义兴矿矿井通风系统设计.doc
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1、目 录前 言3第一章矿井基本概况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、矿井目前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 通风系统改造的必要性分析、论证9第三节 通风系统改造的重要手段10第四节 通风系统改造总体方案的选择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的计算14一、矿井风量计算原则14二、矿井需风量的计算14第二节 通风系统改造后矿井通风阻力的计算19一、矿井通风总阻力计算原则19二、矿井通风总阻力计算19第
2、三节 通风系统改造方案比较33第四章矿井通风设备的选择35第一节 重要通风机选型35一、设计依据35二、通风设备选型35第二节 矿井重要通风设备的配置规定38第五章 通风费用概算40第六章 矿井安全技术措施43第一节 粉尘灾害防治43一、防尘措施43二、防爆措施43三、隔爆措施43第二节 瓦斯灾害防治44第三节 防灭火44 一、煤的自燃防止措施44 二、外因火灾防治44第四节 矿井防治水45第五节 井下其它灾害防止45 一、顶板灾害防治45二、机电运送事故防治45前 言矿井通风是一个运用多种技术手段输送、调度空气在井下流动,维护矿井正常生产和劳动安全的动态过程。在生产期间其任务是运用通风动力,
3、以最经济的方式,向井下各用风地点供应质优量足的新鲜空气,保证工作人员的呼吸,稀释并排除瓦斯、粉尘等各种有害物质,减少热害,给井下发明良好的劳动环境;在发生灾变时,能有效、及时地控制风向及风量,并与其它措施结合,防止灾害的扩大,最大限度地减少事故损失。剖析历次煤矿重大灾害事故发生及扩大的因素,无不与矿井通风系统有着密切的关系。因此,建立一个既能满足平常生产需风,保证风向稳定、风质合格,在灾害时期又能保持通风设备运营可靠、稳定、能快速实现风流控制的通风系统是至关重要的。本设计基于郑兴义兴(新密)煤矿的现状,本着为矿井的长期发展,提高矿井生产能力进行的矿井通风系统改造。总设计方案:维修扩大矿井东回风
4、巷的断面,回收矿井西回风巷,对皮带巷进行扩修增大通风断面减小阻力,并通过矿井通风设施改造。通过风量、风阻等计算,选择出重要通风机以及配套的电机型号。通过各种论证,本设计可靠可行,提高矿井的抗灾能力,提高了矿井的经济效益。郑兴义兴(新密)煤业有限公司通风系统优化设计第一章 矿井基本概况第一节 矿井概况一、 井田概况1、交通位置及从属关系本矿井位于河南省新密市西南约3.0km,在新密市城关镇东瓦店村境内,行政区划从属新密市城关镇东瓦店村管辖。区域上位于新密煤田米村牛店勘探区王庄井田东段。本村有乡村公路与郑(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)铁路与京广铁路接轨
5、。各乡镇及村庄间的简易公路纵横成网,交通较为便利,交通位置示意图见图1-1。其地理坐标为:东经:1132031.8-1132124.4北纬:342922.2 - 342951.8煤炭资源储量核查的矿井范围,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XY138191373843960023818980384396003381898038439580438188603843958053818773384398406381853138439840738184203843966083818220384936609381822
6、0384403201038184203844032011381842039440920123818620384409201338187503844074514381900538440400图1-2 交通位置示意图1.2矿井生产能力郑兴义兴(新密)煤业有限公司井田位于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。矿井通风方式为中央分列式,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。矿井目前为资源整合矿井。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、
7、 煤层地质概况二1煤层为本区重要开采对象,区内一1煤层未揭露,区内仅有一个钻孔,二1煤层厚度为6.50米, 9个探煤点揭露的煤层可开采,无夹矸结构简朴,煤层走向106-110,倾向220,倾角6-9,总体表现为单斜构造,属全区可采煤层。本矿区二1煤层稳定限度可定为较稳定煤层。三、 瓦斯概况郑兴义兴(新密)煤业有限公司重要开采二1煤层,据新密煤字2023119号文献、郑煤2023128号文献和实际测量,2023年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;2023年郑兴义兴(新密)煤业有限公司二1煤层相对瓦斯涌出量为4.12 m3/t,绝对瓦斯
8、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 郑兴义兴(新密)煤业有限公司等级鉴定批复表年度瓦 斯二氧化碳批复文号绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t鉴定等级批复等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t20230.212.19低低新密煤字2023119号文献20231.214.12低低1.34.77河南省工业和信息化厅豫工信202366号文献四、水文概况本矿区位于新密煤田中西部,地势呈缓坡状,西南高东北低,处在三面环山的箕形盆地之中,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
9、岩、太原组L1-4、L7-8灰岩为重要含水层,区内多被第四系所覆盖。根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的裂隙承压充水矿床,在西南庙岭深部,则以地板金水为主的岩溶充水矿床,本区水文地质类型属第三类第二亚类第一型,即以地板进水为主的岩溶充水、水文地质条件简朴的矿床。六、通风概况矿井采用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、矿井目前通风及生产能力情况矿井为独立的通风系统,通风方式为中央并列式,通风方法为全负压抽出式,即主、副井进风,风井回风。重要通风机为两
10、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。重要通风机扇叶角度300,工作风压1348pa,工作风量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,井下正常布置一个回采工作面(已停),2个掘进工作面及三个独立通风峒室。随着矿井的开采,因矿井
11、井下井巷断面小,东西回风巷、皮带下山个别段和其他巷道采用木支护,回风巷道拐弯多,导致矿井阻力大,通风尤显困难,给通风系统的稳定导致很大影响。二、矿井生产能力发展前景本次方案设计是为矿井的长期发展,提高矿井生产能力而进行的矿井通风系统改造。根据郑兴义兴(新密)煤业公司此后的发展规划,使矿井生产能力增大到15万吨/年以上。第二节 通风系统改造的必要性分析、论证通过对现有通风系统的分析,存在以下问题:1、由于矿井通风线路长,控制风门多(达9组),巷道通风断面小(一般在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,致使矿井通风难易限度难。2、井下采煤工作面的进回风布置在角联风
12、路中,减少了矿井局部抗灾能力。3、煤仓到上仓绕巷之间的巷道因通风问题有出现盲巷的危险。4、现有井下重要进、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、目前矿井通风能力为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,必须对矿井的通风系统进行改造,从主线上解决矿井通风能力制约后期生产的问题。第三节 通风系统改造的重要手段总结国内外通风系统改造的方法、手段,归纳可分为三种:1、改变矿井通风方法:既改变进、回风井筒的相对位置,从而,达成缩短通风线路、减少通风阻力、提高矿井风量的目的。2、改变矿井的通风方法,即抽改压或压
13、改抽,此方法多用于受周边老空影响严重且自燃发火严重的矿井。3、改变矿井通风网络:即通过调整矿井重要通风机的有关参数或通风网络中分支的参数,如增阻调节、降阻调节、调整重要通风机扇叶角度、更换电机提高转速等,从而实现提高通风能力的目的。此方法为生产矿井通风系统调整的常用方法。第四节 通风系统改造总体方案的选择根据通风系统改造的基本手段,结合义兴煤矿的地表地理条件及井下现有通风系统的实际情况,经技术比较采用改变矿井通风网络的方法,对矿井通风系统进行改造。并提出以下方案:总体方案:为充足运用现有巷道,考虑矿井通风、运送等因素,经技术论证,最后拟定改造方案为:扩修矿井东回风大巷:由本来的4m2左右、木支
14、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防止漏风,扩修皮带下山:由本来的小断面木支护变更为工字钢支护大断面,以及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、二部皮带巷及其他联巷。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、后通风系统风路流程说明:1、改造前:(新鲜风流)主、副井轨道运送巷用风地点(乏风流)皮带运送巷西总回风巷。 2、改造后:(新鲜风流)主、副井轨道运送巷用风地点(乏风流)皮带运送巷东总回风巷。第三
15、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的计算一、矿井风量计算原则矿井需风量,按下列规定分别计算,并采用其中最大值。(1)按井下同时工作最多人数计算,每人每分钟供应风量不得少于4m3。(2)按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。二、矿井需风量的计算1、采煤工作面的需风量: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的风量,m3/min;q瓦采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量,工作面平均瓦斯涌出量按预测值1.13m3/min;K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.4;则Q采1001.131.4158.2m3/min=2.64
16、m3/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采采煤工作面的平均有效断面积,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;按人数计算实际需风量Q采4N/60,m3/s式中:N工作面同时工作的最多人数(按交接班时的最多人数计算为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采采煤工作面的平均有效断面积,m2。Q采小155=75m3/min=1.25m3/s;Q采大2405=1200m3/min=20.0m3/s;经验算,上述
17、计算风量均在允许的最低风速和最高风速范围之内。根据以上计算,考虑生产能力的不均衡性及初、后期上下组煤厚度变化导致的工作面面积不同,采煤工作面的配风量为:Q采=6.75m3/s;Q采=6.75m3/s。按照煤层的瓦斯涌出量、工作面温度、人、风速等配风标准,并参照矿井通风能力核定办法中采煤工作面基本配风标准,通过计算拟定:工作面配风量取405m3/min,全矿采煤工作面的需风量Q采=405m3/min。2、掘进工作面的需风量: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的风量,m3/min;q瓦掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量,经计算为0.17m3/min;K掘通掘
18、进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数,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的风量Q掘=4N/60,m3/s式中:N掘进工作面同时工作的最多人数,(按交接班时的最多人数计算,为20人)。Q普掘=420/60=1 .4 m3/s。按局部通风机吸风量计算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的风机台数,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
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