胜利通风能力核定.docx
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胜利通风能力核定
1矿井概述及通风系统概况
1.1矿井概述
1.1.1地理位置
临县胜利煤焦有限责任公司(以下简称胜利煤矿)位于山西省吕梁市临县招贤镇招贤村北东部,其地理坐标为东经110°56′36″~110°58′21″,北纬37°39′57″~37°41′36″,行政区划隶属于临县招贤镇管辖。
该矿距临县县城直距近33km,运距不足50km,东南距离石市城区直距约24km,向西北约7km与离临柳石扶贫攻坚路相接,可达碛口镇和临县城。
井田东部外围有209国道主干公路经过,井田至209国道直距20余km,在离石城区附近与汾阳至军渡高速公路接轨,公路可称四通八达。
井田南侧直距23km处有孝柳铁路运煤专用线通过,井田至交口站近30km,交通便利。
1.1.2开拓方式及开采方法
矿井采用立、斜井混合开拓方式,分组水平集中大巷、采区石门运输,710m单水平开采。
采用走向长壁后退式采煤方法,顶板管理方法为全部垮落法。
1.1.3生产布置情况
⑴水平划分
矿井为710m水平单水平开采。
⑵采区划分
生产采区有一采区。
⑶采煤工作面情况
回采工作面为:
1501工作面,为综采工作面。
⑷掘进工作面情况
掘进现状:
1.2通风系统概况
胜利煤焦有限责任公司矿井通风方式为中央分列式,通风方法为抽出式。
矿井有2个进风井,即主斜井和副斜井,有1个回风井,即回风立井。
2012年8月,主井进风量876m3/min,副井进风量9818m3/min,西风井回风量10973m3/min。
回风立井安装FBCDZNo23型轴流式主要通风机2台(一用一备),电机型号:
YBF135M1-10,额定功率:
2*110KW,风机轴转速580r/min,目前叶片安装角度13度,风机排风量11113m3/min,负压2655Pa,等积孔4.347m2。
矿井通风系统稳定、合理、可靠,实现了独立通风,采掘工作面均实行独立通风,并贯穿整个采区,各用风地点及备用风地点风量均满足要求,无不合理串联通风、扩散通风、采空区通风,通风巷道风速符合《规程》规定。
局部通风管理符合要求,无局扇喝循环风现象,不存在1台局扇同时向2个以上作业点供风及1个掘进工作面使用3台(含3台)以上局扇供风的现象。
根据现场调查和查阅资料,胜利煤焦有限责任公司有完善独立的通风、防尘、防灭火及安全监控系统,通风系统合理,通风设备齐全可靠;采用机械式通风,运转风机和备用风机具备同等能力,通风机均经山西煤矿设备安全技术检测中心测试合格;安全检测仪器、仪表齐全可靠;局部通风机的安装和使用符合规定;采掘工作面串联通风符合规定。
胜利煤焦有限责任公司为低瓦斯矿井,瓦斯管理符合有关规程规定。
2012年矿井瓦斯绝对涌出量1.14m3/min,二氧化碳绝对涌出量1.883m3/min、属瓦斯二氧化碳矿井。
矿井4、5号煤煤尘爆炸等级为Ⅱ,自燃发火期80天;有煤尘爆炸危险性。
2矿井需风量及通风能力测定计算
2.1矿井需风量计算
2.1.1矿井需风量计算标准
生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面,硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。
现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K矿通m3/min
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其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和m3/min
K矿通——矿井通风需风系数(抽出式K矿通取1.15~1.2)
⑴采煤工作面的需要风量计算
每个回采工作面实际需要风量,应按气象条件以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
①低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件确定需要风量,其计算公式为:
Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温
式中:
Q采——采煤工作面需要风量,m3/min
Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量,m3/min
Q基本=60×工作面控顶距×工作面实际采高×工作面有效断面70%×适宜风速(不小于1m/s)。
K采高——回采工作面采高调整系数(见表2-1-1)
K采面长——回采工作面长度调整系数(见表2-1-2)
K温——回采工作面温度调整系数(见表2-1-3)
K采高——回采工作面采高调整系数表2-1-1
采高
<2.0
2.0~2.5
2.5~5.0及放顶煤面
系数(K采高)
1.0
1.1
1.5
K采面长——回采工作面长度调整系数表2-1-2
回采工作面长度(m)
80~150
150~200
>200
长度调整系数(K长)
1.0
1.0~1.3
1.3~1.5
K温——回采工作面温度与对应风速调整系数表2-1-3
回采工作面空气温度℃
采煤工作面风速m/s
配风调整系数K温
<20
1.0
1.00
20~23
1.0~1.5
1.00~1.10
23~26
1.5~1.8
1.100~1.25
26~28
1.8~2.5
1.25~1.40
28~30
2.5~3.0
1.40~1.60
②按工作面温度选择适宜的风速进行计算(见表2-1-3)
Q=60V采S采m3/min
式中:
V采——采煤工作面风速,m/s;
S采——采煤工作面的平均断面积,m2。
③按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量:
每人供风≮4m3/min,Q采>4Nm3/min;
每千克炸药供风≮25m3/min,Q采>25Am3/min;
式中:
N——工作面最多人数,
A——一次爆破炸药最大用量,Kg。
④按风速进行验算:
60×0.25S S——工作面平均断面积,m2 ⑤备用工作面亦应满足瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。 ⑵掘进工作面的需要风量 ①按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘——掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的绝对涌出量,m3/min; K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数,连续观测一个月,最大瓦斯绝对涌出量与平均瓦斯绝对涌出量的比值。 ②按局部通风机实际吸风量计算需要风量 岩巷掘进: Q掘=Q扇×Ii+60×0.15Sm3/min; 煤巷掘进: Q掘=Q扇×Ii+60×0.25Sm3/min; 式中: Q扇——局部通风机实际吸风量,m3/min;安设局扇的巷道中的风量,除了满足局扇的吸风量而外,还应保证局扇吸入口至掘进工作面回风流之间的风速不小于0.15m/s(岩巷)或0.25m/s(煤巷、半煤巷)以防止局扇吸入循环风和这段距离内风流停滞,造成瓦斯积聚。 Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 ③按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量: 每人供风≮4m3/min, Q掘>4Nm3/min 每千克炸药供风≮25m3/min,Q掘>25Am3/min 式中: N——掘进工作面最多人数 A——一次爆破炸药最大用量,Kg ④按风速进行验算: 岩巷掘进最低风量Q岩掘>60×0.15S掘m3/min 煤巷掘进最低风量Q煤掘>60×0.25S掘m3/min 岩煤巷道最高风量Q掘<60×4S掘m3/min S掘——掘进工作面的断面积,m2 ⑶井下硐室需要风量,应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算 ∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+...+Q硐n 式中: ∑Q硐——所有独立通风硐室风量总和,m3/min Q硐1、Q硐2、Q硐3、Q硐n…不同独立供风硐室风量,m3/min 矿井井下不同硐室配风原则: ①井下充电室,应按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算风量。 ②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。 选取硐室风量,须保证机电硐室温度不超过30℃,其它硐室温度不超过26℃。 ③其它井巷实际需要风量,应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算 ∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n 式中: Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n分别为各其它井巷风量。 m3/min 注: 根据胜利煤焦有限责任公司历年瓦斯等级鉴定结果,该矿为低瓦斯矿井,所以按满足独立通风巷道最低允许风速要求对其进行配风。 2.1.2矿井需风量计算 2.1.2.1采煤工作面需风量计算 ⑴1501工作面 综采工艺,面长150m、实际采高1.9m、平均控顶距5.6m,工作面回风流温度20℃,工作面最多工作人数60人。 ①按气象条件进行计算: Q采1=60×5.6×1.9×0.7×1×1×1×1=447m3/min ②按工作面温度选择适宜的风速进行计算: Q采1=60×5.6×1.9×1=638m3/min ③按回采工作面同时作业的人数计算: Q采1=60×4=240m3/min 所以,72024作面需风量取上述最大值638m3/min。 ④按风速验算: Q采1=638m3/min>15S采1=15×1.9×5.6=160m3/min Q采1=638m3/min<240S采1=240×1.9×5.6=2554m3/min 所以,7204工作面需风量为638m3/min。 2.1.2.2掘进工作面需风量计算 ⑴六采南翼回风巷 六采南翼回风巷为全岩巷道,锚网喷支护,荒断面积为12.5m2,局扇安设在南石门,安设地点为全风压通风,锚网喷巷道,断面积为12.5m2,局扇型号为FBD№6.3型2×30kw对旋式风机,风筒直径600mm,供风距离1340m,局扇实际吸风量为271m3/min,掘进工作面迎头风量为218m3/min,瓦斯浓度为0.04%,根据7月份瓦斯日报表统计分析瓦斯不均衡系数为1.6,工作面人数25人,温度22℃。 ①按瓦斯涌出量计算 Q掘1=100×qCH4×K掘通 =100×218×0.04%×1.6=13.95m3/min ②按局部通风机的实际吸风量进行计算 Q掘1=Q扇×Ii+60×0.15S=271×1+9×12.5=384m3/min ③按掘进工作面同时工作的人数计算 Q人=4×N=4×25=100m3/min 所以,六采南翼回风巷需风量取上述最大值384m3/min。 ④按风速进行验算 岩巷掘进风量需满足: 60×0.15S掘<Q岩掘<60×4S掘,m3/min Q掘1=384m3/min>60×0.15S掘1=9×12.5=112.5m3/min; Q掘1=384m3/min<60×4S掘1=240×12.5=3000m3/min; 所以,六采南翼回风巷需风量为384m3/min。 2.1.2.3硐室需风量计算 井下硐室需要风量,按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算。 井下充电室按其回风流中的氢气浓度小于0.5%计算风量; 机电硐室需要风量根据不同硐室内设备的降温要求进行配风,保证机电硐室内空气温度不超过30℃,其它硐室温度不超过26℃。 该矿井下共有2个独立通风硐室,按经验值取值为: 电机车修理间: 150m3/min采区配电所: 150m3/min 所以,硐室需要风量为: =150+150=300m3/min。 2.1.2.4其它独立通风巷道需风量计算 其它井巷实际需风量,按矿井各个其它巷道用风量的总和计算;根据胜利煤焦有限责任公司历年瓦斯等级鉴定结果,该矿为低瓦斯矿井,所以按满足独立通风巷道最低允许风速要求对其进行配风: 运输机巷: Q运输=15S运输; 其它通风行人巷道: Q其它=9S其它; 架线电机车巷道: Q架线=60S架线。 1503通风巷道Q=15×10.5=158m3/min; 所以,其它独立通风巷道需要风量为: =158+137=295m3/min。 2.1.2.5矿井需风量计算 胜利煤焦有限责任公司通风方式为抽出式,低瓦斯矿井,独立通风的采掘工作面个数为3个,供风系数取1.25,所以矿井需风量为: Q矿=( + + + )×K矿通 =(2138+3404+1740+295)×1.2 =7577×1.2=9092m3/min。 根据胜利煤焦有限责任公司提供的资料,井下同时工作的最多人数为100人,每人供给风量不得少于4m3/min,所以矿井总需风量不得低于100×4=400m3/min。 矿井总需风量取上述最大值9092m3/min。 2.2矿井通风能力核定 2.2.1矿井通风能力计算标准 胜利煤焦有限责任公司2006年核定生产能力为190万t/a,2007年实际生产原煤181.7576万吨,因此本次通风能力核定采用由里向外核算法。 按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量(有效风量)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1、m2),取当年度每个采掘工作面的产量,计算矿井通风能力。 A= (万t/a) 式中: A采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量,万t/a; A掘j——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量,万t/a; m1——回采工作面的数量,个; m2——掘进工作面的数量,个; m1、m2应符合合理采掘比。 2.2.2矿井通风能力计算 胜利煤焦有限责任公司矿井总进风量10694m3/min,需风量9092m3/min,进风量满足矿井需风量要求。 矿井安排1个综采工作面和2个掘进工作面生产,具体见表2-2-1、表2-2-2和表2-2-3。 ⑴采煤工作面特征表 采煤工作面特征表表2-2-1 煤层 平均面长l (m) 平均 采高h (m) 原煤 视密度r t/m3 回采率c (%) 年工 作日n (d) 正规 循环 系数N 工作 面个数a 循环进度 日推 进度 b 采煤 方法 5层煤 135 1.89 1.35 95 330 0.8 2 0.6 5.4 综采 ⑵综掘工作面特征表 综掘工作面特征表表2-2-2 煤层 巷道 宽度 (m) 煤层 高度 (m) 巷道纯 煤面积s (m2) 原煤视 密度r (t/m3) 日进尺 (m/d) 年工 作日 (d) 工作面 个数a 年进尺 L (m) 5层煤 3.5 2.3 4.025 1.35 25 330 2 8250 ⑶炮掘工作面特征表 炮掘工作面特征表表2-2-3 煤层 巷道 宽度 (m) 煤层 高度 (m) 巷道纯 煤面积s (m2) 原煤视 密度r (t/m3) 日进尺 (m/d) 年工 作日 (d) 工作面 个数a 年进尺 L (m) 4、11层煤 3.5 2.3 4.025 1.35 32 330 8 10560 矿井通风能力为: =A2采+A4采+A11采+A综掘+A炮掘 =l2采×h2采×r2采×b2采×n2采×N2采×c2采×a2采 +l4采×h4采×r4采×b4采×n4采×N4采×c4采×a4采 +l11采×h11采×r11采×b11采×n11采×N11采×c11采×a11采 +r综掘×s综掘×L综掘+r炮掘×s炮掘×L炮掘 =135×1.89×1.35×5.4×330×0.8×0.95×2 +249×2.4×1.35×3.6×330×0.8×0.95×1 +140×1.63×1.35×5.4×330×0.8×0.95×1 +1.35×4.025×8250+1.35×4.025×10560 =932997+849808+417225+44828+57380 =2302238t/a 即230.2万t/a。 3矿井通风能力验证 3.1矿井通风动力验证 3.1.1矿井通风系统优化情况 2012年5月份以来,矿井进行了通风系统调整,使矿井通风系统稳定可靠符合规定要求,总回风巷进行了喷浆整治,另外对井下通风设施包括风门、密闭等进行全面检查和修复,达到了良好的通风效果,通风系统更加合理、稳定、可靠。 3.1.2通风动力验证 矿井主通风机总排风量11113m3/min(185.22m3/s),负压2655Pa,该工况点位于风压特性曲线“驼峰”的右下侧,工况点处于安全、合理、可靠范围之内。 目前该风机系统布置1个回采工作面、2个掘进工作面生产,系统总需风量9092m3/min,实际进风量10694m3/min,能满足该风机系统安全运转的需要。 3.2矿井通风网络解算验证 矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。 用图论的方法对通风系统进行抽象描述,把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统,称为通风网络。 通风系统中各井巷分配的风量遵循一定规律,通风网络的一个重要特征就是风流稳定性,井下巷道、用风地点的风流方向稳定、风量满足要求,井巷风速满足要求。 矿井总进风量10694m3/min,总排风量11113m3/min,负压2655Pa,等积孔4.16m2;系统通风容易,即通风网络“通过风流的能力”较强,通风阻力分配合理且与主要通风机性能相匹配,矿井通风网络符合《煤矿安全规程》规定,采掘工作面通风系统合理、完善,不存在不符合规定的串联通风、扩散通风及老塘通风现象。 3.3矿井用风地点有效风量验证 2012年8月,矿井总排风量11113m3/min,有效风量9461m3/min,有效风量率88.5%,根据现场实际测定的矿井各用风地点的风量是否满足需风量要求来验证矿井各用风地点的有效风量,并验证各用风地点的风流速度、温度是否符合《煤矿安全规程》规定。 各地点相关数据验证情况具体见表3-3-1。 由表3-3-1可以看出,矿井各用风地点的实际风量均能满足需风量要求,风流速度及温度符合《煤矿安全规程》的相关规定。 3.4矿井稀释瓦斯能力验证 稀释瓦斯能力验证主要是利用瓦斯鉴定结果以及矿井瓦斯安全检测仪器仪表检测的结果,验证矿井通风稀释排放瓦斯的能力,确保各地点的瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》规定。 具体见表3-4-1。 矿井用风地点有效风量验证表表3-3-1 1 一采区 1501面 515 607 是 0.25~4 1.16 是 ≤26 23 是 1503轨道巷 200 231 是 0.15~4 0.30 是 ≤26 22 是 风车前 351 386 是 1503运输巷 151 205 是 0.25~4 0.38 是 ≤26 22 是 风车前 249 249 是 电机车修理间 150 92 是 ≤30 23 是 采区配电所 60 98 是 ≤30 23 是 2 矿井进回风 矿井西翼进风 5155 ≤8 4.61 是 ≤26 20 是 矿井南石门进风 5539 ≤8 7.12 是 ≤26 20 是 西风井回风 10973 ≤15 14.29 是 ≤26 20 是 矿井稀释瓦斯能力验证表表3-4-1 序号 地点 规程规定 实际测定 是否满足要求 1 1501面 <1% 0.05% 是 2 1503轨道巷 <1% 0.05% 是 3 1503运输巷 <1% 0.05% 是 4 采区配电所 <1% 0.04% 是 5 电机车修理间 <1% 0.04% 是 胜利煤焦有限责任公司历年矿井瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井,根据瓦斯等级鉴定和瓦斯管理经验,在正常通风的情况下,采掘工作面、回风巷瓦斯含量很低,生产中未出现瓦斯超限或瓦斯积聚现象。 2010年3月,该矿更新安装了KJ76N型安全监控系统,经运行情况表明,未出现过瓦斯超限报警现象,瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》规定要求,确定矿井通风能力满足矿井稀释瓦斯的需求,能够保证矿井安全生产。 4矿井通风能力现场测定结果计算 胜利煤焦有限责任公司属于低瓦斯矿井,矿井通风系统独立、完整、可靠,采掘工作面均实现了独立通风,无不符合规定的串联通风、扩散通风和采空区通风,因此无《煤矿通风能力核定标准》中所涉及的扣减通风能力项目。 经过以上计算和能力验证,矿井主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、合理、可靠的范围之内,矿井通风阻力与主要通风机性能相匹配,能够满足安全生产实际需要;矿井各用风地点及采区有效风量满足该地点风量需求,井巷中风流速度、温度等符合《煤矿安全规程》规定;矿井各相关地点瓦斯检测结果符合《煤矿安全规程》的有关规定,无瓦斯积聚或超限现象。 因此,经综合计算,确定胜利煤焦有限责任公司矿井通风能力为230.2万t/a。
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