黑桃煤礦通風能力核定報告書

 　　黑桃煤礦通風能力核定報告書

　　一、 通風概況

　　礦井開拓方式為斜井開拓，其中主斜井長315米，傾角220，擔負礦井人員出入井、運煤、進風、敷設管線等任務，兼做安全出口;付斜井長265米，傾角25°，擔負進風任務、運送材料、排水管路兼做安全出口。

　　我礦現(xiàn)有備采工作面一個，采煤工作面一個，硐室四個，掘進一個，礦井總進風量為1710m³/min，現(xiàn)有效風量可達95%。我礦為低瓦斯礦井其瓦斯絕對涌出量為0.47 m³/min，相對瓦斯涌出為1.93m³/t，二氧化碳絕對涌出量為0.93 m³/min，相對瓦斯涌出量為1.93m³/t,其中任何一個回采工作面或掘進工作面從未發(fā)生過煤與瓦斯突出事件。

　　主扇選用FBCDZ_№16通風機兩臺，配套電動機功率為2×75KW;我礦采用抽出式通風。其中主要通風機運轉參數(shù)為：電壓：380V，電流60A，負壓1020—2650Pa。

　　我礦現(xiàn)開采所屬44#煤層，下設一個盤區(qū)，現(xiàn)有采煤工作面一個，備采工作面一個，硐室四個，掘進工作面一個，無其他不符合規(guī)定的擴散通風和串聯(lián)通風，通風系統(tǒng)達到經(jīng)濟、簡單、可靠。

　　二、 計算過程及結果

　　根據(jù)《煤礦生產(chǎn)能力核定標準》第29條規(guī)定，經(jīng)計算各工作地點需要風量見表1-1。

　　1、采煤工作面需要風量計算：

　　(1)采煤工作面按氣象條件確定需要的風量：

　　Q采=Q基采×K采高×K采面長×K溫度(m³/min);

　　式中的Q采——采煤工作面所需的風量(m³/min);

　　Q基采——不同采煤方式工作面中所需要的基本風量(m³/min);

　　K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)(我礦采高為1.5m，采高﹤2.0時，系數(shù)取1.0);

　　K采面長——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)(傾斜長度120m，傾斜長度為80至150米時系數(shù)取1.0);

　　K溫度——回采工作面溫度與對應風速調(diào)整系數(shù)(工作面溫度在20℃至30℃之間時，系數(shù)取1.0);

　　Q基本=60×工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風速(不小于1.0m/s)m³/min;

　　工作面控頂距取4.2米，工作面實際采高1.5米，適宜風速取1.6m/s。

　　Q基采=60×3.9×1.5×1.6×70%=393.1m³/min;

　　所以Q采=393.1×1×1×1.1=432m³/min。

　　(2)按瓦斯(二氧化碳)絕對涌出量計算需要風量：

　　Q回采=100×Q采CH4×K

　　K—回采工作面通風系數(shù)，范圍1.2至2.1，取1.8;

　　Q采CH4根據(jù)2010年礦井瓦斯等級鑒定報告，我礦絕對瓦斯涌出量為0.47 m³/min，絕對二氧化碳涌出量為0.93 m³/min;

　　按絕對二氧化碳涌出量計算：

　　Q回采=100×0.93×1.8=167 m³/min;

　　(3)根據(jù)采煤工作面溫度，選擇適宜的風速，計算需要的風量：

　　Q采=60×V采×S采平均;

　　式中V采——采煤工作面風速(溫度20℃，風速取1.1m/s);

　　S采平均——采煤工作面斷面積最大和最小空頂距斷面積平均值(最大空頂距4.2㎡，最小空頂距3.6㎡，采高1.5m);

　　S=(4.2+3.6) ×1.5/2=5.85㎡;

　　Q采=60×5.85×1.1=386.1 m³/min;

　　(4)按采煤工作面同時作業(yè)人數(shù)計算(交接班時最多人數(shù)為82人)：

　　Q采=4×n;

　　n——工作面同時作業(yè)最多人數(shù);

　　Q采=4×82=328 m³/min;

　　(5)按風速進行校驗：

　　根據(jù)公式：60×0.25×S采平均

　　得到90.675<432<1450.8;

　　根據(jù)驗算結果，確定該工作面所配風量432 m³/min滿足要求，另外聯(lián)絡巷硐室根據(jù)經(jīng)驗配風80 m³/min，因此2010采煤工作面總進風不小于512 m³/min。

　　2、中央變電所按機電設備發(fā)熱量計算：

　　Qri=3600 ×∑N×θ/(ρ × Cp × 60 ×△t);

　　式中 Qri——第i個機電硐室的需風量，m3/min;

　　∑N——機電硐室中運轉的電動機(變壓器)總功率，kW;

　　θ——機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實際考察由機電硐室內(nèi)機械設備運轉時的實際熱量轉換為相當于電器設備容量做無用功的系數(shù)確定，也可按下表選取;

　　ρ——空氣密度，一般取1. 20kg/m3;

　　Cp——空氣的定壓比熱，一般可取1.0006kj/kg，K;

　　△ t——機電硐室進、回風流的溫度差，℃。

　　Qri=3600×1000×0.02/(1.2×1.0006×60×12)=83 m3/min;

　　機電硐室發(fā)熱系數(shù)(θ)

　　機電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)

　　空氣壓縮機房0.15-0.18

　　水泵房0.01一0.03

　　變電所、絞車房0.02-0.04

　　3、中央水泵房按機電設備發(fā)熱量計算：

　　Qri=3600 ×∑N×θ/(ρ × Cp × 60 ×△t);

　　式中 Qri——第i個機電硐室的需風量，m3/min;

　　∑N——機電硐室中運轉的電動機(變壓器)總功率，kW;

　　θ——機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實際考察由機電硐室內(nèi)機械設備運轉時的實際熱量轉換為相當于電器設備容量做無用功的系數(shù)確定，也可按上表選取;

　　ρ——空氣密度，一般取1. 20kg/m3;

　　Cp——空氣的定壓比熱，一般可取1.0006kj/kg，K;

　　△t——機電硐室進、回風流的溫度差，℃。

　　Qri=3600×135×0.03/(1.2×1.0006×60×3)=68 m3/min

　　4、采區(qū)小型材料庫(聯(lián)絡巷)，可按經(jīng)驗值確定需風量：

　　Qri=60～80m3/min;配風70m3/min;

　　5、采區(qū)小型機電硐室，可按經(jīng)驗值確定需風量：

　　Qri=60～80m3/min;配風71m3/min;

　　各工作地點需要風量表：

　　地點名需要風量 (m3/min)備注

　　4402采煤工作面512采煤面

　　4403備用工作面368備采面

　　中央變電所85硐室

　　副井水泵房80硐室

　　聯(lián)絡巷70硐室

　　采區(qū)變電所71硐室

　　掘進一配風300計劃配風

　　合計有效風量1418

　　三、礦井通風系統(tǒng)生產(chǎn)能力計算

　　礦井總進風量為1710m3/min,總回風量為1780 m3/min，可安排2個掘進工作面和一個回采工作面。

　　1、煤層采煤工作面特征列表

　　工作面平均長(m)平均采高

　　(m)原煤視密度

　　(t/ m³)回采率

　　(%)年工作日數(shù)

　　(d)

　　12021.3597330

　　正規(guī)循環(huán)作業(yè)系數(shù)(%)工作面?zhèn)€數(shù)日推進度

　　(m/d)采煤方法生產(chǎn)能力

　　(Mt/a)

　　8014.2普采26.1

　　2、生產(chǎn)能力核算

　　我礦井上年度總供風量為1710m3/min，需要風量計算時礦井通風系數(shù)K =1.20，礦井實際需要風量(各個用風地點實際需要風量的總和)為1418m3/min。

　　計算公式

　　Apc = 330×10-4×Qai/(qra×kva)

　　式中：

　　Apc——礦井初步計算的通風能力，104 t/a;

　　Qai——礦井總進風量，m3/min，礦井實際進風量應滿足礦井的總需要風量，按核定時礦井總進風量計算;

　　qra ——平均日產(chǎn)噸煤需要的風量，m3/(t. min);

　　kva——低瓦斯礦井通風能力系數(shù)，取1.2;

　　平均日產(chǎn)噸煤需要風量計算：

　　qra =Qra/A，

　　式中：

　　Qra ——礦井上年度噸煤需風量，m3/min;

　　Qra=1418/909=1.56m³/t

　　Apc=330×10-4×1710/(1.56×1.2)=30.144Mt/a

　　礦井年工作日數(shù)取330天。

　　四、 礦井通風能力驗證

　　1、礦井主要通風機性能驗證

　　礦井總排風量1780m3/min，負壓1500Pa，符合安全規(guī)定。主通風機的工況點處在風壓特性線“駝峰”的右側，在合理工作范圍之內(nèi)，運行穩(wěn)定。

　　礦井2#煤層現(xiàn)有采煤工作面1個，硐室4個完全滿足生產(chǎn)的需要。

　　2、礦井通風網(wǎng)絡驗證

　　礦井通風系統(tǒng)是由縱橫交錯的井巷構成的一個復雜系統(tǒng)。用圖論的方法對通風系統(tǒng)進行抽象描述，把通風系統(tǒng)變成一個由線、點及其屬性組成的系統(tǒng)，稱為通風網(wǎng)絡。通風系統(tǒng)中各井巷分配的風量大小及其方向遵循一定規(guī)律。通風網(wǎng)絡的一個最重要的動態(tài)特性就是風流穩(wěn)定性。井下巷道、用風地點的風流方向穩(wěn)定，風量滿足要求，井巷風速滿足要求。礦井總進總回風量比較大，通風阻力不大。礦井總進風1710 m3/min，總排風量為1780 m3/min，風阻1500Pa，等積孔為1.09 m2。這說明，礦井的通風較容易，即通風網(wǎng)絡“通過風流的能力”較強。通風網(wǎng)絡中的通風阻力分配合理且與風量相匹配。

　　礦井通風網(wǎng)絡符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采掘工作面通風系統(tǒng)完善、合理，不存在違反規(guī)定的串聯(lián)通風、擴散通風、采空區(qū)通風等地點。

　　3、利用用風地點有效風量驗證

　　礦井內(nèi)各用風地點的有效風量滿足要求，井巷中的風流速度、溫度全部符合《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。各相關地點數(shù)據(jù)驗證情況具體見下表。

　　五、確定礦井通風能力核定結果

　　礦井屬于低瓦斯礦井，通風系統(tǒng)完整、可靠，采掘工作面均實現(xiàn)了獨立通風，沒有不符合規(guī)定的串聯(lián)通風、擴散通風和采空區(qū)通風。

　　經(jīng)過以上計算和能力驗證，礦井主要通風機實際運行工況點處于安全、穩(wěn)定、合理、可靠的范圍之內(nèi)，通風動力與主要通風機性能相匹配，能夠滿足安全生產(chǎn)實際需要。各用風地點及采區(qū)有效風量滿足需求，井巷中風流速度、溫度等符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。各相關地點瓦斯檢測結果大大低于《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。

　　因此，經(jīng)分析驗證，確定礦井通風核定生產(chǎn)能力為30.144Mt/a。