煤业公司通风设计.doc
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1、山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司2013年度二、三期通风设计一、工程概况左权五里堠煤业有限公司矿井由煤炭工业太原设计研究院设计,设计生产能力为120万吨/年。矿井开拓方式为立井、斜井混合开拓,在工业场地内布置主、副斜井、进风及回风立井四个井筒。为了确保2013年安全生产,根据施工组织设计以及掘进衔接表特编制本通风设计。设计编制依据:(1)煤矿安全规程(2011版);(2)煤矿井巷工程施工规范GB50511-2010;(3)建井工程手册;(4)煤矿建设安全规范AQ1083-20112013年五里堠计划施工进尺表1-1序号工程名称技术特征断面()工程量(m)掘进净1下组煤集中进风东大巷锚网索喷+
2、梯子梁,煤16.214.7802下组煤集中胶带运输下山锚网索喷+梯子梁,煤19.217.3820.83下组煤回风下山(南)锚网索+梯子梁,煤19.317.57204下组煤回风下山(北)锚网索喷+梯子梁,煤19.317.56875上组煤集中回风大巷锚网索喷+梯子梁,岩19.317.51806上组煤集中回风下山锚网索喷+梯子梁,煤19.317.5760.773101回风顺槽锚网索喷+梯子梁12125108下组煤集中回风东大巷锚网索喷+梯子梁,岩石19.317.595合计(巷道)3853.5二、地质概况 2.1地层概况2.1.1地形、地貌井田位于太行山西麓,属侵蚀的低中山地貌。区内地表经长期风化剥蚀
3、,沟谷纵横,荆棘丛生,地形较复杂。沟谷内多为黄土覆盖,山梁大部分为基岩裸露区,二叠系在区内各部均有出露,呈不规则分布。地势总体为西高东低,最高点为井田西界,范家庄西北,标高为1402.90m,最低点为五里堠村南河谷,标高为1121.00m,相对高差281.90m。2.1.2地层岩性特征本矿井为资源兼并重组单独保留矿井,根据原有井筒的围岩岩性资料和水文地质资料预计,施工时所穿岩层岩性良好,无流砂层、破碎岩层和强富水性含水层等不良地层,为此,设计确定井筒采用普通凿井法施工。2.1.3水文井田属于海河流域漳河水系,纵贯本井田外东缘的南河川由南向北于左权县城南汇入清漳河西源流向南东,于峧漳与清漳河东源
4、合并,自北向南,经麻田入河北省涉县。雨季河水暴涨,旱季干涸,洪峰流量85120m/s,洪水位11741100m标高。井田内无常年性河流,仅在雨季有山洪从井田东南流泄,其流量和强度与大气降水量密切相关。2.1.4煤和瓦斯本矿井属于高瓦斯矿井, 煤尘具有爆炸危险性且易自燃。1)煤层根据潞安环能地质勘探大队提供的风立井井检孔钻孔柱状图显示,五里堠矿井井筒共计揭露16个煤层,最厚一层15-3煤位于-206m-211.65m,煤层厚度为5.65m。2)瓦斯据晋中市市煤安发200927文关于晋中2009年度30万t/a以下煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复,该矿开采3号煤层,矿井瓦斯相对涌出量
5、13.73m3/t,绝对涌出量10.27m3/min,二氧化碳相对涌出量2.31m3/t,绝对涌出量1.73m3/min,鉴定等级为高瓦斯矿井,批复等级为高瓦斯矿井。三、通风系统设计3.1通风概况目前井下通风系统为进风井、主斜井、副斜井进风,回风井回风的全负压通风方式,局扇布置在井下。根据2013年掘进衔接计划,井下最多同时施工5个工作面。合理布置局扇位置,确保施工所需风量充足。3.2风量计算及风机选型风机选型3.2.1下组煤回风大巷(南)施工风机选型为例1)、 掘进工作面的需要风量、按相对瓦斯涌出量计算(综掘)Q煤 =100SLKrq相/T =10017.50.91.51.213.73/12
6、0=324.3m3/min式中:Q煤掘进工作所需风量,m3/min;q相相对瓦斯涌出量,13.73m3/tk松散系数,取1.5L综掘机每循环进尺,取0.9mR容重,取1.2T进尺每循环所需时间,取120minS巷道断面,17.5m2按炸药量计算需风量(炮掘)Q炸=7.8A(SL)21/3/t=7.830(17.51000)21/3/40=408.4m3/min式中:Q炸按爆破炸药量计算的工作需风量,m3/min;t通风时间,取t=40min ;A 一次爆破最大炸药量,30kg;S巷道断面,17.5m2; L取1000m.按人数计算Q掘 = 4N (m3/min)式中:N 掘进工作面同时工作的最
7、多人数,取20人。Q掘 = 420=80 (m3/min)按照风速计算掘进工作面需要风量:按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量:煤巷允许最小需风量Q=60SV=6017.50.25=297m3/min式中:S巷道断面,17.5m2通过以上计算,确定为掘进工作面需风量Q掘 =408.4m3/min。2)、风阻计算、风筒风阻Rp Rp6.5L/(d5) 式中:风筒摩擦阻力系数(取0.0032N.S2/m4)L风筒长度,1000md风筒直径,800mmRp6.50.00321000/0.85=63.4N.S2/m8、总通风风阻RR = Rp l76.1N.S2/m8式中:l 通风风阻附加系数(主要考
8、虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素),取 1.2。3)局扇工作风量和工作风压计算、局扇工作风量计算 Q扇= Q掘P Q扇局部通风机工作风量,m3/min P局部通风机供风巷道风筒漏风系数,柔性风筒漏风系数计算:P=1.2 Q扇=408.41.2=490m3/min、局扇理论工作风压根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值:ht = RQ扇Q掘 =76.1408.4490/3600=4234.2Pa (公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s) ht压入式局部通风机全风压,Pa;(出口动压一般忽略
9、不计)R总通风风阻 4)、风机选型根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻,在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型,选用FBDno7.5/245kw对旋局扇,该风机能满足要求。采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风。一台使用,一台备用。风机特性曲线见附图。3.2.2上组煤3101回风顺槽1)、 掘进工作面的需要风量、按相对瓦斯涌出量计算(综掘)Q煤 =100SLKrq相/T =100120.91.51.213.73/120=222.4m3/min式中:Q煤掘进工作所需风量,m3/min;q相相对瓦斯涌出量,13.73m3/tk松散系数,取1.5L综
10、掘机每循环进尺,取0.9mR容重,取1.2T进尺每循环所需时间,取120minS掘进断面,12m2按人数计算Q掘 = 4N (m3/min)式中:N 掘进工作面同时工作的最多人数,取20人。Q掘 = 420=80 (m3/min)按照风速计算掘进工作面需要风量:按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量:煤巷允许最小需风量Q=60SV=60120.25=180m3/min式中:S巷道断面,12m2通过以上计算,确定为掘进工作面需风量Q掘 =222.4m3/min。2)、风阻计算、风筒风阻Rp Rp6.5L/(d5) 式中:风筒摩擦阻力系数(取0.0032N.S2/m4)L风筒长度,1000md风筒直
11、径,800mmRp6.50.00321000/0.85=63.4N.S2/m8、总通风风阻RR = Rp l76.1N.S2/m8式中:l 通风风阻附加系数(主要考虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素),取 1.2。3)局扇工作风量和工作风压计算、局扇工作风量计算 Q扇= Q掘P Q扇局部通风机工作风量,m3/min P局部通风机供风巷道风筒漏风系数,柔性风筒漏风系数计算:P=1.2 Q扇=222.41.2=267m3/min、局扇理论工作风压根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值:ht =
12、RQ扇Q掘 =76.1222.4267/3600=1254.8Pa (公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s) ht压入式局部通风机全风压,Pa;(出口动压一般忽略不计)R总通风风阻 4)、风机选型根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻,在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型,选用FBDno6/215kw对旋局扇,该风机能满足要求。采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风。一台使用,一台备用。风机特性曲线见附图。3.2.3上组煤集中回风下山1)、 掘进工作面的需要风量、按相对瓦斯涌出量计算(综掘)Q煤 =100SLKrq相/T =10017.50.
13、91.51.213.73/120=324.3m3/min式中:Q煤掘进工作所需风量,m3/min;q相相对瓦斯涌出量,13.73m3/tk松散系数,取1.5L综掘机每循环进尺,取0.9mR容重,取1.2T进尺每循环所需时间,取120minS掘进断面,17.5m2按人数计算Q掘 = 4N (m3/min)式中:N 掘进工作面同时工作的最多人数,取20人。Q掘 = 420=80 (m3/min)按照风速计算掘进工作面需要风量:按煤巷允许最小风速计算的最小允许风量:煤巷允许最小需风量Q=60SV=6017.50.25=262.5m3/min式中:S巷道断面,17.5m2通过以上计算,确定为掘进工作面
14、需风量Q掘 =324.3m3/min。2)、风阻计算、风筒风阻Rp Rp6.5L/(d5) 式中:风筒摩擦阻力系数(取0.0032N.S2/m4)L风筒长度,1000md风筒直径,800mmRp6.50.00321000/0.85=63.4N.S2/m8、总通风风阻RR = Rp l76.1N.S2/m8式中:l 通风风阻附加系数(主要考虑风筒局部阻力、完全由局部通风机担负通风的巷道通风阻力等因素),取 1.2。3)局扇工作风量和工作风压计算、局扇工作风量计算 Q扇= Q掘P Q扇局部通风机工作风量,m3/min P局部通风机供风巷道风筒漏风系数,柔性风筒漏风系数计算:P=1.2 Q扇=324
15、.31.2=390m3/min、局扇理论工作风压根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机理论工作风压值:ht = RQ扇Q掘 =76.1324.3390/3600=2667.8Pa (公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s) ht压入式局部通风机全风压,Pa;(出口动压一般忽略不计)R总通风风阻 4)、风机选型根据局部通风机理论需要的工作风量、工作风压和实际通风风阻,在FBD系列对旋式局部通风机性能曲线上进行风机选型,选用FBDno7.1/230kw对旋局扇,该风机能满足要求。采用直径为800mm的阻燃抗静电胶质阻燃风筒一趟进行供风
16、。一台使用,一台备用。风机特性曲线见附图。3.3总需风量计算根据煤矿安全规程,矿井需要的风量按下列要求分别计算,并选取其中的最大值:(1)按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供风量不得少于4m3。则按井下同时工作的最多人数计算,矿井的总风量为:Q矿总4NK =41001.2= 480m3min 式中:N井下同时工作的最多人数,人; 4每人每分钟供风标准,m3/min; K矿井通风系数(2)按采煤工作面、掘进工作面、硐室及其它地点实际需要风量的总和进行计算:Qm(Qwt十Qht十Qrt十Qot)Km 式中:Qm矿井总风量,m3s;Qwt采煤工作面实际需要的风量总和,m3min;Qht掘进工作
17、面实际需要风量的总和,m3min;Qrt硐室实际需要风量的总和,m3min;Q ot其它用风地点所需风量的总和,m3min;Km矿井通风系数,取1.20。根据以上计算上组煤掘进工作面需风量总和Qht=390+267=657m3min消防材料库等需风量以及炸药库分别取200 m3minQm=(657+400)1.2=1268.4 m3min=21.1m3/s下组煤掘进工作面需风量总和Qht=4903=1470m3minQm=14701.2=1764 m3min=29.4m3/s总需风量Q=1268.4+1764=3032.4m3min根据以上计算,2013年我处通风困难时期最多同时施工五个工作面
18、,需风量为3032.4m3min。矿方进行风量分配,确保我处安全生产。四、检测监控系统安装GJC4/100瓦斯监测系统,局扇安装开停传感器,井下各个施工迎头安装甲烷传感器,一氧化碳传感器等分别与井下临时变电所内瓦斯监控分站连接,再由瓦斯监控分站将信号通过井筒内吊挂的瓦斯监控线MHYV-14传输至地面调度室,地面调度室内安装监控主机一套。另从分站引接控制线到断电开关,实现瓦斯电闭锁,风电闭锁。4.1瓦斯检测监控系统设计传感器的安装位置: T1 安设距工作面迎头5m之内。(掘进机必须设置机载式甲烷传感器)报警浓度: T10.8%断电浓度: T11.2%复电浓度: T10.8%断电范围: 掘进巷道内
19、全部非本质安全型电器设备。 T2 安设在各个掘进工作面后路回风系统处。报警浓度: T20.8%断电浓度: T20.8%复电浓度: T20.8%断电范围: 掘进巷道内全部非本质安全型电器设备T3 安设临时变电所进风侧处。报警浓度: T20.8%断电浓度: T20.8%复电浓度: T20.8%断电范围:机电设备硐室内全部非本质安全安全型电气设备 (1)甲烷传感器T1设在掘进工作面,垂直悬挂距顶板(棚梁)约300mm,距巷帮不小于200mm,距工作面煤壁不大于10m不小于5m范围内;甲烷传感器报警浓度0.8%;断电浓度1.2%;复电浓度1.2%。在井下信号硐室内设置分站一台,通过信号线沿回风石门巷道
20、与传感器连接。甲烷断电仪的主机接在运输设备总馈上,电源取自馈电的电源侧,在瓦斯超限时,甲烷断电仪可切断掘进巷道内所有非本质安全性设备电源。(2)甲烷传感器每隔7天调校一次;必须保证甲烷断电仪正常有效,严禁人为损坏。每天用便携式甲烷报警仪与断电仪对比,偏差较大时以读数大者为准,并要在24h内调校完毕,发现失效失灵及时更换。(3)拆除或改变与甲烷断电仪关联的电气设备的电源线及控制线、检修与断电仪关联的电气设备,需要断电仪停止运行时,须报告调度室,并用便携式甲烷报警仪监测,方可进行生产,否则要停止生产。(4)挪移探头可以由机电修工进行。甲烷断电仪必须固定人员进行维护,确保系统的灵敏可靠。当瓦斯超限或
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