风筒变径安全技术措施.docx

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风筒变径安全技术措施

梗阳煤业

3号煤层采区轨道巷风筒变径

安全技术措施

编制人：

孟凡新

区队长：

王海星

施工单位：

梗阳项目部矿建1队

编制日期：

2013年05月

编号：

ZM31-2013-

山西沁源梗阳煤业有限公司

3号煤层采区轨道巷风筒变径

安全技术措施

编制人：

孟凡新

审批

技术经理：

机电经理：

安监站长：

生产经理：

项目经理：

编制单位：

中煤第三十一工程处梗阳项目部

编制日期：

2013年05月

施工作业规程（安全技术措施）审批记录表

规程（或措施）名称

3号煤层采区轨道巷风筒变径安全技术措施

审批地点

审批时间

审批意见:

参加审批人员

项目经理

生产经理

安监站长

机电经理

技术经理

施工队

施工措施审批表

负责人

签字

时间

审批意见：

通风处

生产技术处

机电处

安全指挥中心

安监处

监理

总工程师

安全矿长

生产矿长

矿长

驻矿安监站

一、说明：

现施工的3号煤层采区轨道巷断面相对3号煤层甩车场变小，1-1断面为11.22㎡，2-2断面为13.5㎡，为了施工的便利，经梗阳煤业、项目部共同研究决定，耙装机后使用Φ800mm的风筒，耙装机前通过变径使用Φ600m的风筒。

使用3.5m的标准过度节将Φ800mm的风筒变为Φ600mm的风筒。

为保证变径后的通风安全特编制本措施。

二、通风验算

迎头通风情况：

矿井目前采用中央并列抽出式通风，共有两条进风斜井、一条回风斜井，形成副斜井、行人斜井进风、主斜井回风的临时通风系统。

采用安设在进风行人平巷2台局部通风机（一台工作，一台备用）配合一趟Φ800mm胶质风筒为掘进工作面压入式供风。

选用的局扇型号为FBD№6.3/2×30kw型对旋轴流式局部通风机，新鲜风由局扇输送，乏风由主斜井筒排出。

局扇实现“双风机、双电源、自动切换”及“三专两闭锁”。

（一）使用Φ800mm的风筒供风的验算

（1）掘进工作面风量计算

①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100×k×q掘=100×1×2=200m3/min

式中：

100—单位瓦斯涌出量配风量m3/min，以回风流瓦斯浓度1%的换算值。

q掘—掘进工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；绝对瓦斯（二氧化碳）涌出量暂按1m3/min考虑，施工期间，根据实际涌出情况重新核算风量。

k—掘进工作面瓦斯或二氧化碳涌出不均衡系数，取2。

②按放炮排烟计算所需风量

式中：

Q-----工作面所需风量，m3/min

A-----同时爆炸药量，取最大值21kg（1-1全断面用炸药量分次爆破）

S-----井巷净断面积，13.50m2

L-----最大排烟长度，500m

t-----通风时间，取30～50min，取30min,即1800s。

p—风筒的风量比，取1.1～1.5，局扇供风长度长、漏风量大取大值1.5

L可取炮烟稀释安全长度Ld

Ld=0.1εbA/CPS

式中：

ε-----紊流系数，取1

b-----每公斤炸药生成的当量CO量，煤巷取80，岩巷取40，

CP-----通风所达到的允许浓度，取0.02

A、同时爆炸药量，取最大值21kg

S、断面为13.50m2。

Ld=500m。

③按工作面同时工作最多人数计算：

Q掘=4n=4×30=120m3/min

式中：

4---每人每分钟所需风量4m3

n---每班最多出勤人数，30人。

④风速验算

按《煤矿安全规程》第101条规定掘进工作面风速应符合下列条件：

0.25×60S≤Q≤4×60S

式中：

Q—工作面所需风量，5.26m3/s（315.6m3/min）；

S—掘进巷道净断面积，取13.50m2；

Q=315.6m3/min＜4×60×13.50=4689.6m3/min

Q=315.6m3/min＞0.25×60×13.50=293.1m3/min

因此Q应取315.6m3/min（5.26m3/s）。

局扇吸风量

Qm=pQ=1.5×315.6=473.4m3/min=7.89m3/s

Qm—局扇吸风量，m3/min；

P—风筒的风量比,取1.5；

（2）风阻计算

沿程摩擦风阻计算

Rm=6.5αL/D5=6.5×0.00245×500/0.33=24.13pa.s2.m6

局部风阻计算

Rz=n1ξaρ/2s2+n2ξbρ/2s2=50×0.1×1.25/（2×0.25）+3×1.05×1.25/（2×0.25）=12.5+7.875=20.375pa.s2.m6

出口风阻计算

Rc=0.25/D4=0.25/0.84=0.61pa.s2.m6

Rm—沿程摩擦风阻，pa.s2.m6

α—摩擦力系数，取0.00245

L—风筒长度，m。

取L=500m。

D—风筒直径，m。

取d=800mm。

n1--风筒接头个数，50个；

n2—风筒转弯数，个。

取：

n2=3

ξa—风筒接头阻力系数，取：

ξa=0.1

ξb—风筒拐弯局部阻力系数，取：

ξb=1.05

ρ—空气密度,取1.25kg/m3

s—风筒断面积m2,Ф800mm风筒的断面积为0.5m2

总风阻计算

R总=λ（Rm+Rz+Rc）=1.2×（24.13+20.375+0.61）=54.14pa.s2.m6

λ—风筒其他阻力，取1.2；

（3）风压计算

H=R总*Q*Q扇=54.14×5.1×7.89=2178.5pa

H—局扇风压，pa；

R—风筒总风阻值，54.14pa.s2/m6；

（4）局部通风机的选型

采用压入式通风方式,按照上述计算结果（Qm=473.4m3/min,H=2178.5pa），结合现场实际情况及局部通风机特性曲线，掘进工作面选用2台FBD-№6.3/2×30型对旋式局部通风机，配用直径800mm胶质阻燃风筒，即可满足风量要求。

FBD/№6.3/2×30型风机技术参数

型号

电机功率

（kw）

风量

（m3/min）

全压

（pa）

最高全压

效率（%）

噪声dB

FBD/NO.6.3

2×30

380-600

1100-5800

80

≤25

以上是迎头采用Φ800mm的风筒进行供风的验算，能够满足施工风量的要求。

（二）使用Φ600mm的风筒供风的验算

（1）掘进工作面风量计算

①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100×k×q掘=100×1×2=200m3/min

式中：

100—单位瓦斯涌出量配风量m3/min，以回风流瓦斯浓度1%的换算值。

q掘—掘进工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；绝对瓦斯（二氧化碳）涌出量暂按1m3/min考虑，施工期间，根据实际涌出情况重新核算风量。

k—掘进工作面瓦斯或二氧化碳涌出不均衡系数，取2。

②按放炮排烟计算所需风量

式中：

Q-----工作面所需风量，m3/min

A-----同时爆炸药量，取最大值21kg（1-1全断面用炸药量）

S-----井巷净断面积，13.50m2

L-----最大排烟长度，500m

t-----通风时间，取30～50min，取30min,即1800s。

p—风筒的风量比，取1.1～1.5，局扇供风长度长、漏风量大取大值1.5

L可取炮烟稀释安全长度Ld

Ld=0.1εbA/CPS

式中：

ε-----紊流系数，取1

b-----每公斤炸药生成的当量CO量，煤巷取80，岩巷取40，

CP-----通风所达到的允许浓度，取0.02

A、同时爆炸药量，取最大值21kg

S、断面为13.50m2。

Ld=500m。

③按工作面同时工作最多人数计算：

Q掘=4n=4×30=120m3/min

式中：

4---每人每分钟所需风量4m3

n---每班最多出勤人数，30人。

④风速验算

按《煤矿安全规程》第101条规定掘进工作面风速应符合下列条件：

0.25×60S≤Q≤4×60S

式中：

Q—工作面所需风量，5.26m3/s（315.6m3/min）；

S—掘进巷道净断面积，取13.50m2；

Q=315.6m3/min＜4×60×13.50=4689.6m3/min

Q=315.6m3/min＞0.25×60×13.50=293.1m3/min

因此Q应取315.6m3/min（5.26m3/s）。

局扇吸风量

Qm=pQ=1.5×315.6=473.4m3/min=7.89m3/s

Qm—局扇吸风量，m3/min；

P—风筒的风量比,取1.5；

（2）风阻计算

沿程摩擦风阻计算

Rm=6.5αL/D5=6.5×0.00245×500/0.1=79.625pa.s2.m6

局部风阻计算

Rz=n1ξaρ/2s2+n2ξbρ/2s2=50×0.1×1.25/（2×0.3）+3×1.05×1.25/（2×0.3）=10.4+6.56=16.96pa.s2.m6

出口风阻计算

Rc=0.25/D4=0.25/0.64=1.9pa.s2.m6

Rm—沿程摩擦风阻，pa.s2.m6

α—摩擦力系数，取0.00245

L—风筒长度，m。

取L=500m。

D—风筒直径，m。

取d=600mm。

n1--风筒接头个数，50个；

n2—风筒转弯数，个。

取：

n2=3

ξa—风筒接头阻力系数，取：

ξa=0.1

ξb—风筒拐弯局部阻力系数，取：

ξb=1.05

ρ—空气密度,取1.25kg/m3

s—风筒断面积m2,Ф600mm风筒的断面积为0.3m2

总风阻计算

R总=λ（Rm+Rz+Rc）=1.2×（79.625+16.96+1.9）=118.182pa.s2.m6

λ—风筒其他阻力，取1.2；

（3）风压计算

H=R总*Q*Q扇=118.182×5.1×7.89=4755.5pa

H—局扇风压，pa；

R—风筒总风阻值，118.182pa.s2/m6；

（4）局部通风机的选型

采用压入式通风方式,按照上述计算结果（Qm=473.4m3/min,H=4755.5pa），结合现场实际情况及局部通风机特性曲线，掘进工作面选用2台FBD-№6.3/2×30型对旋式局部通风机，配用直径800mm胶质阻燃风筒，即可满足风量要求。

FBD/№6.3/2×30型风机技术参数

型号

电机功率

（kw）

风量

（m3/min）

全压

（pa）

最高全压

效率（%）

噪声dB

FBD/NO.6.3

2×30

380-600

1100-5800

80

≤25

以上是迎头采用Φ600mm的风筒进行供风的验算，能够满足施工风量的要求。

（三）、现场测风验算

在Φ800mm的风筒变Φ600mm风筒迎头现场测得风速0.48m/s，断面为11.2㎡，工作面风量为：

风速*断面=0.48m/s*11.2m2*60=322.56m³，满足施工的要求。

三、综上所述在3号煤层采区轨道巷耙装机后使用Φ800mm的风筒，耙装机前通过变径使用Φ600m的风筒能够满足迎头通风的要求。