15采区通风设计

15采区通风设计

据湖南省煤炭工业局湘煤行《关于2011年度矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性鉴定结果的批复》，伍家冲煤矿相对瓦斯涌出量为19.28m 3/t，相对CO 2涌出量14.35m 3/t，瓦斯等级属高瓦斯矿井, 煤层自燃倾向为不易自燃，煤尘无爆炸危险性。矿井的通风系统为对角式通风方式，15采区的通风由南风井担负通风任务。采区风量计算如下：

一、采区需风量的计算原则

采区需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出采区所需总风量。

1、按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m 3。

2、按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、风速以及温度等都符合《煤矿安全规程》的有关规定分别计算，取其最大值。

二、采区需风量的计算方法

采区所需风量按以下方法计算，并取其中最大值。 ㈠按采区同时工作最多人数计算采区所需风量： Q=4NKm3/min

式中：K ——漏风和配风系数，取1.2。

N ——采区同时工作最多人数，取60人。 则： Q=4×60×1.2=288m3/min

㈡按采煤、掘进、独立通风硐室及其它用风地点实际需风量总和

的计算：

采区所需总风量：

Q 总=（∑Q 采+∑Q 备+∑Q 掘+∑Q 硐+∑Q 其它）〃K ，m 3/min 式中：

∑Q 采——采煤实际需要风量总和，m 3/min ∑Q 备——备用采煤实际需要风量总和，m 3/min ∑Q 掘——掘进实际需要风量总和，m 3/min ∑Q 硐——硐室实际需要风量总和，m 3/min

∑Q 其它——除采煤、掘进、硐室地点以外的其它井巷需要风量总和，m 3/min

K ——采区通风系数，取K =1.2 1、采煤工作面所需风量： ①按瓦斯涌出量确定需要风量： Q 采=100×q 采×K C m 3/min

式中：q 采——工作面绝对瓦斯涌出量，m 3/min；依据2011年矿井瓦

斯鉴定资料计算，q 采＝1.25m 3/min； K C ——产量及瓦斯涌出量不均衡系数，取1.5； Q 采=100×1.25×1.5=187.5m3/min

②按工作面进风流温度计算：采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合下表要求。

采煤工作面空气温度与风速对应表

采煤工作面的需风量按下式计算： Q 采=60〃V 采〃S 采〃K 采

式中：V 采——回采工作面适宜风速；取1.0m/s

S 采——回采工作面平均有效断面积；经计算S 采=4m2； K 采——采煤工作面长度风量系数； 采煤工作面长度风量系数表

Q 采=60×1.0×4×1=240m3/min ③按炸药消耗量计量： Q 采=25A采 =25×6 =150m3 /min

25——每使用1kg 炸药的供风量，m 3/min

A ——采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，为6kg 。 ④按回采工作面同时作业最多人数计算需要风量，每人供风量≮4 m3/min：

Q=4×N 采 =4×30 =120m3 /min

式中：4——为每人每分钟应供给的最低风量 （m 3 /min）；

N 采——为采煤工作面同时工作的最多人数，取30（人）； 根据以上计算，工作面需风量取240m 3 /min。 ⑤. 按风速进行验算

按最低风速验算采煤工作面的最小风量： Q 采=60×0.25×S 炮采=15×4=60m3/min 按最高风速验算采煤工作面的最大风量： Q 采=60×4×S 炮采=240×4=960m3/min

经验算风量符合要求，回采工作面风量不少于240m 3 /min。 该采区按照一个采煤工作面布置。 ∑Q 采＝240 m3 /min

2、备用采煤工作面的风量计算

根据相关规定，备用采煤工作面所需风量应满足瓦斯、二氧化碳、风流温度和风速等远见定计算需风量，本设计按正常回采工作面的50%计算：

∑Q 备＝240×50%=120 m3 /min 3、掘进工作面需风量计算：

煤巷、半煤岩巷掘进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取最大值。

①按瓦斯涌出量计算 Q 掘=100×q 瓦×K 掘

式中：Q 掘——单个煤巷掘进工作面实际需要风量，m 3/min；

Q 瓦——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，依据2011年矿井瓦斯鉴定资料经计算，q 瓦＝0.35m 3/min；

K 掘——瓦斯涌出不均均衡系数，取2 Q 掘=100×0.35×2＝70m 3/min ②按炸药使用量计算

Q 掘=25A掘

式中：25——稀释每千克炸药产生炮眼所需风量m 3/min。

A 掘——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量（kg ），取4Kg 。

Q 掘=25×4=100m3/min。

③按掘进工作面同时工作最多人数计算

Q 掘=4N掘

式中：N 掘——工作面同时工作最多人数，按照10人计算。

Q 掘=4×10=40m3/min

④按局部通风机的实际吸风量计算 Q 掘=Q通IK 通 m3/min 式中：Q

通

——掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m 3/min。取

180m 3/min。

I ——掘进工作面同时通风的局部通风机台数，本矿为1台。 K 通——防止局扇吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3，本矿取1.3。

Q 掘=Q局IK 通=180×1×1.3=234 m3/min 根据以上计算，工作面需风量为234 m3 /min。 通风机主要技术参数

⑤风速验算：

岩巷掘进工作面的风量应满足： 60×0.15×S 掘≤Q 掘≤60×4×S 掘

60×0.15×5.8=52.2≤234≤60×4×5.8=1392 煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足： 60×0.25×S 掘≤Q 掘≤60×4×S 掘

60×0.25×3.57=53.5≤234≤60×4×3.57=857

经验算风量符合要求，每个掘进工作面风量不少于234 m3 /min。

⑥风筒采用抗静电、阻燃风筒，直径450mm ，风筒必须吊挂平整，逢环必挂。缓慢拐弯，保证风流稳定。

该采区按照一个煤掘工作面、一个岩掘工作面布置。 ∑Q 掘＝2×234＝468m 3/min 4、独立通风硐室所需风量

采区硐室主要有采区变电所、采区绞车房。 采区变电所80m 3/min。 采区绞车房80m 3/min。 ∑Q 硐＝80+80＝160 m3/min 5、其它用风地点所需风量

其它用风地点有溜煤上山，按0.15 m/s≤ν≤4m/s，配风90 m 3/min。

㈢采区所需总风量：

Q 总=（∑Q 采+∑Q 备+∑Q 掘+∑Q 硐+∑Q 其它）〃K ，m 3/min

=（240+120+468+160+90）×1.2

=1293.6m3/min

所以最终确定15（2）采区所需总风量为1294m 3/min

㈣采区总风量确定后，应将其分配到各用风地点，其分配原则主要是：

(1)分配到各用风地点(包括回采面、掘进面、硐室等) 的风量，应不低于所计算出的风量。

(2)为维护巷道，防止坑木腐烂，金属锈蚀，以及行人安全等，所有巷道都应分配一定的风量。

(3)风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体浓度，风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求

2．分配方法

(1)当采区总风量确定后，首先按照采区布置图给各回采面、掘进面、硐室分配用风量。

(2)从总风量中减去各回采面、掘进面、硐室用风量，余下的风量按采区产量、采掘面数目、硐室数目等进行分配。再按一定比例将这部分风量分配到其它用风地点。用于维护巷道和保证行人安全。

当风量分配到各用风地点，应结合运输条件选择经济断面，防止巷道内风速过大或过小，尽量使各条巷道内风速处于适宜风速范围内。如确有困难，也必须满足《煤矿安全规程》对风速的要求；

三、采区通风阻力计算

㈠以采区一采两掘通风困难时期计算采区阻力 1、巷道摩擦阻力 H 摩=a*L*p*Q2/S3 a ——摩擦阻力系数

L ——巷道长度 （m ） P ——巷道净断面周长 （m ） Q ——通过巷道风量 （m 3/min） S ——巷道净断面积 （m 2）

2、采区各段巷道特征及阻力见下表：

伍家冲煤矿15采区通风阻力计算表

㈡局部阻力

采区巷道局部阻力按采区巷道摩擦阻力的10%计算。 容易时期: h 局=759.7×10%=76 Pa 困难时期: h局=908.8×10%=91 Pa ㈢自然风压计算（略）。

㈣由以上计算可知采区通风阻力为 H 采=h摩+h局

=908.8+91=999.8 Pa 四、风机选型

综合以上计算分析，采区需风量为 1294m3/min，采区通风阻力为 999.8Pa，经对风机特性曲线进行分析比较，目前南风井主扇可满足需要。

五、采区通风设施

15采区的通风设施主要有风门、调节风门、测风站等 ①风门：在前期15采区上部车场设置一组风门。

②调节风门：15采区绞车房设置一组调节风门、15采区溜煤上山设置一组调节风窗，控制绞车硐室的进风。

③测风站设在-180m 东大巷内。

④各工作面回采结束后对回风平巷进行密闭。