掘進通風(fēng)計算總匯[共24頁]
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1、第一節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng) 施工過程中,采用局扇壓入式通風(fēng),局部通風(fēng)機安設(shè)在風(fēng)斜井井口外30米處新鮮風(fēng)流中,最長供風(fēng)距離1500m。 一、施工工作面風(fēng)量計算: 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,施工工作面迎頭實際需要的風(fēng)量,按炸藥量、人數(shù)、風(fēng)速等規(guī)定分別進行計算,取其中最大值作為工作面迎頭的需要風(fēng)量。 (一)按人數(shù)計算: Q掘=4N=420=80(m3/min) 式中:N--工作面的最多人數(shù)(人) (二)按最低風(fēng)速計算: Q掘=9S=95.2=46.8(m3/min) 式中:S—巷道凈斷面m2 (三)按炸藥量計算: Q掘=25Ai=258.4=210(m3/min) 式中: 以上風(fēng)量最
2、大值為210m3/min,依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,取Q掘=547.5m3/min。 二、施工工作面迎頭風(fēng)量驗算: 按巖巷工作面風(fēng)量應(yīng)滿足下式要求: 9S巖掘≤Q掘≤240S巖掘 9S巖掘 =95.2=46.8≤210≤240 5.2=1248 式中:S巖掘 —巖石施工工作面的斷面積,m2; Q掘 —施工工作面所需風(fēng)量,m3/min。 三、局扇選型: 按施工工作面迎頭需風(fēng)量、風(fēng)筒漏風(fēng)率計算出局部通風(fēng)機吸風(fēng)量后,選擇風(fēng)機型號。風(fēng)筒漏風(fēng)率按15%, 則Q吸=2100.85=247.06m3/min 查表:選用供風(fēng)量為280m
3、3/min的FBD60№6.3(211KW)對旋式風(fēng)機。 四、局部通風(fēng)機安裝地點和通風(fēng)系統(tǒng) 1、局部通風(fēng)機安裝地點 局部通風(fēng)機安裝在風(fēng)斜井井口外30米處的新鮮風(fēng)流中,局部通風(fēng)機吸風(fēng)口至回風(fēng)口巷道的風(fēng)速經(jīng)過驗算符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。 2、通風(fēng)系統(tǒng) 局部通風(fēng)機(新風(fēng))→迎頭→風(fēng)斜井井筒→風(fēng)斜井井口 第一節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng) 施工過程中,采用局扇壓入式通風(fēng),局部通風(fēng)機安設(shè)在斜井井口外20米處新鮮風(fēng)流中,最長供風(fēng)距離500m。 一、施工工作面風(fēng)量計算: 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,施工工作面迎頭實際需要的風(fēng)量,按炸藥量、人數(shù)、風(fēng)速等規(guī)定分別進行計算,取其中最大值作為工作面迎頭的需要風(fēng)量。
4、 (一)按人數(shù)計算: Q掘=4N=415=60(m3/min) 式中:N--工作面的最多人數(shù)(人) (二)按最低風(fēng)速計算: Q掘=9S=95.83=52.47(m3/min) 式中:S—巷道凈斷面m2 (三)按炸藥量計算: Q掘=25Ai=2514=350(m3/min) 式中:Ai為一次起爆的最大炸藥量 以上風(fēng)量最大值為350m3/min,依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,取Q掘=350m3/min。 二、施工工作面迎頭風(fēng)量驗算: 按巖巷工作面風(fēng)量應(yīng)滿足下式要求: 9S巖掘≤Q掘≤240S巖掘 9S巖掘 =98.2=73.8≤350≤2408.2=1968
5、 式中:S巖掘 —巖石施工工作面的斷面積,m2; Q掘 —施工工作面所需風(fēng)量,m3/min。 三、局扇選型: 按施工工作面迎頭需風(fēng)量選用FBD№5(211KW)對旋式風(fēng)機,可滿足供風(fēng)需要。 四、局部通風(fēng)機安裝地點和通風(fēng)系統(tǒng) 1、局部通風(fēng)機安裝地點 局部通風(fēng)機安裝在主斜井井口外20米處的新鮮風(fēng)流中,局部通風(fēng)機吸風(fēng)口至回風(fēng)口巷道的風(fēng)速經(jīng)過驗算符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。 2、通風(fēng)系統(tǒng) 局部通風(fēng)機(新風(fēng))→迎頭→主斜井→地面。 附:通風(fēng)系統(tǒng)示意圖。
6、 第六章 掘進通風(fēng) 第一節(jié)、通風(fēng)方式 施工過程中,采用局扇壓入式通風(fēng),最長供風(fēng)距離100m。 第二節(jié)、風(fēng)量計算 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,施工工作面迎頭實際需要的風(fēng)量,按炸藥量、人數(shù)、風(fēng)速等規(guī)定分別進行計算,取其中最大值作為工作面迎頭的需要風(fēng)量。 (一)按排除炮煙所計算風(fēng)量 (1)按稀釋炮煙長度 Ld=400A/S =40021.8/17.3 Ld—炮煙稀釋安全長度 m =504
7、.0 m Lv≤Ls=(4—5)S Lv—風(fēng)筒出口距工作面距離 A—藥量取21.8kg S—巷道斷面取17.3m 計算:Ld=240.8m (2)、按排除炮煙所需要風(fēng)量計算 Q壓=7.8/T Q壓=7.825 Ls—風(fēng)流有效射程 m 取5m Q—壓入式通風(fēng)工作面所需風(fēng)量 m/s A—同時爆破炸藥消耗量kg 取21.8 S—掘進巷道斷面積 m 取17.3 m T—通風(fēng)時間分鐘(一般取20—30分鐘) 取25分鐘 L—巷道的通風(fēng)長度 m 取504.0m 當(dāng)掘進巷道長度小于L時,取L=掘進巷道長度,反之取L=Ld 經(jīng)計算: Q壓=
8、369.2m/min (二)按沼氣涌出量計算 (1)按瓦斯涌出量計算 Q掘=100qCH4K CH4按1.5m/min =1001.51.6 K—1.6 =240 m/min (2)、按二氧化碳涌出量計算: Q掘=100qCO2K CO2取0.47 m/min =94 m/min K取2.0 (三)、按人數(shù)計算 Q掘=4N 按交接班最多人數(shù)計28人 428=112 m/min (四)、按炸藥量計算 Q掘=25A
9、 A取一次最多炸藥量21.8kg =2521.8=545 m/min (五)、按井下作業(yè)良好勞動氣候條件所需風(fēng)量 Q掘=60Vs =600.317.3 =311.4 m/min 式中V小—創(chuàng)造良好勞動氣候條件最低風(fēng)處,一般取0.25—0.3m/s,取0.3 m/ s S—掘進巷道凈斷面 m 取17.3 m Q掘=311.4m/min (六)風(fēng)速驗算 V=Q掘/60S=545/6017.3=0.525 m/s 式中V—風(fēng)速m/s Q掘—經(jīng)計算確定的掘進工作面所需風(fēng)量為545m/min S—掘進巷道凈斷面m 17.3 m 以上驗算符合《煤礦安全
10、規(guī)程》風(fēng)速規(guī)定。 根據(jù)以上計算得: 局部通風(fēng)機風(fēng)量達到545m/min可滿足掘進巷道施工時的所需風(fēng)量,需要一臺FBDN7.1型—230kw對旋軸流式扇風(fēng)機,供風(fēng)量550m/min。全負壓供給局部通風(fēng)機風(fēng)量為:Q全= Q局1.3=708.5 m=591.5 m/min,全風(fēng)壓供給局部通風(fēng)機708.5 m/min,可滿足局部通風(fēng)機所需風(fēng)量。配備風(fēng)筒直徑為800mm膠質(zhì)正壓風(fēng)筒 。 第三節(jié)、局部通風(fēng)機安裝地點 局部通風(fēng)機安裝在新鮮風(fēng)流處,距全風(fēng)壓風(fēng)流匯合處不少于10m,局部通風(fēng)機吸風(fēng)口至回風(fēng)口巷道的風(fēng)速經(jīng)過驗算符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。 第一節(jié) 通 風(fēng) 施
11、工過程中,采用局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng),最長供風(fēng)距離70m。。 一、掘進工作面風(fēng)量 獨立通風(fēng)的掘進工作面實際需要的風(fēng)量應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量、風(fēng)速、溫度 、人數(shù)和局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量等規(guī)定分別進行計算,并選取其中最大值。 (1)、按瓦斯涌出量計算: Q掘=100q K =1001.51.8 =240 m/min 式中:Q —掘進工作面實際需要的風(fēng)量,m/min 100—單位瓦斯涌出配風(fēng)量,以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1%的換算值; q —掘進工作面的瓦斯絕對涌出量,1.5 m/min; K —掘進工作面的瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),取1.8 (2)、按照風(fēng)速、溫度計算掘
12、進工作面需要風(fēng)量: Q掘2= 60V掘S掘maxK溫,m3/min= 600.1529.671.0 = 267.03 m3/min 式中: V掘 —局部通風(fēng)機供風(fēng)井巷巷道最低允許風(fēng)速,m/s;全巖巷道V掘≥0.15m/s; 煤巷和半煤巖巷V掘≥0.25m/s。 S掘max —局部通風(fēng)機供風(fēng)井巷的設(shè)計最大凈斷面積,取29.67m2 K溫 —局部通風(fēng)機供風(fēng)巷道空氣溫度調(diào)整系數(shù),按溫度在15℃~16℃之間進行計算,K掘取1.0; (3)、按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)進行計算: Q掘3>4N Q掘3>112 m3/min 式中: N — 掘進工作面同時作業(yè)最多人數(shù),這里取
13、28人; 4 — 每人供風(fēng)量。 (4)、按掘進工作面炸藥量進行計算: 因該掘進工作面爆破采用煤礦三級許用乳化炸藥,按照煤礦有關(guān)規(guī)定該項不作計算。 二、按風(fēng)速進行驗算: 巷道掘進斷面不同,因此驗算取最大和最小斷面: 9S掘max<Q掘<240S掘min 267.03m3/min<267.03m3/min<7120.8 m3/min 52.65m3/min<267.03m3/min<1404 m3/min 式中: Q掘 —掘進工作面的風(fēng)量,m3/min;根據(jù)以上計算取最大值,為267.03m3/min; S掘max —局部通風(fēng)機供風(fēng)巷道的最大凈斷面積,m2;取29
14、.67 m2; S掘min —局部通風(fēng)機供風(fēng)巷道的最小凈斷面積,m2;取5.85 m2。 因此,泵房掘進需要風(fēng)量為267.03 m3/min。 三、局部通風(fēng)機選型 ⑴、局部通風(fēng)機工作風(fēng)量計算: Q扇=Q掘P(m3/min) 式中: Q扇 — 局部通風(fēng)機工作風(fēng)量,m3/min; Q掘 — 掘進工作面的需要風(fēng)量,m3/min; P — 局部通風(fēng)機供風(fēng)井巷風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù),對于柔性風(fēng)筒按下式計算: P = 1/(1-nL接) P = 1/(1-80.002) = 1/0.984 = 1.016 式中: N — 風(fēng)筒接頭數(shù); L接 — 一個接頭漏風(fēng)率,反壓邊連
15、接時,L=0.002 Q扇 = 267.031.016 = 271.3m3/min ⑵、局部通風(fēng)機及風(fēng)筒選型 根據(jù)以上計算結(jié)果,掘進工作面選用FBD5/302型局部通風(fēng)機,配Φ800mm膠質(zhì)雙反邊風(fēng)筒,可滿足生產(chǎn)要求。 3)、局部通風(fēng)機安裝處全風(fēng)壓供風(fēng)量的計算: Q掘 = ∑Q扇+60VS=430+600.1515.1= 430+136.35=566.35m3/min Q掘 —局部通風(fēng)機安裝處巷道的全風(fēng)壓供風(fēng)量,m3/min ∑Q扇—安裝在同一巷道段并聯(lián)通風(fēng)局部通風(fēng)機的需要吸風(fēng)量總和,m3/min V —局部通風(fēng)機吸入口至局部通風(fēng)機供風(fēng)巷回風(fēng)口之間的最低允許極限風(fēng)速
16、,取V=0.15m/s。 S —局部通風(fēng)機吸入口至局部通風(fēng)機供風(fēng)巷回風(fēng)口之間的巷道斷面,取15.1m2。 四、局部通風(fēng)機安裝地點 安裝局部通風(fēng)機的地點設(shè)在泵房通道口外井底車場大巷的新鮮風(fēng)流處,距全風(fēng)壓風(fēng)流匯合處不少于10m,此處全風(fēng)壓風(fēng)量大于局部通風(fēng)機吸風(fēng)量,且可以保證局部通風(fēng)機吸入口至掘進工作面回風(fēng)道口之間的最低風(fēng)速。風(fēng)速經(jīng)過驗算符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。 第三節(jié)東于礦井通風(fēng) 一、通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) 根據(jù)井田開拓部署及采區(qū)巷道布置,礦井采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)方式為機械負壓通風(fēng)。 二、風(fēng)井?dāng)?shù)目、位置、服務(wù)范圍及服務(wù)時間 礦井兼并重組整合后,以主、副斜井、進風(fēng)斜井
17、進風(fēng),回風(fēng)立井回風(fēng)。主、副斜井、進風(fēng)斜井均位于礦井的工業(yè)場地內(nèi),回風(fēng)立井位于回風(fēng)立井工業(yè)場地。 主斜井、副斜井、進風(fēng)斜井、回風(fēng)立井服務(wù)于全礦井的開采,服務(wù)年限為72.3a。 三、掘進通風(fēng)及硐室通風(fēng) 礦井移交生產(chǎn)時,井下共布置四個掘進工作面,均采用獨立通風(fēng),掘進工作面所需風(fēng)量由局部通風(fēng)機對其壓入式供給,每個掘進工作面配備兩臺局扇,一臺使用,一臺備用,兩臺局扇均為獨立供電,設(shè)自動切換裝置,當(dāng)一臺局扇或其電源出現(xiàn)故障時,能自動切換至另一臺局扇。 井下主排水泵房、主變電所等為全負壓通風(fēng)。 井下爆破材料發(fā)放硐室及采區(qū)變電所為獨立通風(fēng)。 三、風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔計算 1、礦井風(fēng)量 根據(jù)《煤礦
18、安全規(guī)程》第103條規(guī)定,礦井總風(fēng)量計算如下: 1)按井下同時工作的最多人數(shù)計算。 Q礦井=4NK礦通 式中:Q礦井——礦井總進風(fēng)量,m3/min; N——井下同時工作的最多人數(shù),214人(考慮交接班); K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù),取1.3。 則:Q礦井=42141.3=1112.8m3/min=18.5m3/s 。 2)按采煤、掘進、硐室及其他用風(fēng)地點實際需要風(fēng)量的總和計算 Q礦井=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)K礦通 式中:∑Q采——采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/s; ∑Q掘——掘進工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3
19、/s; ∑Q硐——硐室實際需要風(fēng)量的總和,m3/s; ∑Q其它——礦井除采煤、掘進和硐室地點外的其它井巷需要進行通風(fēng)的風(fēng)量總和,m3/s。 礦井兼并重組后,根據(jù)確定的開拓方案及礦井各煤層及采區(qū)接續(xù)關(guān)系,礦井移交生產(chǎn)時,設(shè)計在03號煤三采區(qū)和4號煤一采區(qū)各布置一個一次采全高綜采工作面,在03、4號煤層各布置一個順槽綜掘工作面,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面,生產(chǎn)能力達到1.5Mt/a,4號煤層一采區(qū)服務(wù)年限2.8年,該采區(qū)開采結(jié)束后,接替采區(qū)為2號煤層三采區(qū),此時,在三采區(qū)03、2號煤層各布置一個一次采全高綜采工作面,在03、2號煤層各布置一個順槽綜掘工作面
20、,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面,達到設(shè)計生產(chǎn)能力。 (1)回采實際需要風(fēng)量計算 ①按回采工作面瓦斯涌出量計算 工作面布置有專用排瓦斯巷的回采工作面風(fēng)量按計算: 其中: 式中:——回采工作面實際需要風(fēng)量,m3/min; ——回采工作面回風(fēng)流中瓦斯(或二氧化碳)的平均絕對涌出量,根據(jù)東于煤礦井下過去開采經(jīng)驗,一般為工作面風(fēng)排瓦斯量的60%, ——回采工作面瓦斯配巷瓦斯(或二氧化碳)的平均絕對涌出量,根據(jù)東于煤礦井下過去開采經(jīng)驗,一般為工作面風(fēng)排瓦斯量的40%, ——回采工作面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),取1.5。 則: 03號煤工作面: ,取7
21、45 m/min; 4號煤工作面: ,取1688 m/min; 2號煤工作面: ,取1011 m/min; ②按氣象條件計算 Q采=6070%VcfScfKchKcl 式中:Vcf~回采工作面適宜風(fēng)速,取1.0m/s Scf~回采工作面平均有效斷面,取值為S03=6.7m2;S2=11.8m2;S4=14.9m2; Kch~回采工作面高度調(diào)整系數(shù),取Kch03=1.0,Kch2= Kch4=1.1; Kcl~回采工作面長度調(diào)整系數(shù),取Kcl=1.2 則: 03號煤層:Q采=6070%1.06.71.01.2=337.68m/min 4號煤層:
22、Q采=6070%1.014.91.11.2=826.06m/min 2號煤層:Q采=6070%1.011.81.11.2=654.2m/min ③按工作人員數(shù)量計算: Q采= 4 n采 式中:4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量,m3/min; n采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù),26人; 則:Q采= 426=104m3/min=1.73m3/s。 綜合①、②、③,取 03號煤:ΣQ采=745m3/min; 2號煤:ΣQ采=1011m3/min; 4號煤:ΣQ采=1688m3/min; ④按風(fēng)速進行驗算: ⅰ、驗算最小風(fēng)量 Qcf≥600.25Scb;Scb
23、 =lcbhcf70% ⅱ、驗算最大風(fēng)量 Qcf≤604Scs;Scs =lcshcf70% 式中: Scb~采煤工作面最大控頂有效斷面積,S03=5.0m2;S2=10.0m2;S4=11.1m2; lcb~采煤工作面最大控頂距,l03=4.28m;l2=l4=5.12m; hcf~采煤工作面實際采高,h03=1.68m;h2=2.8m;h4=3.09m; Scs~采煤工作面最小控頂有效斷面積,S03=4.3m2;S2=8.8m2;S4=9.8m2; lcs~采煤工作面最小控頂距,l03=3.68m;l2=l4=4.52m; 0.25~采煤工作面允許的最小風(fēng)速,m/s;
24、70%~有效通風(fēng)斷面系數(shù); 4~采煤工作面允許的最大風(fēng)速,m/s; 則: 驗算最小風(fēng)量: 03號煤:745 m3/min f≥600.255.0=75m/min ,滿足最小風(fēng)量要求。 2號煤:1011 m3/min f≥600.2510.0=150m/min ,滿足最小風(fēng)量要求。 4號煤:1688m3/min f≥600.2511.1=166.5m/min ,滿足最小風(fēng)量要求。 驗算最大風(fēng)量: 03號煤:745m/min ≤6044.3=1032m/min,滿足最大風(fēng)量要求。 2號煤:1011m/min ≤6048.8=2112 m/min,滿足最大風(fēng)量要求。 4號煤:16
25、88m/min ≤6049.8=2352 m/min,滿足最大風(fēng)量要求。 故取 03號煤:ΣQ采 =745m/min; 2號煤:ΣQ采 =1011m/min; 4號煤:ΣQ采 =1688m/min; (2)掘進需風(fēng)量計算 03、4號煤層配產(chǎn)時,在03、4號煤層各布置一個順槽綜掘工作面,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面;03、2號煤層配產(chǎn)時,在03、2號煤層各布置一個順槽綜掘工作面,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面;礦井保持設(shè)計生產(chǎn)能力時,始終保持4個掘進工作面,均采用獨立通風(fēng),掘進工作面所需風(fēng)量由局部扇風(fēng)機供給。 ①按掘進瓦斯涌出量計算: Q掘=100q掘K掘
26、通 式中:Q掘——掘進工作面需風(fēng)量,m3/min; K掘通——掘進工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù),取1.6; q掘——掘進工作面風(fēng)排的絕對瓦斯涌出量,m3/min,03號煤:1.65m3/min;2號煤每個面:1.84m3/min ;4號煤每個面:4.35m3/min。 則: 03號煤綜掘: Q03綜= 1001.651.6=264m3/min; 2號煤綜掘: Q2綜= 1001.841.6=294.4m3/min≈295 m3/min; 4號煤綜掘: Q4綜= 1004.351.6=696m3/min。 ②按局扇實際吸風(fēng)量計算: 式中:——局部
27、通風(fēng)機實際吸氣量,本礦03、2號煤層綜掘工作面配備FBD№6.0/215型局部通風(fēng)機,其額定風(fēng)量為220~370m3/min,設(shè)計取其最大額定風(fēng)量為370m3/min;4號煤層綜掘工作面配備FBD№8.0/245型局部通風(fēng)機,其額定風(fēng)量為500~800m3/min,設(shè)計取700m3/min。 Ii——掘進工作面同時通風(fēng)的局部通風(fēng)機臺數(shù),1個; S——局部通風(fēng)機至掘進工作面回風(fēng)口之間巷道的凈斷面積,2、4號煤層取13.9m2;03號煤層取11.7m2。 則單個掘進頭: 03號煤層:Q掘=3701+0.256011. 7=545.5m3/min≈546m3/min; 2號煤層:Q掘=37
28、01+0.256013.9=578.5m3/min≈579m3/min; 4號煤層:Q掘=7001+0.256013.9=908.5m3/min≈910m3/min; 掘進頭均采用雙巷掘進,考慮到未貫通時,停掘不停風(fēng),即每個掘進面風(fēng)量為: 03號煤層:∑Q綜掘= 2546=1092m/min; 2號煤層:∑Q綜掘= 2579=1158m/min; 4號煤層:∑Q綜掘= 2910=1820m/min; ③按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量 Q掘i=4Ni 式中: Ni——第i個掘進工作面同時工作的最多人數(shù),9人 Q掘=49=36m3/min 綜合以上①②③,單個掘進工作面風(fēng)量取最大值,
29、即 03號煤層:Q掘=3701+0.256011. 7=545.5m3/min≈546m3/min; 2號煤層:Q掘=3701+0.256013.9=578.5m3/min≈579m3/min; 4號煤層:Q掘=7001+0.256013.9=908.5m3/min≈910m3/min。 ④按風(fēng)速進行驗算 按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,煤巷、半煤巖巷掘進工作面風(fēng)速應(yīng)滿足: 15Sj≤Q掘頭≤240Sj 式中:Sj——掘進工作面巷道過風(fēng)斷面,m2,2、4號煤層取13.9m2;03號煤層取11.7m2。 則綜掘進工作面風(fēng)速驗算為: 03號煤層:1511.7=175.5≤546≤
30、24011.7=2808; 2號煤層:1513.9=208.5≤579≤24013.9=3336; 03號煤層:1513.9=208.5≤910≤24013.9=3336; 經(jīng)驗算,每個掘進工作面風(fēng)量計算是合理的。 (3)硐室實際需要風(fēng)量計算 礦井兼并重組后,獨立通硐室主要是采區(qū)變電所和爆破材料發(fā)放硐室。其它井底車場硐室均位于進風(fēng)大巷,全負壓通風(fēng)。 采區(qū)變電所和爆破材料發(fā)放硐室各取120m3/min, 則:∑Q硐= 2120=240 m3/min (4)其它地點需要風(fēng)量計算 ①預(yù)抽工作面需要風(fēng)量按綜采工作面風(fēng)量的50%選取, 預(yù)抽工作面風(fēng)量:Q預(yù)抽=50%Q采 則:03號
31、煤:373m/min;2號煤:506m/min;4號煤:844m/min。 ②其它地點 根據(jù)礦井開拓部署及采區(qū)巷道布置,礦井其它地點需風(fēng)量按礦井回采、掘進、硐室實際需風(fēng)量總和的10%考慮,即600m3/s 。 (5)礦井總進風(fēng)量及風(fēng)量分配 礦井移交生產(chǎn),03、4號煤層配產(chǎn)時,設(shè)計在03、4號煤層各布置一個綜采工作面,在03、4號煤層各布置一個順槽綜掘工作面,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面則礦井總風(fēng)量按下式計算: Q礦井=(745+1688+373+844+5462+9102+9102+5792+240+600)1.15=11937m3/s,取12600m3/min,即210
32、m3/s。 設(shè)計主斜井進風(fēng)40 m3/s,副斜井進風(fēng)86 m3/s,進風(fēng)斜井進風(fēng)84m3/s。 礦井具體配風(fēng)詳見表6-3-1。 表6-3-1 03、4號煤配產(chǎn)礦井風(fēng)量分配表 序號 用風(fēng)地點 數(shù)量(個) 單位配風(fēng)量 總配風(fēng)量 m3/min m3/s m3/min m3/s 1 03號煤回采工作面 1 900 15 900 15 2 4號煤回采工作面 1 2040 34 2040 34 3 03號煤預(yù)抽工作面 1 480 8 480 8 4 4號煤預(yù)抽工作面 1 1020 17 1020 17
33、 5 順槽綜掘 03號煤綜掘面(含備用面) 2 660 11 1320 22 6 4號煤綜掘面(含備用面) 2 1080 18 2160 36 7 大巷綜掘 2號煤綜掘面(含備用面) 2 720 12 1440 24 8 4號煤綜掘面(含備用面) 2 1080 18 2160 36 9 爆破材料發(fā)放硐室 1 180 3 180 3 10 采區(qū)變電所 1 180 3 180 3 11 其它 720 12 12 總計 12600 210 4號煤層一采區(qū)開采結(jié)束后
34、,03、2號煤層配產(chǎn)時,設(shè)計在03、2號煤層各布置一個綜采工作面,在03、2號煤層各布置一個順槽綜掘工作面,在2、4號煤層各布置一個大巷綜掘工作面則礦井總風(fēng)量按下式計算: Q礦井=(745+1011+373+506+5462+5792+9102+5792+240+600)1.15=10009m3/s,取10680m3/min,即178m3/s。 設(shè)計主斜井進風(fēng)40 m3/s,副斜井進風(fēng)60 m3/s,進風(fēng)斜井進風(fēng)78m3/s。 礦井具體配風(fēng)詳見表6-3-2。 表6-3-2 03、2號煤配產(chǎn)礦井風(fēng)量分配表 序號 用風(fēng)地點 數(shù)量(個) 單位配風(fēng)量 總配風(fēng)量
35、 m3/min m3/s m3/min m3/s 1 03號煤回采工作面 1 900 15 900 15 2 2號煤回采工作面 1 1200 20 1200 20 3 03號煤預(yù)抽工作面 1 480 8 480 8 4 2號煤預(yù)抽工作面 1 600 10 600 10 5 順槽綜掘 03號煤綜掘面(含備用面) 2 660 11 1320 22 6 2號煤綜掘面(含備用面) 2 720 12 1440 24 7 大巷綜掘 2號煤綜掘面(含備用面) 2 720 12 1440 24 8
36、 4號煤綜掘面(含備用面) 2 1080 18 2160 36 9 爆破材料發(fā)放硐室 1 180 3 180 3 10 采區(qū)變電所 1 180 3 180 3 11 其它 780 13 12 總計 10680 178 2、礦井通風(fēng)阻力計算 礦井通風(fēng)阻力采用下式計算: h=∑ αLPQ2 /S3 式中:h——礦井通風(fēng)阻力,mmH2O; α——井巷摩擦阻力系數(shù),kgs2/m4; L——井巷長度,m; P——井巷凈斷面周長,m; S——井巷凈斷面
37、面積,m2; Q——通過井巷的風(fēng)量,m3/s; 經(jīng)計算,03、2號煤層配產(chǎn)時,礦井容易時期通風(fēng)阻力為2116.77Pa);困難時期通風(fēng)阻力為2818.08Pa。礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖見圖6-3-1,6-3-2,礦井通風(fēng)阻力計算詳見表6-3-2及表6-3-3。 3、礦井等積孔計算 式中:A——等積孔,m2; Q——風(fēng)量,m3/s; h——風(fēng)壓,Pa。 則礦井通風(fēng)容易時期等積孔為: A1=4.60m2。 礦井通風(fēng)困難時期等積孔為: A2=3.99m2。 可見,礦井通風(fēng)阻力等級為小阻力礦井,礦井通風(fēng)難易程度評價為容易。
38、 二、礦井風(fēng)量、負壓計算 簡單計算: Q=KQCH4/C K取1.2-2.1 QCH4=Q實測*C實測,Q實測礦生產(chǎn)時回風(fēng)巷中的風(fēng)量,C實測回風(fēng)巷中實測的瓦斯?jié)舛? C礦井風(fēng)流中允許的最大瓦斯含量。 (一)礦井需風(fēng)量 1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算礦井總需風(fēng)量計算。 Q=4NK (m3/min) 式中:N—井下同時工作的最多人數(shù),取50人。 K—風(fēng)量備用系數(shù),取1.25。 Q=4501.25=250m3/min=4.17m3/s 2、按各需風(fēng)地點實際風(fēng)量計算: Q礦≥(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ備+ΣQ其他)K m3/min 式中:ΣQ采
39、-采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min; ΣQ掘—掘進工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min; ΣQ硐—硐室實際需要風(fēng)量的總和,m3/min; ΣQ備—備用工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min; ΣQ其他—礦井除了采、掘、硐室地點以外的其他巷道需要風(fēng)量的總和,m3/min; K—礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)(抽出式取1.15~1.20,壓入式取1.25~1.30)。 1)采煤工作面實際需要風(fēng)量 (1)根據(jù)(黔府辦發(fā)〔2008〕83號)規(guī)定,按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯(二氧化碳)的濃度不超過0.8%的要求計算: Q采=125q采Kch4=1253.451.8=776.25m3/min=
40、12.94m3/s。 式中:Q采—采煤工作面實際需要風(fēng)量 m3/min q掘—采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯(或二氧化碳)的平均絕對涌出量,根據(jù)礦井瓦斯預(yù)測資料取37.21m3/t,其中30%為瓦斯抽放排放,70%為通風(fēng)排放,礦井需風(fēng)排的絕對瓦斯涌出量q絕=q相TC1440=37.21272.714400.7=4.93m3/min。采煤工作面的瓦斯涌出量占礦井的70%,即0.74.93m3/min=3.45m3/min。 Kch4—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù),取1.8 (2)按工作面溫度需風(fēng)量計算 Q采=60V采S采=601.04.2=252m3/min=4.2m3/s 式中:V采
41、—采煤工作面風(fēng)速,取1.0 m/s S采—采煤工作面的平均斷面面積,4.2m2 (3)按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)計算 每人供風(fēng)≮4m3/min: Q采>4N=430=120 m3/min=2m3/s 式中:N—工作面最多人數(shù),取30人; (4)按炸藥使用量計算需要 Q掘——掘進工作面實際需風(fēng)量,m3/min Aj——掘進面一次爆破所用的最大炸藥當(dāng)量,kg,按12kg計; b——每公斤炸藥爆破后生成的當(dāng)量CO的量,根據(jù)炸藥有毒氣體國家標(biāo)準(zhǔn),取b=0.1m3/kg t——通風(fēng)時間,一般不少于20min c——爆破經(jīng)通風(fēng)后,允許工人進入工作面工作的CO濃度,一般取c=0.02
42、%將各參數(shù)取值代入上式后,簡化為; Q掘=25Aj=2512=300m3/min=5m3/s 每kg炸藥供風(fēng)≮25 m3/min: (4)按風(fēng)速進行驗算: 600.25S< Q采<604S→154.2< Q采<2404.2→63< Q采<1008 式中:S—工作面平均斷面面積,m2 綜合上述計算,取回采工作面需風(fēng)量Q采=776.25m3/min=12.94m3/s 2)掘進工作面需要風(fēng)量計算 (1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量的稀釋需風(fēng)量計算。 根據(jù)(黔府辦發(fā)〔2008〕83號)規(guī)定,按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯(二氧化碳)的濃度不超過0.8%的要求計算: Q掘=125q掘Kch
43、4=1250.741.8=166.5m3/min=2.78m3/s 式中:Q掘—掘進工作面實際需要風(fēng)量m3/min; q掘—掘進工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯(或二氧化碳)的平均絕對涌出量,根據(jù)礦井瓦斯預(yù)測資料取37.21m3/t,其中30%為瓦斯抽放排放,70%為通風(fēng)排放,礦井需風(fēng)排的絕對瓦斯涌出量q絕=q相TC1440=37.21272.714400.7=4.93m3/min。掘進工作面的瓦斯涌出量占礦井的30%,即0.34.93m3/min=1.48m3/min,每個掘進工作面的瓦斯涌出量為0.74m3/min。 Kch4—采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),取1.8。 (2)按局部通
44、風(fēng)機最大吸風(fēng)量計算需要風(fēng)量: ① 按局部通風(fēng)機最大吸風(fēng)量計算需要風(fēng)量: Q掘=Q扇k=2401.34=321.6m3/min=5.36 m3/s k—為防止循環(huán)風(fēng)備用風(fēng)量系數(shù),取1.34; Q扇—局部通風(fēng)機最大吸風(fēng)量,根據(jù)設(shè)備技術(shù)參數(shù)取,240m3/min。 ② 按局部通風(fēng)機最大吸風(fēng)量和巷道最低風(fēng)速計算需要風(fēng)量 本礦采面運輸巷比回風(fēng)巷掘進斷面大,為5.20m2,巷道最低風(fēng)速按下式計算: Q=600.25S=600.255.20=78m3/min 故Q掘=Q扇+ Q巷=240+78=318m3/min=5.3m3/s ③ 根據(jù)以上計算,采用按局部通風(fēng)機最大吸風(fēng)量和巷道最低風(fēng)速計
45、算的需要風(fēng)量,即: Q掘=321.6m3/min=5.36m3/s (3)按工作面工作人員計算: 每人供風(fēng)≮4m3/min: Q掘>4N=420=80 m3/min 式中:N—工作面最多人數(shù),20人; (4)按炸藥使用量計算。 Q掘——掘進工作面實際需風(fēng)量,m3/min Aj——掘進面一次爆破所用的最大炸藥當(dāng)量,kg,按6kg計; b——每公斤炸藥爆破后生成的當(dāng)量CO的量,根據(jù)炸藥有毒氣體國家標(biāo)準(zhǔn),取b=0.1m3/kg t——通風(fēng)時間,一般不少于20min c——爆破經(jīng)通風(fēng)后,允許工人進入工作面工作的CO濃度,一般取c=0.02%將各參數(shù)取值代入上式后,簡化為;
46、Q掘=25Aj=256=150m3/min=2.5m3/s 每kg炸藥供風(fēng)≮25 m3/min: 式中:A—一次爆破炸藥最大用量,6kg。 (4)按風(fēng)速進行驗算: 600.25S< Q掘<604S=155.2< Q掘<2405.2=78< Q掘<1248 式中:S—工作面平均斷面面積,5.2m2 綜合上述計算,取Q掘=321.6m3/min=5.36m3/s 3)硐室需風(fēng)量 ΣQ硐=1.5s 其中:軌道上山絞車硐室配風(fēng)量為1.5s; 4)其他巷道需風(fēng)量 運輸上山與軌道上山之間的聯(lián)絡(luò)巷:1.5 m3/s 運輸上山:1.5 m3/s 5)礦井需風(fēng)量: Q礦=(ΣQ采+Σ
47、Q掘+ΣQ硐 +ΣQ其+ΣQ備)K =(12.94+25.36+1.5+1.5+1.5)1.2=33.79m3/s,取34m3/s。 按井下各供風(fēng)地點進行分配,礦井實際需風(fēng)量為34/s,風(fēng)量分配見表2-5-1。 風(fēng)量分配表 表2-5-1 供風(fēng)地點 需風(fēng)量(m/s) 重新分配量(m/s) 備注 回采工作面 12.94 14 掘進工作面 25.36 27 每個掘進面為7m/s 絞車硐室 1.5 2 其他 3 4 合計 28.16 34 (二)通風(fēng)阻力計算 根據(jù)井下各通風(fēng)地點風(fēng)量分配
48、及巷道斷面、長度、周長、支護方式和阻力系數(shù)進行計算礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的通風(fēng)阻力。 H易=RQ2=aLPQ2/S3 H難=RQ2=aLPQ2/S3 式中:h易—通風(fēng)容易時期的摩擦阻力,Pa; h易—通風(fēng)困難時期的摩擦阻力,Pa; a—摩擦阻力系數(shù),Ns2/m4; L—井巷長度,m; P—井巷凈斷面周長,m; Q—通過井巷的風(fēng)量,m3/s; S—井巷凈斷面面積,m2; R—井巷摩擦阻力, Ns2/m8; 通過計算:得到礦井在礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期通風(fēng)阻力值如下: H1=526.1pa,詳見表2-5-2; H2=1003.0pa,詳見表2-5-3。
49、 礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)阻力計算表 表2-5-2 序號 巷道名稱 支護 形式 巷道長度(m) 凈斷面(m2) 凈周長(m) 摩擦阻力系數(shù)a10-4 (N.s2/m4) 風(fēng)阻(N*s2/m8) 風(fēng)量(m3/s) 風(fēng)速(m/s) 通風(fēng)阻力(pa) 1 主斜井 砌碹 50 6.16 9.4 50 0.0101 17 2.76 2.9 錨噴 190 6.16 9.4 120 0.0917 17 2.76 26.5 2 行人斜巷 錨噴 20 5.2 8.63 120 0.0147 1
50、7 3.27 4.3 3 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 30 5.2 8.63 120 0.0221 19 3.65 8.0 4 運輸上山 錨噴 100 6.16 9.4 120 0.0483 16 2.60 12.4 5 溜煤斜巷 錨噴 60 5.2 8.63 120 0.0442 14 2.69 8.7 6 1401運輸巷 錨噴 30 5.2 9.66 120 0.0247 14 2.69 4.8 7 1401工作面 單體柱+鉸梁 120 4.2 10.2 450 0.7434 14 3.33
51、 145.7 8 1401回風(fēng)巷 錨噴 30 5.2 9.66 120 0.0247 14 2.69 4.8 9 1401回風(fēng)石門 錨噴 170 5.2 9.66 120 0.1402 14 2.69 27.5 10 一采區(qū)回風(fēng)上山 錨噴 170 5.2 9.66 120 0.0584 32 6.15 59.8 10 回風(fēng)斜井 砌碹 50 5.2 8.63 50 0.0153 34 6.54 17.7 錨噴 90 5.2 8.63 120 0.0663 34 6.54 76.6
52、11 引風(fēng)道 砌碹 40 2.75 5.2 50 0.0500 34 12.36 57.8 小 計 1150 1.3541 457.5 局部阻力 68.6 合 計 526.1 礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)阻力計算表 表2-5-3 序號 巷道名稱 支護 形式 巷道長度(m) 凈斷面(m2) 凈周長(m) 摩擦阻力系數(shù)a10-4 (N.s2/m4) 風(fēng)阻(N*s2/m8) 風(fēng)量(m3/s) 風(fēng)速(m/s) 通風(fēng)
53、阻力(pa) 1 主斜井 砌碹 50 6.16 9.4 50 0.0101 17 2.76 2.9 錨噴 190 6.16 9.4 120 0.0917 17 2.76 26.5 2 行人斜巷 錨噴 20 5.2 8.63 120 0.0147 15 2.88 3.3 3 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 30 5.2 8.63 120 0.0221 17 3.27 6.4 4 二采區(qū)運輸下山 錨噴 300 6.16 9.4 120 0.1448 17 2.76 41.8 5 三采區(qū)運輸下山 錨
54、噴 310 6.16 9.4 120 0.1496 17 2.76 43.2 6 溜煤斜巷 錨噴 80 5.2 8.63 120 0.0589 14 2.69 11.5 7 3401運輸巷 錨噴 450 5.2 9.66 120 0.3710 14 2.69 72.7 8 3401工作面 單體柱+鉸梁 100 4.2 10.2 450 0.6195 14 3.33 121.4 9 3401回風(fēng)巷 錨噴 350 5.2 9.66 120 0.2885 14 2.69 56.6 10 340
55、1回風(fēng)斜石門 錨噴 170 5.2 8.63 120 0.1252 14 2.69 24.5 11 三采區(qū)回風(fēng)上山 錨噴 230 5.2 8.63 120 0.1694 14 2.69 33.2 12 二采區(qū)回風(fēng)上山 錨噴 300 5.2 8.63 120 0.2210 32 6.15 226.3 13 一采區(qū)回風(fēng)上山 錨噴 70 5.2 8.63 120 0.0516 31 5.96 49.5 14 回風(fēng)斜井 砌碹 50 5.2 8.63 50 0.0153 34 6.54 17.7
56、 錨噴 90 5.2 8.63 120 0.0663 34 6.54 76.6 15 引風(fēng)道 砌碹 40 2.75 5.2 50 0.0500 34 12.36 57.8 無支護 60-150 圓木支護 90-190 取大值 *1.2 回采工作面 270-350 小 計 2830 2.4697 872.1 局部阻力 130.8 合 計 1003.0 3、等積孔計算及通風(fēng)難易程度評價 礦井等積孔計算公式: A=1.189Q/h0.5 式中:A—礦井等積孔,m2; Q—礦井總風(fēng)量,m3/s。 礦井通風(fēng)容易時期:A1=1.18934/526.10.5=1.76m2; 礦井通風(fēng)困難時期:A2=1.18934/1003.00.5=1.28m2。 經(jīng)計算:礦井在礦井通風(fēng)容易時期等積孔為:A=1.76m2>1,為中等阻力礦井。礦井在礦井通風(fēng)困難時期等積孔為:A=1.28m2>1,為中等阻力礦井。 一般情況下:引風(fēng)道阻力為100-200pa,自然風(fēng)阻力為200-300pa,
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