紅星一礦通風(fēng)設(shè)計

紅山煤業(yè)總廠紅星一礦礦井通風(fēng)設(shè)計時間:201目錄礦井概況……………………1礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)方式…………………2采掘工作面及硐室需風(fēng)量計算……………2礦井風(fēng)量分配、風(fēng)壓、等級孔計算………6通風(fēng)設(shè)備選擇及反風(fēng)方式…………………7礦井通風(fēng)費用計算…………8礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)措施…………9井口防凍空氣加熱設(shè)施計算………………10通風(fēng)管理及安全措施………13一、礦井概況新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)十三師紅山煤業(yè)總廠紅星一礦位于巴里坤縣城北西89公里，博爾羌吉鎮(zhèn)6公里處。行政區(qū)劃屬巴里坤縣的博爾羌吉鎮(zhèn)管轄。井田中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)92o31′26″，北緯：44o04′01″井田地處天山東段北側(cè)低中山區(qū)，海拔高度1640～1670m，相對高差較小，地勢較為平坦，由東北向西南方向平緩傾斜。具構(gòu)造剝蝕、堆積荒漠地表。井田內(nèi)外交通便利。井田地表為第四系覆蓋、僅在東北部有基巖出露。鉆井與井巷工程揭露地層劃為侏羅系下統(tǒng)八道灣組。也是主要成煤期。井田含煤地層位于石炭窯復(fù)向斜的西南翼，受其次級向斜西南翼控制，呈向北東方向陡斜的單斜構(gòu)造。煤層傾角介于550～680之間。走向自西向東略陡，傾向上深部較淺部變緩，局部地段受f5斷層影響，煤層產(chǎn)狀變化較大。本區(qū)發(fā)育的兩組煤層，A組與C組，受F5斷層的切割影響出現(xiàn)不整合接觸。本區(qū)發(fā)育的A組煤層和C組煤層中C5、C6＋7為全區(qū)可采,C2、C3＋4、C8、C9為局部可采。.屬特低灰--低硫,特低磷,富油,高熱值的半焦煤或氣肥煤，為煉焦配煤.煤層自然發(fā)火期為3—6個月,屬易自然煤層,煤塵具有爆炸性,煤層瓦斯相對涌出量為2.99立方米/噸,絕對涌出量為0.71立方米/分鐘.二氧化碳相對涌出量為4.69立方米/噸,絕對涌出量為礦井采用中央雙立井開拓方式，現(xiàn)生產(chǎn)水平為+1472～+1521米，采煤方法為分水平滑移支架小階段放頂煤采煤法。總回風(fēng)水平為+1521米，井底總進風(fēng)水平為＋1472米。礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為機械抽出式通風(fēng)。主扇為FBCD2No14/2×30型，30KW對旋式風(fēng)機2臺，一臺工作二礦井通風(fēng)系統(tǒng)1、礦井進、回風(fēng)井的布置方式：礦井采用主、副立井進風(fēng)，風(fēng)立井回風(fēng)。三井口均布置在井田中央，主井主要擔(dān)負(fù)著提煤、主進風(fēng)作用；副井主要擔(dān)負(fù)著行人、運料、輔助進風(fēng)作用；風(fēng)井主要擔(dān)負(fù)著回風(fēng)作用。2、井下通風(fēng)系統(tǒng)；（1）、井下中央兩翼分列式并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)今西翼采區(qū)已封閉。由主、副井進入的新風(fēng)經(jīng)主運輸大巷后進入礦井的東翼主運輸巷進入采掘工作面，工作面乏風(fēng)經(jīng)東、西回風(fēng)道進入總回風(fēng)巷道進入回風(fēng)立井，由風(fēng)機抽出地面。（2）、礦井主要通風(fēng)設(shè)施有：地面主扇，防爆蓋，東、西永久調(diào)節(jié)風(fēng)門，臨時調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)風(fēng)蓋，防爆密閉，井下局扇，阻燃風(fēng)筒、帶風(fēng)窗擋風(fēng)墻等。（3）、礦井通風(fēng)線路：1、主井、副井→+1472米水平車場→+1472米水平集中運輸石門→+1472米水平C5運輸巷→1#聯(lián)絡(luò)巷→+1472米水平C6+7運輸順槽→+1472米水平C6+7采煤工作面→通風(fēng)高眼→+1480米水平C6+7回風(fēng)巷→+1480米水平C5回風(fēng)巷→+15072、立井、副井→+1472米水平車場→+1472米水平A1+2運輸巷機掘工作面→通風(fēng)高眼→+1521米水平A1+2回風(fēng)巷→+1521米水平集中石門→+1521三、采掘工作面及硐室需風(fēng)量計算按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井的通風(fēng)設(shè)計，風(fēng)量核算必須按采煤，掘進，及其他地點實際需風(fēng)量的總和進行核算，核算原則：1、回采工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯或二氧化碳濃度不超過1%，各種有害氣體濃度不超過《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。2、井下每人供風(fēng)量不少于4立方米/分鐘。3、工作面氣溫不超過28攝氏度，并保持良好的氣候條件。4、能有效地排除瓦斯和二氧化碳，礦塵。5、一次性爆炸炸藥的最大量必需有足夠的供風(fēng)量。6、根據(jù)以上原則分別計算，取其中的最大值。（一）、礦井總風(fēng)量計算：按井下最多人數(shù)計算：我礦井下采掘工作面共3個，準(zhǔn)備工作面1個：采煤工作面一個：東翼+1472米水平C6+7煤層一采區(qū)小階段放頂煤采煤掘進工作面二個：+1472米水平A1+2煤層運輸巷機掘工作面。+1521米準(zhǔn)備采煤工作面一個：+1472米C5煤層一采區(qū)小階段放頂煤準(zhǔn)備面。經(jīng)計算井下最多人數(shù)為29人。1、+1472米水平C6+7煤層一采區(qū)小階段放頂煤采煤面需風(fēng)量計算1）按工作面同時工作的最多人數(shù)計算Q采=4NK=4×10×1.5=60m3/min式中：N--采煤工作面同時工作的最多人數(shù)K--風(fēng)量備用系數(shù)1.5Q采--采煤工作面的需風(fēng)量m3/min2）按瓦斯涌出量計算Q采=100qK=100×0.87×2=174m式中：q—瓦斯絕對涌出量0.87mK—備用系數(shù)23）按工作面溫度計算Q采=60VSK=60×0.8×6.21×0.8=238.46m3/min式中：V—采煤工作面溫度平均為10度，風(fēng)速為0.8m/sS—采煤工作面平均斷面6.21m2K為工作面長度系數(shù)取0.8。4）按炸藥量計算Q采=25A=25×8=200m3/min式中：A—回采工作面一次爆破的最大炸藥用量，8kg5）按風(fēng)速驗算Q采=238.46＞0.25×6.21×60=93.15取值成立Q采=238.46＜4×6.21×60=1490.4取值成立經(jīng)上述計算，取值238.46m3/min，作為回采工作面的配風(fēng)量。2、掘進工作面需風(fēng)量計算A1、+1472米水平A1+2運輸巷（1）、按掘進工作面的同時工作的最多人數(shù)計算Q掘=4NK=4×6×1.5=36m式中:N—掘進工作面同時工作的最多人數(shù),人K----風(fēng)量備用系數(shù)1.5（2）、按瓦斯涌出量計算Q掘=100qK=100×0.87×1.5=130.5m式中:q---瓦斯絕對涌出量m3/min,瓦斯絕對涌出量為0.87mK—備用系數(shù)1.5(3)、按局扇的吸入風(fēng)量計算按11KW局部扇風(fēng)機（對旋式）的實際吸風(fēng)量計算Q掘=1.2Q吸=1.2×230=276m3/minQ吸——局扇的實際吸風(fēng)量，230m3/min經(jīng)以上計算，選取最大值即276m3/min(4)、按風(fēng)速驗算：15·S≤Q掘≤240·SS------設(shè)計6.21㎡93.15m3/min≤276m3/min≤1490.4m3/min根據(jù)以上計算比較，本掘進工作面取276m3/min符合風(fēng)速要求。A2、+1521米水平A1+2回風(fēng)巷炮掘工作面需風(fēng)量計算：（1）、按掘進工作面的同時工作的最多人數(shù)計算Q掘=4NK=4×4×1.5=24m式中:N—掘進工作面同時工作的最多人數(shù),人K----風(fēng)量備用系數(shù)1.5（2）、按瓦斯涌出量計算Q掘=100qK=100×0.87×1.5=130.5m式中:q---瓦斯絕對涌出量m3/min,瓦斯絕對涌出量為0.87mK—備用系數(shù)1.5(3)、按局扇的吸入風(fēng)量計算按5.5KW局部扇風(fēng)機（對旋式）的實際吸風(fēng)量計算Q掘=1.2Q吸=1.2×170=204m3/minQ吸——局扇的實際吸風(fēng)量，170m3/min經(jīng)以上計算，選取最大值即204m3/min(4)、按風(fēng)速驗算：15·S≤Q掘≤240S；S------設(shè)計6㎡故90m3/min≤204≤1440m3/min根據(jù)以上計算比較，本工作面取204m3/min符合風(fēng)速要求。3、+1472米C5煤層一采區(qū)小階段放頂煤準(zhǔn)備面按《煤礦安全規(guī)程》風(fēng)量為回采工作面50%，故Q準(zhǔn)=238.46×50%=119.23m3/min4、井下電瓶充電硐室Q硐=1*Q硐室60m3/min=605、礦井總風(fēng)量的確定紅星一礦現(xiàn)布置一個采煤面，兩個掘進面，一個準(zhǔn)備工作面時，礦井總進風(fēng)量需：Q礦=（Q采+Q機掘+Q炮掘+Q采準(zhǔn)+Q硐+Q安全出口）K=（238.46+276+204+119.23+60+60）×1.05=1002.57m3/min綜上所述礦井總風(fēng)量需配風(fēng)1002.57m3/min。四、礦井風(fēng)量分配、風(fēng)壓、等級孔計算1、風(fēng)量分配根據(jù)以上計算，按其需風(fēng)量進行分配，東翼+1472米水平C6+7煤層一采區(qū)小階段放頂煤采煤面需配風(fēng)238.46m3/min。+1472米水平A1+2煤層運輸巷機掘工作面需配風(fēng)276m3/min。+1521米水平A1+2煤層回風(fēng)炮掘工作面需配風(fēng)204m3/min。+1472米C5煤層一采區(qū)小階段放頂煤準(zhǔn)備面需配風(fēng)119.23m3/min。采掘工作面共需配風(fēng)837.69m3/min。井下1個硐室需、1個安全出口配風(fēng)120m3/min。計算和風(fēng)量分配（見三）2、礦井通風(fēng)阻力計算Ｈ=ＬuaQ2/S3稱阻稱力h通風(fēng)巷長度米通風(fēng)巷周長米摩擦阻力系數(shù)通過風(fēng)量（ｍ３/ｓ）通風(fēng)巷斷面ｍ2阻力mmＨ2Ｏ主井17615.70.000413.419.630.026進風(fēng)巷16009.50.000619.16.7610.770回風(fēng)巷13006.80.000619.15.611.018風(fēng)井12011.30.000520.110.170.261合計1496=SUM(ABOVE)22.075名稱式中；L---長度、U---周長、a---摩擦名稱通過計算，礦井通風(fēng)容易時期阻力為Ｈ容易=22.075mm礦井困難時期通風(fēng)阻力為：Ｈ困難=Ｈ容易+Ｈ容易×10%=22.075+22.075×10%=24.283mm3、計算礦井通風(fēng)等積孔及通風(fēng)難易程度通風(fēng)等積孔計算公式為：Ａ易=0.38Q/H易0.5=0.38×20.1÷4.420=1.728ｍ2Ａ難=0.38Q/H難0.5=0.38×20.1÷4.755=1.606ｍ2根據(jù)以上計算，礦井通風(fēng)容易時期的阻力為22.075mmＨ2Ｏ，礦井等積孔為1.728m2，礦井困難時期的阻力為24.283mmＨ2Ｏ，礦井等級孔為五、礦井通風(fēng)設(shè)備選型及反風(fēng)（一）、主要通風(fēng)機選型原則1、礦井通風(fēng)機必需裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)機，其中一套工作，其中一套備用。2、礦井通風(fēng)機房要有兩條專用供電線路，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)載。通風(fēng)機房要設(shè)置在不受采動影響的區(qū)域。3、要有可靠的反風(fēng)裝置和防爆門，要有符合要求的風(fēng)硐和擴散器。（二）、通風(fēng)機選型主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量Q=KQ需=1052.7m3/minK----風(fēng)量備用系數(shù)，取1.05Q需-----礦井需風(fēng)量m3/min主要通風(fēng)機的工作風(fēng)壓（1）自然風(fēng)壓的核算在平灘地區(qū)平均氣溫為15攝氏度，其進風(fēng)的平均溫度系數(shù)取0.0164,井下溫度取20攝氏度,其出風(fēng)溫度系數(shù)取0.159,進風(fēng)井口標(biāo)高為++1644米,大氣壓取740mmH2O,井深176米,故H自=740×176÷100×=6.626mmH2O(2)通風(fēng)機靜壓的核算H靜=H自+H阻=6.626+22.075=29.863mmH2O根據(jù)以上計算,礦井的通風(fēng)阻力為22.075mmH2O,自然風(fēng)壓為6.626mmH2O,通風(fēng)機的靜壓為29.863mmH2O。（3）根據(jù)風(fēng)量1204.56m3/min，靜壓為29.863mmH2O,(29.863)Pa.礦井現(xiàn)用FBCD2No14/2×30型對旋式通風(fēng)機，風(fēng)量1800m3/min，風(fēng)壓1837---69（4）反風(fēng)設(shè)施，反風(fēng)系統(tǒng)，反風(fēng)方式：礦井反風(fēng)實行風(fēng)機反轉(zhuǎn)，反風(fēng)系統(tǒng)與正常通風(fēng)系統(tǒng)相反。反風(fēng)設(shè)施有調(diào)節(jié)風(fēng)門，主扇，調(diào)節(jié)風(fēng)蓋，防爆蓋，主扇通風(fēng)機插板。由于本礦反風(fēng)系統(tǒng)簡單，通風(fēng)設(shè)施單一，礦井反風(fēng)能力能夠在10分鐘以內(nèi)順利進行反風(fēng)。六、通風(fēng)費用計算（一）、噸煤耗電量主要通風(fēng)機的耗電量If（KWh/a）If=(N1+N2)×365×24/2(ηeηbηxηz)=(30+30)×365×24/2（0.9×0.8×0.95×0.95）=170767.44KWh/a扇耗電量Ig（KWh/a）采掘工作面按12個月用風(fēng)計算：Ig=12×30×24×11=95040KWh/a通風(fēng)年耗電量Ie=If+Ig=170767.44+95040=265807.44噸煤耗電量:E1=Ie/T=265807.44÷90000=2.953KWh/a式中:If----風(fēng)機耗電量KWh/aN1、N2---年內(nèi)最大與最小主要通風(fēng)機輸入功率取30KWηe通風(fēng)機電機功率0.9ηb變壓器效率0.8ηx電線輸電效率0.95ηz傳動效率0.95Ig局扇耗電量KWh/aIe通風(fēng)機年耗電量KWh/aE1噸煤耗電量KWh/aT礦井生產(chǎn)能力(萬噸)（二）、噸煤通風(fēng)電費工業(yè)用電每KWH（度電）為1.80元。噸煤通風(fēng)電費E2=2.95×1.80=5.31元/噸（三）、噸煤通風(fēng)成本通風(fēng)設(shè)備的折舊費和維修費通風(fēng)機的購置安裝費3萬元，每年維修費為0.5萬元，其噸費用為0.05元/噸,服務(wù)年限為10年,每年折舊費為0.3萬元,其噸煤費用為0.03元/噸.通過以上計算,噸煤通風(fēng)費用為5.31+0.05+0.03=5.39元/噸.七、通風(fēng)調(diào)節(jié)與措施在該采區(qū)回采與掘進過程中，在能保證產(chǎn)量不受影響的情況下，爭取減少并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，合理配風(fēng)，即可達到減少風(fēng)阻，降低負(fù)壓的效果。變多個工作面同時生產(chǎn)為單個工作面生產(chǎn)。擴巷（斷面過小處），可以盡快減少負(fù)壓，效果明顯。在掘進巷道時，要注意采用光面爆破施工法，優(yōu)化支護材料，斷面要光滑，減少風(fēng)阻。以上措施在不同程度上對礦井通風(fēng)有一定好處。八、井口防凍空氣加熱設(shè)施計算（一）、自然氣候條件本地區(qū)屬大屬大陸干旱、半干旱氣候，月平均高溫27攝氏度，平均低溫-15攝氏度，凍土1-----1.2米，積雪最大厚度（二）、空氣加熱耗熱量計算耗熱量計算參數(shù)選擇原則（1）、礦井采用中央系列通風(fēng)方式，主井進風(fēng)，室外空氣計算溫度采用歷年來極端最低溫度的平均值。（2）、通風(fēng)空氣加熱后的熱風(fēng)溫度，直達井筒取70攝氏度（3）、冷熱風(fēng)入井混合后的溫度，按《煤礦安全規(guī)程》第102條規(guī)定，不得低于2攝氏度耗熱量計算Q熱1=LPC（Tw-Tn）=3.08×1.284×1.01×[2-(-20)]=87.87KW式中:Q熱-----需供熱風(fēng)量KWQ熱=90-----120KW,取120KW.L----礦井入井風(fēng)量m3/SPt---2攝氏度時的空氣密度1.284kg/m3C----空氣比1.01kj/kgkTn-----入井空氣混合溫度2攝氏度Tw----入井空氣加熱前室外溫度-20攝氏度熱風(fēng)道熱量損失（Tr-Tw）LQ1=R1+R2+R3式中：Q1------熱風(fēng)道損失熱風(fēng)量WTr-------熱風(fēng)溫度70攝氏度Tw-----熱風(fēng)道外土壤溫度-15攝氏度R1----熱風(fēng)道內(nèi)壁的吸熱熱阻1R1=mk/wγRnγ-----熱風(fēng)道的吸熱系數(shù)取29QW/m2kRn----熱風(fēng)道內(nèi)壁的出量半徑a×bRn=ma＋ba------熱風(fēng)道內(nèi)壁寬0.8b------熱風(fēng)道內(nèi)壁高0.8R2---熱風(fēng)道壁的熱阻1RwR2=LnΛRnΛ----熱風(fēng)道壁采熱系數(shù)磚壁取0.81W/MKRw----熱風(fēng)道外壁的出量半徑mR3---熱風(fēng)道外的土壤熱阻w/mkΛt-----土壤的采熱系數(shù)取1.16W/mkH----地表到熱風(fēng)道中心線距離取1求得:0.8×0.8Rn==0.4m0.8+0.8(0.8+0.5)×(0.8+0.5)Rw==0.578m3+1.4R1=1/29×0.4=0.086mk/w10.578R2=Ln=0.454mk/w0.810.412×122-1R3=Ln+2×3.14×1.162×0.5782×0.578=0.157mk/w86熱風(fēng)道熱量損失Q1==2.4677kw0.086+0.454+0.157空氣加熱總耗熱量Q=Γq=2×122.467=224.934kwΓ----基本耗熱量附加系數(shù)2q----基本耗熱量87.87+2.47=90.34kwQ1=2×90.34=180.68kw（三）、冷熱風(fēng)量平衡計算Q2=L×（Tn-Tw）÷（Tr-Tw）=3.08×(20+2)÷(20+20)=0.75kg/s=2710.4kg/h(