62
9.92
5.26
90.15
-2
0.09
0.11
6.64
0.01
0.50
9.69
6.13
89.79
-1
0.08
0.11
/
/
0.16
7.29
9.81
85.93
-2
0.13
0.13
4.51
/
0.68
6.01
10.76
87.24
从上述瓦斯测试成果显示，矿区主要可采煤层瓦斯含量0.16～0.68ml/g·燃，瓦斯中可燃气体含量6.01～9.92%，CO2含量5.26～10.76%，N2含量85.93～90.16%，瓦斯分带属氮气带。
根据内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2016年9月提交的《鄂尔多斯市伊金霍洛旗昊达煤炭有限责任公司2016年度矿井瓦斯等级鉴定报告》，矿井绝对瓦斯涌出量为1.47m³/min，矿井相对瓦斯涌出量0.66m³/t；回采工作面最大瓦斯涌出量0.72m³/min，掘进工作面面最大瓦斯涌出量0.20m³/min，鉴定结论为瓦斯矿井。
1、矿井瓦斯防治情况
昊达煤矿2016年度鉴定为瓦斯矿井，矿井瓦斯防治采用风排瓦斯方式；4207综采工作面回风风量为1462m3/min，回风瓦斯浓度为0.00%，上隅角最大瓦斯浓度为0.34%。
目前，矿井总回风量4836m3/min，矿井总回风瓦斯浓度为0.00%（依据矿井2016年2月18日旬测风报表和2月份瓦斯日报表，矿井瓦斯涌出量小。
2、矿井瓦斯防治评估
昊达煤矿为瓦斯矿井（2016年度），目前矿井瓦斯防治采用风排方式，综采工作面瓦斯浓度、工作面上隅角瓦斯浓度、掘进工作面回风瓦斯浓度等均控制在合理范围以内，总体来看，目前矿井的瓦斯涌出量小，矿井采用风排瓦斯方式能满足现阶段矿井瓦斯防治要求。
5）矿井防灭火现状
矿井设计生产能力0.9Mt/a。
矿井开采4-2煤层。
根据内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2013年11月提交的《昊达煤炭有限责任公司4-2煤层煤尘爆炸性、煤自燃倾向性检验报告》、内蒙古安元安全科技有限责任公司2011年7月出具的《昊达煤炭有限责任公司4-2煤层煤样最短自然发火期报告》，昊达煤矿4-2煤层自燃倾向性等级为
类易自燃；4-2煤层最短自然发火期为21天。
目前矿井生产布局为1个综采工作面，即4207综采工作面。
4207工作面采用综采一次采全高采煤法，全面垮落法管理顶板。
工作面回采率高、采空区丢煤量少，且工作面煤层顶板岩层含水量大，对工作面采空区防灭火有利。
据矿方介绍，矿井周边无小窑，自建井以来未发生过自然发火事故，井下不存在火区。
火灾束管监测系统型号为北京华荣科安测控技术有限公司生产的JSG-8型火灾束管监测系统，色谱分析CH4、CO、CO2、C2H6、C2H4、C2H2、O2、N2八种气体组分，分析路数8路；地面注浆系统比较简易，地面灌浆站主要建有2个搅拌池，每个搅拌池体积约30m3，配备HJY-3000型移动泥浆搅拌机2台，搅拌能力11m3/h；井下移动注氮防灭火系统选用辽宁阜新金昊空压机有限公司生产的DT-300/6煤矿用碳分子筛制氮装置1套，制氮量为300m3/h，浓度97%，氮气出口压力≥0.6MPa；阻化剂喷射泵选用哈尔滨昌盛矿山机械设备生产的BH-36-3型阻化剂喷洒装置，工作压力1～3MPa，额定流量36L/min。
二、矿井通风需风量计算
一）综采工作面需风量计算
根据《煤矿安全规程》中的有关规定：
回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
1）按瓦斯涌出量计算
Q=100qK
式中：
Q——工作面实际需要风量，m3/min；
q——工作面回风巷风流中最大绝对瓦斯涌出量，q=0.72m3/min；
K——回采工作面涌出不均衡系数，正常生产时连续观察一个月，日最大瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，取1.6。
则：
Q=100×0.72×1.6=115.2m3/min。
Q取整数最大值，故风量确定为150m3/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2-1中选取，m/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，m2
KCh——采煤工作面采高调整系数，具体取值见表2-2
KCl——采煤工作面长度调整系数，具体取值见表2-3
70%——有效通风断面系数；
60——为单位换算生产的系数。
表2-1Vcf——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2-2KCh——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2-3KCl——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
综采工作面的有效断面积可用下式计算：
SCF=（Lmax+Lmin）/2M
式中：
Lmax、Lmin——综采面最大、最小控顶距，分别为5.296和4.296m；
M——综采面最大采高，3.2m；
SCF=（5.296+4.296）/2×3.2
=15.35m2
本矿有采煤工作面1个，根据井下实际情况从相应K值表中取值并进行风量计算：
4207综采工作面
采煤工作面进风流中温度：
13℃，Vcf取值1.0m/s
采煤工作面平均高度：
3.2m，KCh取值1.2
采煤工作面长度:
240m，KCl取值1.4
Qcf=60×70%×Vcf×SCf·KCh·KCl
=60×70%×15.35×1.0×1.2×1.4
按气象条件计算，4207工作面需要风量为1083m3/min，取最大值为1100m3/min
3）按工作面同时工作的最多人数计算
Q=4N
式中：
N——回采工作面同时工作最多人数取50人（包括矿检查人员及外来参观人员）；
Q——工作面实际需要风量，m3/min。
Q＝4×50＝200m3/min
4）按风速进行验算
根据煤矿《安全规程规定》，采掘工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算：
工作面允许的最小风量和最大风量为
最低风速时：
≥0.25×60×15.35
≥230.25m3/min
最高风速时：
≤4×60×15.35
≤3684m3/min
根据验算结果，回采工作面需风量为1100m3/min，符合工作面通风要求，风速为1.19m/s。
二）掘进工作面需风量计算
201年根据生产接续情况，我矿无掘进任务。
三）井下独立硐室需风量计算
井下独立硐室需风量计算
由于我矿不属于地热矿井，且根据近年来对井下各地点的测定，最高温度不超过16摄氏度，机电硐室按照降温要求配风，小型机电硐室需风量为60~80m3/min。
我矿独立通风硐室有4-2煤采区变电，因我矿为中小型矿井，机电硐室按照Q=100m3/min计算。
Q硐室=Q×N=100×1=100m3/min
式中：
Q硐室——井下独立硐室的需风量，m3／min；
N——独立硐室个数；
Q——独立硐室需风量。
我矿井下独立通风硐室需风量为100m3/min。
四）备用工作面需风量计算
4208备用工作面现在虽然没有进行回采，但需要进行抽排水等维护措施，因此需要考虑通风。
4208备用工作面共有3条大巷，其中一条进风，两条回风，4208备用工作面进回风巷道的最大断面为16.5m2。
（1）按照最低风速进行配风：
Q=60VSN
式中：
Q——4208备用工作面的需风量，m3/min；
V——工作面风速（煤巷最低风速取0.15m/s）；
S——巷道的最大断面，取16.5m2；
N——巷道数量，2条回风巷道。
Q=60×0.15×16.5×2=297m3/min
为保证4208备用工作面最低风速满足规程要求，现为4208备用工作面配风350m3/min，回风巷每条巷道配风175m3/min。
（2）风速验算
4208备用工作面切眼已贯通，最大断面为20.4m2，回风巷最大断面为16.5m2。
根据《煤矿安全规程》规定，工作面允许的最低风速为0.15m/s，按照4208备用工作面的最低风速进行验算：
最低风速时：
Q=0.15×60×16.5=148.5m3/min
根据验算结果，4208备用工作面需风量为350m3/min，备用工作风速为0.29m/s，满足最低风速要求。
五）其他地点需风量计算
1、3-2煤大巷需风量计算
1）现我矿3-2煤已经采完，但由于3-2主、辅运大巷、3202绕道仍然存在，需经常排水，因此需要考虑通风，3-2煤大巷最大巷道断面为19.8m2，按最低风速配风：
Q＝60×V×S×N
式中：
V——工作面风速m/s，其他行人通风巷道最低风速取0.15m/s；
S——大巷最大断面积为19.8m2。
N——巷道数量，3条进风巷道。
Q＝60×0.15×19.8×3
＝178.2×3
＝534.6m3/min
为保证大巷最低风速符合规程要求，考虑到大巷间联巷密闭可能漏风，现为3-2煤计划配风600m3/min，每条巷道配风200m3/min。
2）按风速进行验算
根据煤矿《安全规程规定》，其他行人通风最低风速为0.15m/s的要求进行验算：
允许的最小风量为
最低风速时：
≥0.15×60×19.8
≥178m3/min
根据3-2煤计划配风进行计算，3-2煤每条大巷进风量200m3/min，最大断面为19.8m2，风速为0.17m/s，满足规程最低风速要求。
2、已采完工作面需风量计算
4201、4202、4203、4204、4205、4206工作面的回采已经结束，根据矿井生产接续，已将通风系统进行优化，但剩余巷道内仍需要排水、测风，对防火密闭内的有毒有害气体进行监测，因此仍需对4201工作面巷道和4-2辅运大巷进行配风。
4201工作面巷道及4-2辅运大巷最大巷道断面为16.5m2，其中4201主运进风，4201水仓回风；4-2辅运大巷进风，4201回风顺槽回风。
因此为2个配风地点按最低风速配风：
Q=60×V×S
式中：
V——工作面风速m/s，其他通风人行最低风速取0.15m/s；
S——大巷最大断面积为16m2。
Q=60×V×S=144m3/min
为保证最低风速符合规程要求，考虑到巷道间联巷密闭也可能漏风，现为4-2辅运大巷配风200m3/min，4201水仓配风200m3/min，共400m3/min。
根据验果，已采完工作面巷道配风量为200m3/min时，风速为0.20m/s，符合《煤矿安全规程》其他通风人行最低风速0.15m3/min通风要求。
3、北翼主、辅运大巷需风量计算
1）4209主运顺槽、4208回风顺槽已经形成独立通风，但北翼主、辅运大巷仍然存在，需经常排水维护检查，因此需要考虑通风，北翼主、辅运大巷最大断面为16.5m2，按煤巷最低风速配风：
Q＝60×V×S×2
式中：
V——工作面风速m/s，煤巷最低风速取0.15m/s；
S——大巷最大断面积为16.5m2。
Q＝60×0.15×16.5×2
＝297m3/min
为保证大巷最低风速符合规程要求，考虑到北翼主、辅运大巷摩擦阻力及风阻，现为北翼主、辅运大巷计划配风350m3/min，每条巷道配风175m3/min。
2）按风速进行验算
根据煤矿《安全规程规定》，其他行人通风最低风速为0.15m/s的要求进行验算：
允许的最小风量为
最低风速时：
=0.15×60×16.5
=148.5m3/min
根据北翼主、辅运大巷计划配风进行计算，北翼主、辅运大巷进风量300m3/min，最大断面为16.5m2，共两条巷道，每条巷道配风175m3/min，风速为0.18m/s，满足规程最低风速0.15m/s要求。
4、其他独立通风巷道需风量计算
我矿其他独立通风巷道为4207主、辅回撤通道，4208主、辅回撤通道，4208主运前段，4209主运前段。
1）按煤巷最低风速配风：
Q＝60×V×S×8
式中：
V——工作面风速m/s，煤巷最低风速取0.15m/s；
S——大巷最大断面积为16.5m2。
N——巷道数量，6条独立通风巷道。
Q＝60×0.15×16.5×6
＝148.5×6m3/min
＝891m3/min
为保证巷道最低风速符合规程要求，考现为6条巷道计划配风900m3/min，每条巷道配风150m3/min。
2）按风速进行验算
根据煤矿《安全规程规定》，其他行人通风最低风速为0.15m/s的要求进行验算：
允许的最小风量为
最低风速时：
=0.15×60×16.5
=148.5m3/min
根据以上巷道计划配风进行计算，最大断面为16.5m2，共6条巷道，每条巷道配风150m3/min，风速为0.15m/s，满足规程最低风速0.15m/s要求。
我矿其他地点用风为3-2煤大巷、已采完工作面、北翼主辅运大巷和其他独立通风巷道，因此我矿其他地点用风量为2250m3/min。
五）矿井总风量计算
矿井需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算：
Q矿≥（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐+∑Q备+∑Q其它）×K矿通（m3/min）
式中：
∑Q采——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其它——其它需要配风地点需要风量的总和，m3/min；
K矿通——矿井通风系数。
K矿通取1.15。
根据计算结果Q矿≥（∑Q采＋∑Q掘+∑Q硐+∑Q备＋∑Q其他）×K矿通
＝（1100+0+100+350+2250）×1.15
＝3800×1.15
＝4370m3/min
矿井总需风量取整值为4400m3/min。
因此我矿2017年矿井通风需风量为4400m3/min。
3、矿井通风能力计算
我矿在2016年实际生产0.9Mt/a，实际生产能力大于0.3Mt/a.根绝《煤矿通风能力核定标准》5.3条，采用由里相外核算法，计算公式如下：
+
式中：
P——矿井通风能力，Mt/a。
Pci—第i个采煤工作面综采生产条件下的年产量，Mt/a。
Phi—第j个掘进工作面综采生产条件下的年产量，Mt/a。
现我矿布置1个综采工作面，根据以下公式计算。
1）采煤工作面年产量
式中：
Aci——采煤工作面年产量，Mt/a。
Lci—第i个采煤工作面平均长度，240m。
Hhi—第i个采煤工作面煤层平均高度，3.2m。
Rhi—第i个采煤工作面原煤密度，1.3m³/t。
Bci—第i个采煤工作面平均日推进，6.5m/d。
Chi—第i个采煤工作面煤层回采率，90%。
Nhi—第i个采煤工作面正规循环率，80%。
Aci=330×10-4×240×3.2×1.3×6.5×0.9×0.8=154.19Mt/a。
二）掘进工作面年产量
2017年无掘进任务
3）矿井总年产量
A=Ahi+Aci=154.19+0=154.19Mt/a。
式中：
A——矿井年产量，Mt/a。
Ahi——掘进工作面年产量，Mt/a。
Aci——采煤工作面年产量，Mt/a。
4、矿井通风能力验证
一）通风动力验证
地面安装两台FBCDZ-№24型对旋轴流式防爆通风机（一用一备）。
风机风量范围为3360～7500m3/min，风压范围为399～2247Pa，功率为2×132KW，电机型号为YBFe355-10，转速为580r/min，电压为380/660V。
昊达煤矿采用“两进一回”中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法，主斜井、副斜井进风，回风立井回风。
总进风量4743m3/min，总排风量4953m3/min，总回风量4836m3/min，有效风量4536m3/min，有效风量率为94%，漏风率为2.4%。
矿井负压240Pa，等积孔5.2㎡。
通风机实际运行属于安全、稳定、可靠。
二）有效风量验证
采面通风：
现布置1综采工作面。
采煤工作面采用“U”型通风方式，4207综采工作面风量为1462m3/min。
井下硐室通风：
矿井中央变电所实现了独立通风，矿井中央变电所配风108m3/min。
3-2煤总回927m3/min，4201回风309m3/min，以及备用面和回采结束的其他地点用风合计2000m3/min。
井下各地点实际风量满足其需风量。
三）根据瓦斯稀释能力验证
昊达煤矿2016年度鉴定为瓦斯矿井，矿井瓦斯防治采用风排瓦斯方式；4207综采工作面回风风量为1462m3/min，回风瓦斯浓度为0.00%，上隅角最大瓦斯浓度为0.34%。
目前，矿井总回风量4836m3/min，矿井总回风瓦斯浓度为0.00%（依据矿井2017年2月18日旬测风报表和2月份瓦斯日报表，矿井瓦斯涌出量小。
昊达煤矿为瓦斯矿井（2016年度），目前矿井瓦斯防治采用风排方式，综采工作面瓦斯浓度、工作面上隅角瓦斯浓度控制在合理范围以内，总体来看，目前矿井的瓦斯涌出量小，矿井采用风排瓦斯方式能满足现阶段矿井瓦斯防治要求。
5、通风能力核定结果
我矿属于低瓦斯矿井，通风系统简单，通风难易程度简单，无串联通风、采空区通风等地点，所以根据以上矿井通风能力核定为154.19Mt/a。
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