矿井机械化升级改造初步设计第5章通风和安全(编辑修改稿)

矿井机械化升级改造初步设计第5章通风和安全(编辑修改稿)内容摘要：

工作面 掘进工作面 生产采区 全矿井 （二）地温预测 根据钻孔地温简易测试结果，本井田属地温正常区。 从 井田开采实际 来看 ，至今未发现有地温异常现象。 因此，推测本矿井随着开采深度的增加，地温不会发生异常。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 156 第二节 矿 井 通 风 一、 通风方式和通风系统 根据矿井开拓布署及通风现状，设计矿 井采用分区式通风系统，抽出式通风方式，主斜井、进风行人井、副斜井进风，北风井和西风井回风。 矿井通风系统及通风网络见图 5－ 2－ 1～ 2。 二、风井数目、位置、服务范围及时间 风井数目及位置 本矿井为升级改造性质，井田东西 最 宽 ，南北 最 长 ，面积 ，为高 瓦斯矿井。 矿井 初期 布置 3 个 进 风井， 分 别为主斜井、副斜井和进风行人井， 布置2 个回风井 ， 分别为北风井和西风井。 这 5 个井筒均位于井田的浅部， 其中主斜井、副斜井和进风行人井位于井田的中北部，北风井位于井田的北部，西风井位于井田的西 北部。 在矿井生产 20 年时，在井田的深部潘沟村附近新打一立井，作为深部回风井。 风井功能、服务 水平、区域及时间 主斜井、副斜井和进风行人井为矿井的进风井，服务于全井田，其服务年限与矿井服务年限相同，为 ； 北风井、西风井 为矿井的回风井，其中北风井担负下组煤的回风任务，西风井担负上组煤的回风任务， 其 服务年限同矿井服务年限，为 ；深部风井 担负 矿井 深部区域开采时的回风任务， 其 服务年限从矿井生产 20a 时起至七采区15 下 煤层回采结束，约。 三、采掘工作面及硐室通风 回采工作面通风：实行独立通 风，利用矿井通风系统负压通风。 掘进工作面通风：实行独立通风，配备轴流式局部扇风机，采用压入式通风。 硐室通风：蓄电池机车充电室、爆炸材料 库 、采区变电所等硐室采用独立通风；其它硐室采用扩散通风，硐室长度不大于 6m。 四、 风量计算 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 157 根据瓦斯抽采工程初步设计，矿井前后期瓦斯涌出量为同一值，但初期 15 号煤层回采和掘进工作面均不考虑抽采，因此，本设计按 15 号煤层不抽采进行风量计算，回采和掘进工作面涌出的瓦斯均通过通风方法解决。 根据《煤矿安全规程》的规定，矿井所需风量按以下两种方法分别计算，并取其中的最大值。 （一 ）按全矿井下同时工作的最多人数计算 Q 矿需 = 4 NK 矿通 式中 Q 矿需 —— 矿井需风量， m3/min； 4 —— 每人每分钟需风量， m3/min； N —— 井下同时工作的最多人数，取 130 人； K 矿通 —— 矿井通风系数，取。 则 Q 矿需 = 4130 = 572m3/min = m3/s （二）按采煤、掘进、硐室及其它地点需风量的总和计算 Q=（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 它 ） K 式中 ∑Q 采 —— 回采工作面实际需风量总和， m3/min； ∑Q 掘 —— 掘进工作面实际需风量总 和， m3/min； ∑Q 硐 —— 独立通风硐室实际需风量总和， m3/min； ∑Q 它 —— 除采掘硐室外其它需风量总和， m3/min； K—— 矿井通风系数，取。 回采工作面需风量计算 （ 1） 9 煤综采工作面风量计算 ① 按瓦斯涌出量计算 Q 采 =100q 采 K 式中 q 采 —— 回采工作面瓦斯绝对涌出量 ， ； K—— 回采工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数， 综采工作面 取。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 158 则： Q 采 =100=② 按同时工作的最 多人数计算 Ｑ 采 ＝ 4Ｎ＝ 430＝ 120 m3/min 式中 N—— 回采工作面同时工作的最多人数， 30 人 ③ 按工作面温度计算 Q 采 ＝ VcScK i＝ 214＝ m3/s 式中 Vc—— 回采工作面适宜风速，取 2m/s Sc—— 回采工作面平均有效断面， 14m2 Ki—— 工作面长度系数，取 根据以上计算，工作面需风量取 43m3/s。 ④ 按风速验算 根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面风量应满足： 15Sc≤Q 采 ≦ 240Sc 经验算，取Ｑ 采 ＝ 43 m3/s 符合要求。 （ 2） 9 煤准备工作面风量计算 根据瓦斯抽采初步设计， 9 号煤层回采工作面需进行预抽，预抽期 ～ 年，抽采率为 35%。 因此，在本工作面回采的同时，其接替工作面应同时进行预抽，方可满足抽采设计要求的预抽期及预抽效果，故准备工作面需适当配风，其配风量按生产工作面配风量的一半计算，即。 （ 3） 15 煤 综采放顶煤 工作面风量计算 ① 按瓦斯涌出量计算 Q 采 =100q 采 K 式中 q 采 —— 回采工作面瓦斯绝对涌出量 ， m3/min； K—— 回采工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数， 综采 工作面 取。 则： Q 采 =100= m3/min =段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 159 ② 按同时工作的最多人数计算 Ｑ 采 ＝ 4Ｎ＝ 450＝ 200 m3/min 式中 N—— 回采工作面同时工作的最多人数， 50 人。 ③ 按工作面温度计算 Q 采 ＝ VcScK i＝ 29＝ m3/s 式中 Vc—— 回采工作面适宜风速，取 2m/s； Sc—— 回采工作面平均有效断面， 9m2； Ki—— 工作面长度系数，取。 根据以上计算，工作面需风量取。 ④ 按风速 验算 根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面风量应满足： 15Sc≤Q 采 ≦ 240Sc 经验算，取Ｑ 采 ＝。 （ 4） 15 煤准备工作面风量计算 按 15 煤生产工作面风量的一半计算，即。 掘进工作面风量计算 矿井机械化升级改造投产后，共配备 2 个 9 煤 掘 工作面， 2 个 15 煤掘 进 工作面。 （ 1） 9 煤掘进工作面配风量计算 ① 按瓦斯涌出量计算 Q 掘 = 100q 掘 K d 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量 ， m3/min； q 掘 —— 掘进工作面瓦斯绝对涌出量 （风排量） ，。 K d — — 掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取。 则 Q 掘 = 100 = ② 按炸药使用量计算 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 160 Q 掘 =（ Ajb ） /（ tc ） 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量 ， m3/min； Aj —— 掘进工作面一次爆破的最大炸药用量， m3/min，取 5kg； B—— 每公斤炸药爆破后生成的当量 CO 量， m3/kg，取 ； T—— 通风排烟时间， min，取 25； C— — 爆破并经通风排烟后允许人员继续回掘进工作面工作的 CO 浓 度，取％。 则 Q 掘 = ( 5 ) /（ 25 ） = 100 m3/min = m3/s ③ 按掘进工作面局部扇风机吸风量计算 Q 掘 =Qf I kf 式中 ： Qf—— 掘进面局部通风机额定风量，掘进工作面选用 FBD－№ 30 型风机，其 额定 风量为 500 m3/min； I—— 掘进面同时运转的局部通风机台数 ， 2 台； kf—— 为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数 ， 取 ； 则 Q 掘 = 50021 .2=1200m3/min = 20 m3/s ④ 按掘进工作面 同时 工作的最多人数计算 Q 掘 = 4N 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量， m3/min； 4 —— 每人每分钟需风量， m3/min； N —— 掘进工作面同时工作的最多人数，取 15。 则 Q 掘 = 415 = 60 m3/min = 1 m3/s 根据以上计算，取掘进工作面的需风量为 20m3/s。 ⑤ 验算掘进工作面风速 根据《煤矿安全规程》的规定，掘进工作面的风速应满足下式要求： S 掘 ≤ Q 掘 ≤ 4 S 掘 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 161 经验算，掘进工作面风量为 20m3/s 时，其风速符合《煤矿安全规程》第一百零一条的规定。 （ 2） 15 煤掘进工作面配风量计算 ① 按瓦斯涌出量计算 Q 掘 = 100q 掘 K d 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量 ， m3/min； q 掘 —— 掘进工作面瓦斯绝对涌出量， ； K d —— 掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取。 则 Q 掘 = 100 =② 按炸药使用量计算 Q 掘 =（ Ajb ） /（ tc ） 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量 ， m3/min； Aj —— 掘进工作面一次爆破的最大炸药用量， m3/min，取 5kg； B—— 每公斤炸药爆破后生成的当量 CO 量， m3/kg，取 ； T—— 通风排烟时间， min，取 25； C— — 爆破并经通风排烟后允许人员继续回掘进工作面工作的 CO 浓度，取％。 则 Q 掘 = ( 5 ) /（ 25 ） = 100 m3/min = m3/s ③ 按掘进工作面局部扇风机吸风量计算 Q 掘 =Qf I kf 式中 ： Qf—— 掘进面局部通风机额定风量，掘进工作面选用 FBD－№ 30 型风机，其 额定 风量为 500 m3/min； I—— 掘进面同时运转 的局部通风机台数 ， 2 台； kf—— 为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数 ， 取 ； 则 Q 掘 = 50021 .2=1200m3/min = 20 m3/s 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 162 ④ 按掘进工作面 同时工作的最多人数计算 Q 掘 = 4N 式中 Q 掘 —— 掘进工作面需风量， m3/min； 4 —— 每人每分钟需风量， m3/min； N —— 掘进工作面同时工作的最多人数，取 15。 则 Q 掘 = 415 = 60 m3/min = 1 m3/s 根据以上计算，取掘进工作面的需风量为 20m3/s。 ⑤ 验算掘进工作面风速 根据《煤矿安 全规程》的规定，掘进工作面的风速应满足下式要求： S 掘 ≤ Q 掘 ≤ 4S 掘 经验算，掘进工作面风量为 20m3/s 时，其 风速符合《煤矿安全规程》第一百零一条的规定。 （ 3）掘进工作面总风量计算 矿井共配备 2 个 9 煤掘进面， 2 个 15 煤掘进面，则： Ｑ 掘 ＝ 202+202=80m3/s 硐室需风量计算 井下 独立通风硐室有：爆炸材料库 1 个 、 蓄电池机车充电硐室 1 个， 采区变电所 2个 ，参考国内同类矿井实际供风量，均按 m3/s 配风，共 6m3/s。 其它需风量计算 其它风量按（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 ）的 10%计取。 Ｑ 其它 ＝（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 ） 10%=（ 43++++80+6） 10%=矿井总风量计算 Ｑ＝（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 其它 ） K= （ 43++++80+6+）=综上计算，矿井总风量取 230m3/s。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第五章 通风与 安全 煤炭工业石家庄设计研究院 163 风量分配 （ 1）按井筒分配 进风井筒： 主斜井 （ 净断面积 ） ： 50m3/s， 风速 ； 进风行人井 （ 净断面积 ） ： 70m3/s， 风速 ； 副斜井 （ 净断面积 ） ： 110m3/s， 风速。 回风井筒： 北回风井 (净断面积 ，有效断面积按 )： 110m3/s， 风速 ； 西回风井 (净断面积 ， 有效断面积按 ，梯子间封闭 )： 120m3/s， 风速。 （ 2）按用风地点。