黑桃煤礦通風(fēng)能力核定報告書

　　一、 通風(fēng)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(dān)負(fù)礦井人員出入井、運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)、敷設(shè)管線等任務(wù)，兼做安全出口;付斜井長265米，傾角25°，擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)任務(wù)、運(yùn)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(jìn)一個，礦井總進(jìn)風(fēng)量為1710m³/min，現(xiàn)有效風(fēng)量可達(dá)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(jìn)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(fēng)機(jī)兩臺，配套電動機(jī)功率為2×75KW;我礦采用抽出式通風(fēng)。其中主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)為：電壓：380V，電流60A，負(fù)壓1020—2650Pa。

　　我礦現(xiàn)開采所屬44#煤層，下設(shè)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(jìn)工作面一個，無其他不符合規(guī)定的擴(kuò)散通風(fēng)和串聯(lián)通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)、簡單、可靠。

　　二、 計算過程及結(jié)果

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

　　1、采煤工作面需要風(fēng)量計算：

　　(1)采煤工作面按氣象條件確定需要的風(fēng)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(fēng)量(m³/min);

　　Q基采——不同采煤方式工作面中所需要的基本風(fēng)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(yīng)風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)量：

　　Q回采=100×Q采CH4×K

　　K—回采工作面通風(fēng)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(fēng)速，計算需要的風(fēng)量：

　　Q采=60×V采×S采平均;

　　式中V采——采煤工作面風(fēng)速(溫度20℃，風(fēng)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(fēng)速進(jìn)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(jié)果，確定該工作面所配風(fēng)量432 m³/min滿足要求，另外聯(lián)絡(luò)巷硐室根據(jù)經(jīng)驗配風(fēng)80 m³/min，因此2010采煤工作面總進(jìn)風(fēng)不小于512 m³/min。

　　2、中央變電所按機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量計算：

　　Qri=3600 ×∑N×θ/(ρ × Cp × 60 ×△t);

　　式中 Qri——第i個機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m3/min;

　　∑N——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)(變壓器)總功率，kW;

　　θ——機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實際考察由機(jī)電硐室內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時的實際熱量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于電器設(shè)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(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流的溫度差，℃。

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

　　機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)(θ)

　　機(jī)電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)

　　空氣壓縮機(jī)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(jī)電設(shè)備發(fā)熱量計算：

　　Qri=3600 ×∑N×θ/(ρ × Cp × 60 ×△t);

　　式中 Qri——第i個機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m3/min;

　　∑N——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)(變壓器)總功率，kW;

　　θ——機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實際考察由機(jī)電硐室內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時的實際熱量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于電器設(shè)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(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)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(luò)巷)，可按經(jīng)驗值確定需風(fēng)量：

　　Qri=60～80m3/min;配風(fēng)70m3/min;

　　5、采區(qū)小型機(jī)電硐室，可按經(jīng)驗值確定需風(fēng)量：

　　Qri=60～80m3/min;配風(fēng)71m3/min;

　　各工作地點(diǎn)需要風(fēng)量表：

　　地點(diǎn)名需要風(fēng)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(luò)巷70硐室

　　采區(qū)變電所71硐室

　　掘進(jìn)一配風(fēng)300計劃配風(fēng)

　　合計有效風(fēng)量1418

　　三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)生產(chǎn)能力計算

　　礦井總進(jìn)風(fēng)量為1710m3/min,總回風(fēng)量為1780 m3/min，可安排2個掘進(jìn)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(jìn)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(fēng)量為1710m3/min，需要風(fēng)量計算時礦井通風(fēng)系數(shù)K =1.20，礦井實際需要風(fēng)量(各個用風(fēng)地點(diǎn)實際需要風(fēng)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(fēng)能力，104 t/a;

　　Qai——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/min，礦井實際進(jìn)風(fēng)量應(yīng)滿足礦井的總需要風(fēng)量，按核定時礦井總進(jìn)風(fēng)量計算;

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

　　kva——低瓦斯礦井通風(fēng)能力系數(shù)，取1.2;

　　平均日產(chǎn)噸煤需要風(fēng)量計算：

　　qra =Qra/A，

　　式中：

　　Qra ——礦井上年度噸煤需風(fēng)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(fēng)能力驗證

　　1、礦井主要通風(fēng)機(jī)性能驗證

　　礦井總排風(fēng)量1780m3/min，負(fù)壓1500Pa，符合安全規(guī)定。主通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)處在風(fēng)壓特性線“駝峰”的右側(cè)，在合理工作范圍之內(nèi)，運(yùn)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(fēng)網(wǎng)絡(luò)驗證

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

　　礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采掘工作面通風(fēng)系統(tǒng)完善、合理，不存在違反規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)、擴(kuò)散通風(fēng)、采空區(qū)通風(fēng)等地點(diǎn)。

　　3、利用用風(fēng)地點(diǎn)有效風(fēng)量驗證

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

　　五、確定礦井通風(fēng)能力核定結(jié)果

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

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

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