矿井通风系统设计范本样本.doc
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1、目 录前 言3第一章矿井基础概况4第一节 矿井概况4一、井田概况4二、煤层地质概况4三、瓦斯概况5四、水文概况5五、煤尘、煤炭自燃概况5六、通风概况5第二章通风系统设计可行性论证8第一节 矿井通风系统优化背景8一、矿井现在通风及生产能力情况8二、矿井生产能力发展前景8第二节 通风系统改造必需性分析、论证9第三节 通风系统改造关键手段10第四节 通风系统改造总体方案选择10第三章矿井通风参数计算14第一节 通风系统改造后矿井需要风量计算14一、矿井风量计算标准14二、矿井需风量计算14第二节 通风系统改造后矿井通风阻力计算19一、矿井通风总阻力计算标准19二、矿井通风总阻力计算19第三节 通风系
2、统改造方案比较33第四章矿井通风设备选择35第一节 关键通风机选型35一、设计依据35二、通风设备选型35第二节 矿井关键通风设备配置要求38第五章 通风费用概算40第六章 矿井安全技术方法43第一节 粉尘灾难防治43一、防尘方法43二、防爆方法43三、隔爆方法43第二节 瓦斯灾难防治44第三节 防灭火44 一、煤自燃预防方法44 二、外因火灾防治44第四节 矿井防治水45第五节 井下其它灾难预防45 一、顶板灾难防治45二、机电运输事故防治45前 言矿井通风是一个利用多个技术手段输送、调度空气在井下流动,维护矿井正常生产和劳动安全动态过程。在生产期间其任务是利用通风动力,以最经济方法,向井下
3、各用风地点供给质优量足新鲜空气,确保工作人员呼吸,稀释并排除瓦斯、粉尘等多种有害物质,降低热害,给井下发明良好劳动环境;在发生灾变时,能有效、立即地控制风向及风量,并和其它方法结合,预防灾难扩大,最大程度地降低事故损失。剖析历次煤矿重大灾难事故发生及扩大原因,无不和矿井通风系统有着亲密关系。所以,建立一个既能满足日常生产需风,确保风向稳定、风质合格,在灾难时期又能保持通风设备运行可靠、稳定、能快速实现风流控制通风系统是至关关键。本设计基于郑兴义兴(新密)煤矿现实状况,本着为矿井长久发展,提升矿井生产能力进行矿井通风系统改造。总设计方案:维修扩大矿井东回风巷断面,回收矿井西回风巷,对皮带巷进行扩
4、修增大通风断面减小阻力,并经过矿井通风设施改造。经过风量、风阻等计算,选择出关键通风机和配套电机型号。经过多种论证,本设计可靠可行,提升矿井抗灾能力,提升了矿井经济效益。郑兴义兴(新密)煤业通风系统优化设计第一章 矿井基础概况第一节 矿井概况一、 井田概况1、交通位置及隶属关系本矿井在河南省新密市西南约3.0km,在新密市城关镇东瓦店村境内,行政区划隶属新密市城关镇东瓦店村管辖。区域上在新密煤田米村牛店勘探区王庄井田东段。本村有乡村公路和郑(州)(新)密公路相连,可至郑州、新郑、登封等地,矿区南部有新(密)新(郑)铁路和京广铁路接轨。各乡镇及村庄间简易公路纵横成网,交通较为便利,交通位置示意图
5、见图1-1。其地理坐标为:东经:1132031.8-1132124.4北纬:342922.2 - 342951.8煤炭资源储量核查矿井范围,东西长约1360m,南北宽约940m,面积0.7751km2。其拐点坐标见表1-1。表1-1 井田拐点坐标表点号平面坐标XY138191373843960023818980384396003381898038439580438188603843958053818773384398406381853138439840738184203843966083818220384936609381822038440320103818420384403201138184
6、2039440920123818620384409201338187503844074514381900538440400图1-2 交通位置示意图1.2矿井生产能力郑兴义兴(新密)煤业井田在新密煤田米村牛店勘探区王庄井田东段,井田含煤地层为石炭系太原组和二叠系山西组、上下石河子组。矿井通风方法为中央分列式,通风方法为抽出式。矿井通风系统为主、副斜井进风,风井回风。矿井生产能力15万t/a。矿井现在为资源整合矿井。矿井内有一个采煤工作面(即:二1煤层11041工作面)和一个掘进工作面(即:二1煤层11081工作面)。二、 煤层地质概况二1煤层为本区关键开采对象,区内一1煤层未揭露,区内仅有一个钻
7、孔,二1煤层厚度为6.50米, 9个探煤点揭露煤层可开采,无夹矸结构简单,煤层走向106-110,倾向220,倾角6-9,总体表现为单斜结构,属全区可采煤层。本矿区二1煤层稳定程度可定为较稳定煤层。三、 瓦斯概况郑兴义兴(新密)煤业关键开采二1煤层,据新密煤字119号文件、郑煤128号文件和实际测量,矿井瓦斯平均相对涌出量为2.19m3/t,绝对瓦斯涌出量为0.21 m3/min,为低瓦斯矿井;郑兴义兴(新密)煤业二1煤层相对瓦斯涌出量为4.12 m3/t,绝对瓦斯涌出量为,1.21 m3/min、CO2相对涌出量为4.77 m3/t,绝对涌出量为1.3 m3/min,详见表1-2。表1-3
8、郑兴义兴(新密)煤业等级判定批复表年度瓦 斯二氧化碳批复文号绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t判定等级批复等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t0.212.19低低新密煤字119号文件1.214.12低低1.34.77河南省工业和信息化厅豫工信66号文件四、水文概况本矿区在新密煤田中西部,地势呈缓坡状,西南高东北低,处于三面环山箕形盆地之中,矿区北、西部有奥陶系、寒武系灰岩等地层出露,区内以中奥陶系马家沟组石灰岩、太原组L1-4、L7-8灰岩为关键含水层,区内多被第四系所覆盖。依据矿井调查资料和上述水文地质条件分析认为,矿区浅部是以顶板淋水为主裂隙承压充水矿床,在西南庙岭深部,则以
9、地板金水为主岩溶充水矿床,本区水文地质类型属第三类第二亚类第一型,即以地板进水为主岩溶充水、水文地质条件简单矿床。六、通风概况矿井采取中央并列抽出式通风,主副井进风,风井回风。使用FBCDZ14风机,满足矿井正常风量需求。第二章 通风系统设计可行性论证第一节 矿井通风系统优化背景一、矿井现在通风及生产能力情况矿井为独立通风系统,通风方法为中央并列式,通风方法为全负压抽出式,即主、副井进风,风井回风。关键通风机为两台同型号轴流式通风机,型号为FBDCZ.14,配套电动机型号YBFe250M-6-37、功率为237Kw,额定转速980r/min。关键通风机扇叶角度300,工作风压1348pa,工作
10、风量1 656m3/min,一台正常运转另一台检修备用。矿井总进风量1240.2m3/min,总排风量1480.8m3/min,通风阻力为576.99pa,矿井等积孔为1.02,矿井通风能力为15.2万吨/年。矿井井下分东、西两翼分区通风,采区内为采区轨道下山进风、皮带下山回风,采煤工作面为U通风,掘进工作面为压入式通风,井下正常部署一个回采工作面(已停),2个掘进工作面及三个独立通风峒室。伴随矿井开采,因矿井井下井巷断面小,东西回风巷、皮带下山部分段和其它巷道采取木支护,回风巷道拐弯多,造成矿井阻力大,通风尤显困难,给通风系统稳定造成很大影响。二、矿井生产能力发展前景此次方案设计是为矿井长久
11、发展,提升矿井生产能力而进行矿井通风系统改造。依据郑兴义兴(新密)煤业企业以后发展计划,使矿井生产能力增大到15万吨/年以上。第二节 通风系统改造必需性分析、论证经过对现有通风系统分析,存在以下问题:1、因为矿井通风线路长,控制风门多(达9组),巷道通风断面小(通常在4m2 6 m2)之间,部分巷道存在木支护,矿井有效风量低,通风阻力大,致使矿井通风难易程度难。2、井下采煤工作面进回风部署在角联风路中,降低了矿井局部抗灾能力。3、煤仓到上仓绕巷之间巷道因通风问题有出现盲巷危险。4、现有井下关键进、回风巷断面过小、回风巷道拐弯多,致使局部阻力加大,矿井阻力分布不合理,部分区域通风系统需调整。5、
12、现在矿井通风能力为15.2万吨/年,现属于隐患整改矿井,生产后矿井通风能力不能满足需要。为此,必需对矿井通风系统进行改造,从根本上处理矿井通风能力制约后期生产问题。第三节 通风系统改造关键手段总结中国外通风系统改造方法、手段,归纳可分为三种:1、改变矿井通风方法:既改变进、回风井筒相对位置,从而,达成缩短通风线路、降低通风阻力、提升矿井风量目标。2、改变矿井通风方法,即抽改压或压改抽,此方法多用于受周围老空影响严重且自燃发怒严重矿井。3、改变矿井通风网络:即经过调整矿井关键通风机相关参数或通风网络中分支参数,如增阻调整、降阻调整、调整关键通风机扇叶角度、更换电机提升转速等,从而实现提升通风能力
13、目标。此方法为生产矿井通风系统调整常见方法。第四节 通风系统改造总体方案选择依据通风系统改造基础手段,结合义兴煤矿地表地理条件及井下现有通风系统实际情况,经技术比较采取改变矿井通风网络方法,对矿井通风系统进行改造。并提出以下方案:总体方案:为充足利用现有巷道,考虑矿井通风、运输等原因,经技术论证,最终确定改造方案为:扩修矿井东回风大巷:由原来4m2左右、木支护巷道现变为U型钢支护、净断面11m2,回收报废矿井西回风大巷并密闭预防漏风,扩修皮带下山:由原来小断面木支护变更为工字钢支护大断面,和部分巷道由弯变直新掘巷道。通风系统改造需新做巷道、改造巷道及通风设施1、新掘巷道工程量:煤仓绕巷、井下部
14、分拐弯巷道。2、改造巷道付井底绕巷、东回风巷、一、二部皮带巷及其它联巷。3、通风设施改造:改造通风设施14处(其中建挡风墙4道,改建、新建风门3组)。四、改造前、后通风系统风路步骤说明:1、改造前:(新鲜风流)主、副井轨道运输巷用风地点(乏风流)皮带运输巷西总回风巷。 2、改造后:(新鲜风流)主、副井轨道运输巷用风地点(乏风流)皮带运输巷东总回风巷。第三章 矿井通风参数计算第一节 通风系统改造后矿井需要风量计算一、矿井风量计算标准矿井需风量,按下列要求分别计算,并采取其中最大值。(1)按井下同时工作最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。(2)按采煤、掘进、硐室及其它实际需要风量总和进
15、行计算。二、矿井需风量计算1、采煤工作面需风量:按瓦斯涌出量计算Q采100q瓦采K采通,m3/min式中:Q采采煤工作面实际需要风量,m3/min;q瓦采采煤工作面瓦斯绝对涌出量,工作面平均瓦斯涌出量按估计值1.13m3/min;K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数,取1.4;则Q采1001.131.4158.2m3/min=2.64m3/s。按工作面温度计算Q采=V采S采Ki,m3/s式中:V采采煤工作面温度23-26适宜风速,m/s,取1.5;S采采煤工作面平全部有效断面积,5.0m2;Ki采煤工作面长度70-85米,取0.9。Q采=1.55.0 0.9=6.75 m3/s;按人数计
16、算实际需风量Q采4N/60,m3/s式中:N工作面同时工作最多人数(按交接班时最多人数计算为40人)。Q采440/60 =2.67m3/s;按风速进行验算15S采Q采240S采式中:S采采煤工作面平全部有效断面积,m2。Q采小155=75m3/min=1.25m3/s;Q采大2405=1200m3/min=20.0m3/s;经验算,上述计算风量均在许可最低风速和最高风速范围之内。依据以上计算,考虑生产能力不均衡性及初、后期上下组煤厚度改变造成工作面面积不一样,采煤工作面配风量为:Q采=6.75m3/s;Q采=6.75m3/s。根据煤层瓦斯涌出量、工作面温度、人、风速等配风标准,并参考矿井通风能
17、力核定措施中采煤工作面基础配风标准,经过计算确定:工作面配风量取405m3/min,全矿采煤工作面需风量Q采=405m3/min。2、掘进工作面需风量:按瓦斯涌出量计算Q掘100q瓦掘K掘通,m3/min式中:Q掘掘进工作面实际需要风量,m3/min;q瓦掘掘进工作面瓦斯绝对涌出量,经计算为0.17m3/min;K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数,取1.2;经计算煤巷掘进工作面需风量20.4m3/min。按人数计算掘进工作面实际需要风量Q掘=4N/60,m3/s式中:N掘进工作面同时工作最多人数,(按交接班时最多人数计算,为20人)。Q普掘=420/60=1 .4 m3/s。按局部通风
18、机吸风量计算Q掘= QfI15st式中:Qf掘进工作面局部通风机额定风量,180m3/min;I掘进工作面同时运转风机台数,1台;st局部通风机安设地点巷道断面面积,取4.2m。Q掘= 1801+154.2=243m3/min=4.05 m3/s;按风速进行验算15S掘Q掘240S掘式中:S掘煤巷掘进工作面断面积,最大约为5.5m2;Q掘小155.5=82.5m3/min=1.37m3/s;Q掘大2405.5=1320m3/min=22 m3/s;根据煤层瓦斯涌出量、工作面温度、人、风速等配风标准及局部通风最大供风距离,己选择JBT52-2型局部通风机,满足掘进通风。投产后计划两个掘进,则全矿
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