煤矿矿井通风设计.docx

1、煤矿矿井通风设计煤矿矿井通风设计 煤矿矿井通风设计 矿 井 通 风 设 计 （2017年2月修订版） 矿井名称：新疆准南东煤矿 编制时间：2017年2月 22 编制单位：安 通 部 前言 为保障煤矿安全生产和从业人员人身安全与健康，防治煤矿事故与职业病危害，根据煤矿安全规程2016版第一百四十二条，特制定本设计。 依据煤矿安全规程2016 准南东煤矿2016年瓦斯鉴定报告 准南东煤矿通风阻力报告 安监总煤行201461号矿井需风量计算标准 目 录 第一部分 矿井概况1 第一节 交通位置1 第二节 气候条件1 第三节 矿井水系1 第四节 井田范围2 第五节 矿井开拓方式2 第六节 开采方法2 第

2、七节 可采煤层3 第八节 矿井瓦斯、煤尘、煤的自然发火3 第九节 矿井目前生产状况4 第二部分 矿井通风系统4 第一节 矿井进风井、回风井布置方式4 第二节 矿井通风系统4 第三部分 采掘及硐室通风5 第一节 采煤、掘进工作面需风量9 第二节 井下独立通风硐室需风量 12 第三节 其他硐室需风量 13 第四部分 矿井总风量计算与分配 14 第一节 矿井总风量的确定 14 第二节 矿井风量的分配 15 第五部分 矿井通风阻力与等积孔计算 15 第六部分 矿井反风设计 19 第七部分 安全技术措施 20 第一部分 矿井概况 第一节 交通位置 矿井位于乌苏市南东50km处，行政区划属乌苏市管辖。 矿

3、井与通过长46km的简易公路与312国道相连，自312国道向西26km可到奎屯市，向西46km可到乌苏市，向东37km可到沙湾县，外部交通条件较为便利。 第二节 气候条件 井田一带气候属中温带大陆性干旱气候。 气温变化于-29.132.4，年平均气温3.44.3；68月为夏季，其中7、8月间气温最高，年最高气温32.4；11月份至来年3月份为冬季，1月份气温最低，年最低气温-29.1。 年最大降雨量554.5mm，年平均蒸发量为1411.91mm。 最大降雪厚度0.3m。 6月和9月多雨，常有雹、雨交加，引发山洪，冰雹直径可达0.52cm。 9月底10月初开始降雪，次年3月底4月初消融。 最大

4、冻土深度11.2m。 45月为多风期，风向西北，多为24级，最大可达七级。 第三节 矿井水系 位于井田中部的阿里德萨拉沟仅有暂时性地表流水，多呈干枯状态，位于井田东侧4的头道河子河，河床水位标高+1200m+1350m该河水为常年性水流，自南西向北东方向流淌，水面宽215 m，水流湍急，河床坡降5左右。 受河床下切作用的影响，沿河两岸形成高达百米的断崖，成为天然交通阻隔屏障。 据巴音沟喇嘛庙水文站19801987年资料，7、8月为丰水期，最大流量达143m3/s；每年35月及10、11月为枯水期，最小流量只有01.15m3/s；11月至翌年3月为冰冻期；年径流量2.613.45亿m3。 第四节

5、 井田范围 井田境界拐点坐标表 坐 标 拐 点 坐 标 X（m） Y（m） S1 4879342 28584347 S2 4880399 28586750 S3 4879495 28587124 S4 4878420 28584732 井田开采标高：+1600m以上+1400m（采矿证范围内） +1400m矿界（采矿证限采标高以下） 井田东西走向长2.6km，南北倾斜宽1.0km，井田面积2.6km2。 第五节 矿井开拓方式 3、开拓开采 顺通煤矿采用斜井开拓方式，整个井田采用单水平上、下山开拓，运输水平布置在+1400m。 主井沿A4号煤层底板掘进，采用胶带输送机提升，井口标高为+1636m

6、，净断面为8.4m2，坡度20.5，斜长642m，将作为进风井。 副井为斜井，沿A4号煤层底板掘进，井口标高+1624m，坡度25，斜长542m，净断面6.32m2，兼进风。 风井为斜井，井口标高为+1611m，坡度为30，斜长170m，净断面13.24m2。 矿井通风方式为中央并列式，主扇工作方式为抽出式。 第六节 开采方法 设计开采方法为综合机械化采煤方法，开采+1422-+1471m水平A4号煤层西翼。 第七节 可采煤层 井田内含煤地层属侏罗系下统八道湾组，地层平均厚290.38m，煤层厚度7.41m，含煤系数2.6%。 地质报告提供的资料中0.3m以上的煤层4层，其中可采、局部可采煤层

7、二层，其编号自上而下为A4和A1。 煤层总厚7.41m，可采厚度6.59m。 各煤层自上而下叙述如下： A4煤层：为薄厚煤层，煤层厚度为0.268.71m，平均为5.09m；可采区域平均厚5.13m。 顶、底板均为粉砂质泥岩、粉砂岩，局部有高炭泥岩伪底，无夹矸层，为较稳定煤层。 A1煤层：位于A4煤层间下部108.32m处。 地表多已火烧，井田内延伸稳定。 根据钻孔ZK11孔资料，倾向上较稳定，该孔控制煤层厚度1.46m。 顶板为砾岩、粉砂岩，底板为泥质粉砂岩、粉砂岩，无夹矸。 A1、A4煤层为暗沥青光泽沥青光泽，黑色、易染手，条痕黑褐色，节理较发育，易碎；A4煤层在钻孔中取出的煤芯样大多呈粉

8、沫状，很难见到块，通过取芯的小煤块可知：A4煤层断口以参差状为主，其次为棱角状，局部可见贝壳状。 A4煤层原煤水分2.36%9.88%，平均3.4%；原煤灰分3.79%10.88%，平均7.97%；原煤挥发份41.48%46.59%，平均44.29%；全硫含量0.16%0.62%；磷含量0.003%0.081%；原煤弹筒发热量23.6231.95MJ/kg，平均29.28 MJ/kg。 A1煤层原煤水分2.09%；原煤灰分4.10%；原煤挥发份58.37%；全硫含量0.29%；原煤弹筒发热量33.62MJ/kg。 A4煤层煤质特低灰、特低硫、低磷、中高发热量、高油的长焰煤（41CY），可作为工

9、业动力用煤，也可作为气化和炼油用煤。 第八节 矿井瓦斯、煤尘、煤的自然发火 1、瓦斯情况 根据矿井2016年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告的批复，矿井的相对瓦斯涌出量为0.99m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.09m3/min，矿井瓦斯等级为瓦斯矿井。 2、煤尘及煤的自燃倾向性 A4煤层的煤尘具有爆炸性危险性 根据地质报告取样试验，该井田内的A4煤层为易自燃的煤层。 3、地温 井田属地温正常区。 第九节 矿井目前生产现状 新疆准南东煤矿处于改扩建期，目前有1个W1141采煤工作面，2个掘进工作面。 第二部分 矿井通风系统 第一节 矿井进风井、回风井布置方式 矿井主斜井、副斜井进风，立风井回风。

10、 主井为斜井，担负矿井运煤，井口标高+1636m，坡度20.5，斜长642m，净断面8.4m2，兼进风。 副井为斜井，担负提升、下放物料和人员，井口标高+1624m，坡度25，斜长542m，净断面8.4m2，兼进风。 风井为斜井，坡度30，井口标高为+1611m，斜长170m，净断面13.24m2。 矿井通风方式为中央并列式，主扇工作方式为抽出式。 第二节 矿井通风系统 一、通风方式 矿井通风方式为中央并列式 二、通风方法 矿井采用机械抽出式通风方法 第三部分 采掘及硐室通风 第一节 采煤、掘进工作面需风量 采煤工作面实际需要风量的计算 每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出

11、量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。 1. 按气象条件计算 Qcf=6070%vcfScfkchkcl (1) =6070%113.31.21 =670m3/min 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3中选取，m/s； Scf采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；根据ZFB500Q支架参数最大有效断面15.8m3，最小有效断面10.8m3； kch采煤工作面采高调整系数，具体取值见表2； kcl采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3； 70%有效通风断面系数； 60为单位换算产生的系数

12、。 表1 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 2023 1.01.5 2326 1.51.8 表2 kch采煤工作面采高调整系数 采 高 m 2.0 2.02.5 2.5及放顶煤面 系数 kch 1.0 1.1 1.2 表3 kcl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 1580 0.80.9 80120 1.0 120150 1.1 150180 1.2 180 1.301.40 2.按照瓦斯涌出量计算 Qcf=100qcgkcg (2) =1000.451.225 =55m3/min 式中：

13、 qcg采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。 抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算； kcg采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值； 100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。 3.按照二氧化碳涌出量计算 Qcf=67qcckcc (3) =670.571.35 =50m3/min 式中： qcc采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min； kcc采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二

14、氧化碳涌出量的比值； 67按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5的换算系数。 4.按工作人员数量验算 Qcf4Ncf200m3/min(4) 式中： Ncf采煤工作面同时工作的最多人数，人； 4每人需风量，m3/min。 5.按风速进行验算 a) 验算最小风量 Qcf600.25Scb (5) Qcf600.25Scb600.2511.1166m3/min Scb=lcbhcf70%=6.592.470%=11.1m3(6) b) 验算最大风量 Qcf604.0Scs (7) 604.07.551812m3/min Scs=lcshcf70%=5.991.870%=7.55m3(8)

15、 c) 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量 Qcf605.0Scs (9) 605.07.552265m3/min 式中： Scb采煤工作面最大控顶有效断面积，m2； lcb采煤工作面最大控顶距, m； hcf采煤工作面实际采高, m； Scs采煤工作面最小控顶有效断面积，m2； lcs采煤工作面最小控顶距, m； 0.25采煤工作面允许的最小风速，m/s； 70%有效通风断面系数； 4.0采煤工作面允许的最大风速，m/s； 5.0采煤工作面允许的最大风速，m/s。 根据计算，确定W1141工作面的需风量为670 m3/min。 掘进工作面实际需要风量的

16、计算 每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。 按照瓦斯涌出量计算 Qhf=100qhgkhg (2) =1000.271.35=36 m3/min 式中: qhg掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。 抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算； khg掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值； 100按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。 按照二氧化碳涌出量计算 Qhf

17、=67qhckhc (3) =670.241.82=29m3/min 式中: qhc掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min； khc掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值； 67按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5的换算系数。 按炸药量计算 a) 一级煤矿许用炸药(舍去) Qhf25Ahf (4) b) 二、三级煤矿许用炸药 Qhf10Ahf (5) 1015150 m3/min 式中： Ahf掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。 按上述条件计算的最大值，确定局部通风

18、机吸风量。 按局部通风机实际吸风量计算 a) 无瓦斯涌出的岩巷 Qhf=QafI+600.15Shd (6) =3501 +600.1512.5=372m3/min b) 有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷 Qhf=QafI +600.25Shd (7) =3501 +600.2512.5=538 m3/min 式中： Qaf局部通风机实际吸风量，m3/min； I掘进工作面同时通风的局部通风机台数； 0.15无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速； 0.25有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速； Shd局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m2。 按工作人员数量验算 Qaf4Nhf (

19、8) 4Nhf430120 m3/min 式中： Nhf掘进工作面同时工作的最多人数，人。 按风速进行验算 a) 验算最小风量 无瓦斯涌出的岩巷： Qaf600.15Shf (9)600.1512.5113m3/min 有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷 Qaf600.25Shf (10) 600.2512.5188 m3/min b ) 验算最大风量 Qaf604.0Shf (11) 604.012.53000 m3/min 式中： Shf掘进工作面巷道的净断面积，m2。 综上，掘进工作面需风量取188 m3/min，局部通风机位置需风量取538m3/min； 硐室需要风量计算 各个独立通风硐

20、室的需要风量，根据不同类型的硐室分别进行计算。 机电硐室需要风量计算 发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算： (12) =36005000.03/1.21605=150 m3/min 式中： 机电硐室的需要风量，m3/min； 机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），kW； 机电硐室发热系数； 空气密度，一般取=1.20kg/m3； 空气的定压比热，一般可取=1.0006KJ/(kgK)； 机电硐室的进、回风流的温度差，K。 表4 机电硐室发热系数（）表 机电硐室名称 发热系数 空气压缩机房 0.200.23 水泵房 0.010.03 变电所、绞

21、车房 0.020.04 机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取6080m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30，其他硐室温度不超过26。 其他用风巷道实际需要风量计算 其他用风巷道的需要风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。 按瓦斯涌出量计算 Qrl=133qrgkrg (1) =1330.301.3=52 m3/min 式中： qrg其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，m3/min； krg其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.21.3； 133其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算

22、的常数。 按风速验算 一般巷道 Qrc600.15Src (2)600.151090 m3/min 式中： Qrc一般用风巷道实际需要风量，m3/min； Src一般用风巷道净断面积，m2； 0.15一般巷道允许的最低风速，m/s。 故一般巷道需风量最低需满足风速验算风量90m3/min； 第四部分 矿井总风量的计算与分配 第一节 矿井总风量的确定 一、矿井总进风量 (一)按井下同时工作最多人数计算 Q人=4NK矿 =4601.15 =276m3/min 其中：N井下同时工作最多人数60人 K矿矿井通风系数，取1.15 (二)按采煤.掘进.独立通风硐室及其它用风地点实际需风量总和计算： Q矿（

23、Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通（m3/min） （670+538+538+150+90+90+90）1.15 2491m3/min 以上式中：K矿通矿井通风系数，取1.15(抽出式k取1.15-1.20,压入式k取1.25-1.30) Q其他W1141工作面联络巷、+1493m车场与+1520m车场 根据以上计算可以得出矿井所需总进风量为2491m3/min。 第二节 矿井风量的分配 通过以上计算矿井总进风量为2491m3/min,将此风量按各地点实际需风情况进行分配： +1520m车场分配风量104m3/min； +1493m车场分配风量104m3/min； W1141综采工作面分配风量7

24、70m3/min； W1141上下顺槽联络巷分配风量为104m3/min； 中央变电所配风为172 m3/min； E1141运输顺槽综掘工作面分配风量619m3/min； E1141回风顺槽综掘工作面分配风量619m3/min； 17 第五部分 矿井通风阻力与等级孔的计算 巷道参数记录表 测点序号 巷道名称 测点 位置 断面 形状 支架类形 巷道规格 测点间距 累计长度 备注 上宽 下宽 高 拱基高 断面积 周长 m m m m m m m m 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 地面 井口 0 0 1 副斜井 前段 半圆拱 锚喷 2.70 2.40 1.

25、10 6.40 6.96 20 20 2 1400井底车场 前段 半圆拱 锚喷 3.20 2.50 1.30 7.89 15.29 610 630 3 1400-1420通风斜巷 中段 半圆拱 锚喷 2.3 2.80 2.40 6.12 9.50 220 850 4 1420运输巷 前段 半圆拱 锚网 3.4 3.10 2.80 9.10 12.40 150 1000 5 W1141运输顺槽末端 后段 半圆拱 锚网 3.4 3.10 2.80 9.10 11.58 770 1770 6 W1141回风顺槽末端 后段 半圆拱 锚网 3.60 3.40 2.90 10.15 14.00 130 1

26、900 7 W1141回风顺槽 前段 梯形 锚网 3.60 3.40 2.90 10.15 12.23 570 2470 8 采区总回风石门 中段 半圆拱 锚喷 3.60 2.90 1.30 10.30 12.32 80 2550 9 回风斜井 前段 半圆拱 锚喷 4.10 2.90 1.30 11.71 14.56 200 2750 10 风硐 中段 半圆拱 锚喷 2.80 2.40 1.25 6.63 9.89 40 2790 测量结果汇总表 测点序号 测定地点 支护类型 断面积 空气密度 风速 风量 平均风量 测点间压差 位压差 动压 动压差 测点距离 累计长度 测点间 通风阻力 累计通

27、风阻力 风阻 标准风阻 百米风阻 摩擦阻力系数 m2 kg/m m/s m/s m/s Pa Pa Pa Pa m m Pa Pa N.s/m8 N.s/m8 N.sm8 N.s/m4 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 地面 0.00 1.02 0.00 0.00 0 0.00 0 1 副斜井 锚喷 6.40 1.02 3.02 18.13 18.13 -130 139.86 4.65 -4.65 20 20 5.21 5.21 0.0159 0.0187 0.0793 0.0298 2 1400井底车场 锚喷 7.89

28、 1.05 0.95 7.15 7.15 -2090 2127.19 0.48 4.17 610 630 41.36 46.57 0.8091 0.9393 0.1326 0.0426 3 1400-1420通风斜巷 锚喷 6.12 1.04 3.20 18.30 18.30 120 -102.20 5.31 -4.83 220 850 12.97 59.54 0.0387 0.0446 0.0176 0.0042 4 1420运输巷 锚网 9.10 1.04 1.47 12.77 12.77 120 -101.71 1.12 4.19 150 1000 22.47 82.02 0.1379

29、0.1594 0.0919 0.0559 5 W1141运输顺槽末端 锚网 9.10 1.04 1.35 11.78 11.78 30 0.00 0.95 0.17 770 1770 30.17 112.18 0.2173 0.2510 0.0282 0.0184 6 W1141回风顺槽末端 锚网 10.15 1.03 1.21 11.82 11.82 730 -710.09 0.76 0.19 130 1900 20.10 132.29 0.1440 0.1669 0.1107 0.0827 7 W1141回风顺槽 锚网 10.15 1.05 1.22 11.87 11.87 10 0.00 0.77 -0.02 570 2470 9.98 142.27 0.0709 0.0819 0.0124 0.0106 8 采区总回风石门 锚喷 10.30 1.04 2.96 29.28 29.28 60 -30.69 4.56 -3.79 80 2550 25.53 167.80 0.0298 0.0342