某年通风生产能力核定.docx
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某年通风生产能力核定.docx
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某年通风生产能力核定
某年通风生产能力核定
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一、矿井概况:
中马村矿为立井单水平上下山开拓方式,设计生产能力60万吨,,2009年实际生产原煤115万吨,,煤层瓦斯含量为10—30m3/t,自建井以来共发生煤与瓦斯突出26次,始突标高-46米,未发生过煤尘爆炸事故,2004年煤尘鉴定结果,其爆炸指数为9.26%,属于无煤尘爆炸危险性。
矿井通风方式为混合抽出式通风,四个进风井,即主井、副井、罗庄西风井和23潜排孔小井;两个回风井,即北风井和罗庄东风井。
矿井各采区实行分区式通风,采区上(下)山均布置三条,即:
轨道、皮带、回风。
其中轨道、皮带上(下)山进风,回风上(下)山回风。
采掘工作面均实行独立通风的通风系统,集中使用回风上(下)山回风。
北风井安装2台2K56-1H№24型轴流式通风机,其中一台工作,一台备用,电机功率501KW,运转风机1号,风叶角度25°,负压3528Pa,工作风量为3159m3/min(2号风机备用,风叶角度30°)。
总进风量为5120m3/min,北风井回风量为3009m3/min,计算需风量为2677m3/min。
罗庄东风井安装2台GAF25-12.5-16L型轴流式通风机,其中一台工作,一台备用,电机功率为750KW,运转风机2号,风机角度-5°,负压3342Pa,工作风量为7537m3/min(1号风机备用,风叶角度-2.5°)。
罗庄东井总进风量为4771m3/min,罗庄西井总回风量为7178m3/min,计算需风量为5280m3/min。
12月份矿井总进风量为9891m3/min,总有效风量9294m3/min,总回风量为10187m3/min,矿井有效风量率为86.9%,矿井等积孔为3.48,矿井瓦斯绝对涌出量为25.23m3/min,相对涌出量为15.70m3/t,矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。
全矿井共安排3个回采工作面,2个备用工作面;6个掘进工作面正常生产。
其中北风井1个备用工作面,4个掘进工作面;罗庄风井3个采煤工作面,1个备用工作面,2个掘进工作面。
在进行矿井通风能力核定时,计算3个采煤工作面,6个掘进工作面的产量。
二、矿井通风能力核定:
(一)、矿井通风能力核定采用的方法
采用由里向外核算法计算。
(二)、矿井需风量的计算
矿井需风量的计算按各采区工作面、掘进工作面、硐室及其它巷道等用风地点的风量进行计算,采用公式
(1):
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其)×K矿通 m3/min (1)
式中:
∑Q采—采煤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—其他巷道实际需要风量的总和 m3/min
K矿通—矿井通风系数 取1.2
1、北风井采掘工作面及机电硐室的需风量计算
目前北风井生产的掘进工作面4个(27011运输巷、27011回风巷、27102运输巷、27102回风巷)。
根据《煤矿安全规程》,按回采工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的浓度不超过1%的要求计算。
采用公式(2):
Q采=100q采×KCH4
(2)
式中:
Q采—采煤工作面实际需要风量 m3/min
q采—采煤工作面回风巷中的CH4绝对涌出量 m3/min
KCH4—采面CH4涌出不均衡系数(取12月份瓦斯监测报表值)
见表1(附后)
按照上式
(2)分别计算采煤工作面和备用工作面需风量。
根据矿井实际情况CO2涌出量较小且没有超限,故不再采用CO2绝对涌出量计算:
a:
27011回风巷的需风量
①该工作面瓦斯绝对涌出量为1.64m3/min,CH4涌出不均衡系数为1.45,按公式计算:
Q掘a=100q掘×KCH4
=100×1.64×1.45=238m3/min
②按局扇实际吸风量计算
该面安装一台FBD№-60/6.3型局扇,实际吸风量为220m3/min,风机后侧断面积5.8m2,按公式计算得:
Q掘a=Q扇+60×0.25×S=220+87=307m3/min
③按工作面出勤最多人数计算:
Q掘a=4N=4×40=160m3/min
按照取大值的原则进行风速验算得:
15S<Q掘<240S
87<307<1392
结果取Q掘a=307m3/min
b:
27011运输巷的需风量
①该工作面瓦斯绝对涌出量为0.49m3/min,CH4涌出不均衡系数为1.21,按公式计算:
Q掘b=100q掘×KCH4
=100×0.49×1.21=60m3/min
②按局扇实际吸风量计算
该面安装一台FBD№-60/6.3型局扇,实际吸风量为209m3/min,风机后侧断面积5.8m2,按公式计算得:
Q掘b=Q扇+60×0.25×S=209+87=296m3/min
③按工作面出勤最多人数计算:
Q掘b=4N=4×30=120m3/min
按照取大值的原则进行风速验算得:
15S<Q掘<240S
87<296<1392
结果取Q掘b=296m3/min
c:
27102回风巷需风量
①该工作面绝对瓦斯涌出量为1.71m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.30,按公式计算得:
Q掘c=100q掘×KCH4
=100×1.71×1.30=222m3/min
②按局扇实际吸风量计算
该面安装一台YBTe-62型局扇,实际吸风量为232m3/min,风机后侧断面积5.4m2,按公式计算得:
Q掘c=Q扇+60×0.25×S=232+81=313m3/min
③按工作面出勤最多人数计算:
Q掘c=4N=4×38=152m3/min
按照取大值的原则进行风速验算得:
15S 81<313<1296 结果取Q掘c=313m3/min d: 27102运输巷需风量 ①该工作面绝对瓦斯涌出量为0.94m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.21,按公式计算得: Q掘d=100q掘×KCH4 =100×0.94×1.21=114m3/min ②按局扇实际吸风量计算 该面安装一台YBTe-62型局扇,实际吸风量为226m3/min,风机后侧断面积5.4m2,按公式计算得: Q掘d=Q扇+60×0.25×S=226+81=307m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q掘d=4N=4×42=168m3/min 按照取大值的原则进行风速验算得: 15S<Q掘<240S 81<307<1296 结果取Q掘d=307m3/min e: 23061备用炮采工作面需风量计算 ①该工作面目前瓦斯绝对涌出量为0.29m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.20,工作面无人工作,因此该工作面需风量按实际采煤工作面需风量的50%计算比较适宜。 ②根据工作实际经验,该工作面采煤时实际需风量应在300m3/min左右时: Q备=600×50%=150m3/min f: 根据矿井实际情况按标准取值方法给定机电硐室需风量 充电硐室(机车库)需风量200m3/min 井底炸药库需风量 80m3/min 23泵房需风量 120m3/min 25变电所需风量 65m3/min 27瓦斯泵站需风量 80m3/min 27轨道变电所需风量 65m3/min 北风井系统机电硐室共计需风量 610m3/min 根据以上结果计算北风井需风量的总和(∑Q掘、∑Q硐和∑Q备)得: ∑Q北风井=(∑Q掘+∑Q硐+∑Q备)×1.2 =(1471+610+150)×1.2 =2677m3/min 2、罗庄风井采掘工作面及机电硐室的需风量计算 目前罗庄风井生产的采煤工作面有3个(19063炮采工作面、39041综采工作面、211041炮采工作面),备用工作面1个(211031工作面);煤巷掘进工作面2个(39051运输巷、39051回风巷);岩巷掘进工作面1个(39顶抽巷)。 根据《煤矿安全规程》,按回采工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的浓度不超过1%的要求计算。 采用公式(2): Q采=100q采×KCH4 (2) 式中: Q采—采煤工作面实际需要风量 m3/min q采—采煤工作面回风巷中的CH4绝对涌出量m3/min KCH4—采面CH4涌出不均衡系数(取12月份瓦斯监测报表值) 见表1(附后) 按照上式(2)分别计算采煤工作面和备用工作面需风量。 根据矿井实际情况CO2涌出量较小且没有超限,故不再采用CO2绝对涌出量计算: a: 19063炮采工作面的需风量 ①该工作面瓦斯绝对涌出量为1.38m3/min,CH4涌出不均衡系数为1.46,按公式计算: Q采a=100q采×KCH4 =100×1.38×1.46=201m3/min ②按工作面温度选择适宜的风速进行计算,该工作面最大断面为7.2m2,适宜风速取1.2m/s。 按公式计算: Q采a=60V×S =60×1.2×7.2=518m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q采a=4N=4×87=348m3/min ④按以上计算取最大值的原则进行风速验算 15S 108<518<1728 结果Q采a按照取大值进行风速验算后取518m3/min,为该面的实际需风量。 b: 211041炮采工作面的需风量 ①该工作面瓦斯绝对涌出量为4.97m3/min,CH4涌出不均衡系数为1.47,按公式计算: Q采b=100q采×KCH4 =100×4.97×1.47=731m3/min ②按工作面温度选择适宜的风速进行计算,该工作面最大断面为7.2m2,适宜风速取1.4m/s。 按公式计算: Q采b=60V×S =60×1.4×7.2=605 m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q采b=4N=4×80=320m3/min ④按以上计算取最大值的原则进行风速验算 15S<Q采b<240S 108<731<1728 结果Q采b按照取大值进行风速验算后取731m3/min,为该面的实际需风量。 c: 39041综采工作面的需风量 ①该工作面瓦斯绝对涌出量为4.98m3/min,CH4涌出不均衡系数为1.42,按公式计算: Q采c=100q采×KCH4 =100×4.98×1.42=707m3/min ②按工作面温度选择适宜的风速进行计算,该工作面最大断面为12.4m2,适宜风速取1.4m/s。 按公式计算: Q采c= 60V×S =60×1.4×12.4=1042m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q采c=4N=4×70=280m3/min ④按以上计算取最大值的原则进行风速验算 15S 186<1042<2976 结果Q采c按照取大值进行风速验算后取1042m3/min,为该面的实际需风量。 d: 211031备用工作面需风量 ①、该工作面目前绝对瓦斯涌出量为1.46m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.48,工作面无人工作,因此该工作面需风量按实际采煤工作面需风量的50%计算比较适宜。 ②、根据工作实际经验,该工作面采煤时实际需风量应在500m3/min左右时: Q备=500×50%=250m3/min e: 39051回风巷需风量 ①、该工作面绝对瓦斯涌出量为1.85m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.28,按公式计算得: Q掘e=100q掘×KCH4 =100×1.85×1.28=237m3/min ②、按局扇实际吸风量计算 该面安装一台FBDNo-60/6.3型对旋局扇,实际吸风量为345m3/min,风机后侧断面积5.5m2,按公式计算得: Q掘e=Q扇+60×0.25×S=345+83=428m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q掘e=4N=4×36=144m3/min 按照取大值的原则进行风速验算得: 15S<Q掘<240S 83<428<1320 结果取Q掘e=428m3/min f: 39051运输巷需风量 ①、该工作面绝对瓦斯涌出量为1.93m3/min,瓦斯涌出不均衡系数为1.28,按公式计算得: Q掘f=100q掘×KCH4 =100×1.93×1.28=247m3/min ②、按局扇实际吸风量计算 该面安装一台FBDNo-60/6.3型对旋局扇,实际吸风量为472m3/min,风机后侧断面积6.4m2,按公式计算得: Q掘f=Q扇+60×0.25×S=472+96=568m3/min ③按工作面出勤最多人数计算: Q掘f=4N=4×40=160 m3/min 按照取大值的原则进行风速验算得: 15S< Q掘<240S 96<568<1536 结果取Q掘f=568m3/min g: 39顶抽巷需风量 39顶抽巷瓦斯涌出量很小,按风机吸风量进行计算需风量。 ①、按局扇实际吸风量计算 该面安装一台YBTe-62型局扇,实际吸风量为227m3/min,风机后侧断面积6.8m2,按公式计算得: Q掘e=Q扇+60×0.15×S=227+61=288m3/min ②按工作面出勤最多人数计算: Q掘d=4N=4×30= 120m3/min 按照取大值的原则进行风速验算得: 15S< Q掘<240S 102<288<1632 结果取Q掘e=288m3/min j: 根据矿井实际情况按标准取值方法给定机电硐室需风量 39炸药库需风量 100m3/min 罗庄进风巷车房需风量 65m3/min 39上平道变电所需风量 65m3/min 39中间变电所需风量 65m3/min 39泵房需风量 150m3/min 211上平道变电所需风量 65m3/min 211轨道变电所需风量 65m3/min 罗庄风井系统机电硐室共计需风量575m3/min 根据以上计算结果罗庄风井需风量的总和(∑Q采、∑Q掘、∑Q硐和∑Q备)得: ∑Q罗庄=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备)×1.2 =(2291+1284+575+250)×1.2 =5280m3/min 3、井下机电硐室需风量 根据矿井实际情况按标准取值方法给定需风量。 北风井系统机电硐室需风量一览表,如表2-1: 地点 需风量m3/min 实测风量m3/min 温度℃ 地点 需风量m3/min 实测 风量m3/min 温度℃ 充电硐室 200 234 12 井底炸药库 80 102 14 23泵房 120 151 16 25变电所 65 73 10 27轨道变电所 65 70 14 27瓦斯泵站 80 113 12 罗庄风井系统机电硐室需风量一览表,如表2-2: 地点 需风量 m3/min 实测风量m3/min 温度℃ 地点 需风量m3/min 实测 风量m3/min 温度℃ 39炸药库 100 212 10 罗庄进风巷车房 65 73 6 39上平道变电所 65 75 14 39泵房 150 205 16 39轨道变电所 65 73 16 211轨道变电所 65 72 14 211上平道变电所 65 75 12 全矿井需风量计算结果,按公式 (1)计算得: Q矿=∑Q北+∑Q罗 =2677+5280 =7957m3/min 根据计算: 矿井需风量取7957m3/min 4、根据以上计算各工作地点需要风量表。 见表3 北风井系统各地点需风量一览表,如表3-1: 用风地点 需要风量m3/min 实测风量 m3/min 用风地点 需要风量 m3/min 实测风量 m3/min 23061备用工作面 150 156 充电硐室 200 234 27011回风巷 555 682 井底炸药库 80 102 27011运输巷 296 308 25变电所 65 73 27102回风巷 313 357 23泵房 120 151 27102运输巷 307 313 27瓦斯泵站 80 113 27轨道变电所 65 70 罗庄风井系统各地点需风量一览表,如表3-2: 用风地点 需要风量m3/min 实测风量 m3/min 用风地点 需要风量 m3/min 实测风量 m3/min 19063采煤工作面 518 689 39炸药库 100 212 211041采煤工作面 731 1155 罗庄进风巷车房 65 73 39041综采工作面 1042 1246 39上平道变电所 65 75 211031采煤工作面 250 305 39中间变电所 65 73 39051回风巷 428 486 39泵房 150 205 39051运输巷 568 806 211轨道变电所 65 72 211上平道变电所 65 75 (三)、矿井通风系统生产能力计算: 采用由里向外核算法算 矿井为混合式通风,总进风量为9891m3/min,需风量为7957m3/min,可安排3个采煤工作面,2个备用工作面,6个掘进工作面,矿井风量完全能满足生产需要。 1、北风井各煤层工作面特征列表(分别见表4~表5) 表4—炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺 (m/d) 年工作日数(d) 工作面 个数 生产能力(万t/a) 8.2 1.65 7.5 330 2 6.70 表5—炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度(t/m3) 日进尺(m/d) 年工作日数(d) 工作面 个数 生产能力(万t/a) 9.1 1.65 4.5 330 2 4.46 2、罗庄风井各煤层工作面特征列表(分别见表6~表10) 表6—19063采煤工作面特征表 工作面平均长(m) 平均采高 (m) 原煤视密度 (t/m3) 回采率 (%) 年工作日数(d) 100 2.2 1.65 95 330 正规循环作业系数(%) 工作面个数 日推进度 (m) 采煤方法 生产能力 (万吨/年) 0.8 1 2.4 炮采 21.85 表7—211041采煤工作面特征表 工作面平均长(m) 平均采高 (m) 原煤视密度(t/m3) 回采率 (%) 年工作日数(d) 125 2.2 1.65 95 330 正规循环作业系数(%) 工作面个数 日推进度 (m) 采煤方法 生产能力 (万t/a) 0.8 1 2.4 炮采 27.31 表8—39041综采工作面特征表 工作面平均长(m) 平均采高(m) 原煤视密度 (t/m3) 回采率 (%) 年工作日数(d) 120 3 1.65 97 330 正规循环作业系数(%) 工作面个数 日推进度 (m) 采煤方法 生产能力 (万t/a) 0.8 1 3.6 综采 54.76 表9—炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度 (t/m3) 日进尺 (m/d) 年工作日数(d) 工作面 个数 生产能力(万t/a) 12 1.65 3.6 330 1 2.35 表10—炮掘工作面特征表 巷道纯煤面积(m2) 原煤视密度 (t/m3) 日进尺 (m/d) 年工作日数(d) 工作面 个数 生产能力(万t/a) 9.1 1.65 4.5 330 1 2.23 3、全矿井生产能力计算 (1)、北风井通风系统生产能力为: m1 A北=∑A北掘=11.16(万t/a) Ij=1 (2)、罗庄风井通风系统生产能力为: m1 m2 A罗=∑A罗采+∑A罗掘=104.92+4.58=109.50(万t/a) I=1 j=1 (3)、全矿井通风系统生产能力为: A全=A北+A罗=11.16+109.50=120.66(万t/a) 按照取整去零的原则,矿井核定通风能力取120万t/a。 采掘比例为m1: m2=1: 2 式中: m1—采区工作面数量,个; m2—掘进工作面数量,个。 采掘比例合理1: 2能够满足核定要求。 (四)矿井通风能力验证 1、矿井主要通风机性能验证 矿井通风方式为混合抽出式通风,主要回风井有2个,分别是北风井和罗庄东风井。 能力核定月(9月),通风情况如表11: 名称 总回 风量m3/min 运转风机 运转风机情况 型号 电机功率KW 编号 风叶 角度 电机轴功率KW 工作风量 m3/min 静压Pa 北风井 3009 2K56-1H№24 500 2# 25 368 3159 3528 罗庄东风井 7178 CAF25-12.5-16L 750 1# -2.5 487 7537 3342 合计 10187 10696 说明: (1)、北风井风机角度的调整范围是: 0°—50° (2)、罗庄东风井风机角度的调整范围是: -15°—15° (3)、附风机性能测定曲线图及工况点 (4)、罗庄风机特性曲线为2006年11月河南理工大学测定绘制,北风井风机特性曲线为2008年11月河南煤矿安全监察局矿用安全产品检验中心测定绘制。 根据特性曲线工况所示,矿井实际排风量为10187m3/min,矿井需风量7957m3/min,风机运行在合理工作范围
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