第六章通风与安全

陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―1第六章通风与安全第一节概况一、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温1.瓦斯根据陕西省煤炭生产安全监督管理局《关于2014-2015年度第二批瓦斯等级鉴定结果的通知》（陕煤局发[2015]48号），2014年度红石岩煤矿瓦斯相对涌出量2.72m3，CO2相对涌出量2.46m3/t；瓦斯绝对涌出量6.28m3/min，CO2绝对涌出量5.68m3/min，矿井瓦斯等级为瓦斯矿井。综上分析，六采区开采时，煤层瓦斯含量较低。2.煤尘爆炸性根据2012年3月陕西煤矿安全装备检测中心提交的本矿井2号煤层《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性检验报告》，煤尘有爆炸危险性。3.煤的自燃倾向性根据《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性检验报告》，2号煤层属易自燃煤层。4.地温本矿井地温正常，无地热灾害。二、矿井通风现状1.通风方式及方法本矿井现开采井田西南部的四采区，根据井筒及采区相对位置，矿井采用分区式通风方式，机械抽出式通风方法。2.通风系统本矿井主斜井、副斜井、副平硐及原二号风井进风，三号回风斜井回风。通风系统为：主斜井、副斜井及副平硐进风→集中带式输送机大巷、+880轨道运输石门、910轨道运输巷、一二运输大巷→南翼带式输送机大巷及轨道运输大巷→12407工作面带式输陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―2输送机巷→12407综采工作面。12407综采工作面污风→12407工作面回风巷→南翼回风大巷→总回风巷→三号回风斜井→地面。3.主要通风机三号回风斜井安设两台BDK54-8-№23/132×2型防爆对旋轴流式通风机，1台工作，1台备用。每台通风机配套2台YBFe355-8型隔爆电动机，每台电动机功率132kW，装机功率2×132kW，电压380V，同步转速750r/min。风量范围70～100m3/s，负压范围900～1600Pa。通风机使用良好。第二节矿井通风一、矿井通风系统1.通风方式及方法本矿井井下共布置一个采区开采，采区内装备两个长壁综合机械化采煤工作面。根据井筒与六采区相对位置，六采区开采时，矿井采用分区式通风方式，机械抽出式通风方法。2.通风系统主斜井、副斜井、副平硐及原二号风井进风，三号回风斜井回风。矿井通风系统为：主斜井、副斜井及副平硐进风→集中带式输送机大巷、+880轨道运输石门、910轨道运输巷、一二运输大巷→南翼带式输送机大巷及轨道运输大巷→六采区带式输送机巷、轨道运输巷→603/611综采工作面带式输输送机巷、轨道运输巷→各综采工作面。工作面污风→603/611综采工作面回风巷→六采区回风巷→总回风巷→三号回风斜井→地面。二、井筒数目、位置及服务范围六采区开采时，矿井现有井筒位置、功能均保持不变，无新增井筒。三、采掘工作面及硐室通风陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―31．采煤工作面通风六采区采煤工作面实行独立通风，采用“两进一回”通风系统，即工作面带式输送机巷和轨道运输巷进风，工作面回风巷回风，回风风流直接引入六采区回风巷。2.掘进工作面通风掘进工作面实行独立通风，采用局部通风机压入式通风。3.硐室通风采区变电所采用独立通风系统；其它硐室采用负压通风，深度不超过6m硐室采用扩散通风。四、矿井风量、负压及等积孔㈠矿井风量矿井需要的风量分别按井下同时工作的最多人数计算和按采煤、掘进、硐室及其它用风地点实际需要风量的总和计算，并取其中的最大值。矿井需风量计算如下：1.按井下同时工作的最多人数计算Q=4NK/60=4×100×1.15/60=7.7m3/s式中:Q—矿井总供风量，m3/sN—井下同时工作最多人数，取100人K—矿井通风系数，中央分区式通风系统，取1.154—每人每分钟供风量2.按井下采煤、掘进、硐室和其它工作地点实际需风量总和计算矿井总风量六采区开采时，井下布置两个综采工作面及三个综掘工作面；独立通风硐室为采区变电所，本次设计在六采区设置一个采区变电所，仍在利用的还有二采区变电所及九采区变电所，故井下共3个采区变电所。Q矿=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ车+ΣQ其它）×K矿通式中：ΣQ采——回采工作面需风量之和，m3/s；陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―4ΣQ掘——掘进工作面需风量之和，m3/s；ΣQ硐——独立通风硐室需风量之和，m3/s；ΣQ其它——除了采煤、掘进和硐室地点外其他井巷需风量之和，按前四项总和的5%考虑，m3/s；K矿通—矿井通风系数，分区式取1.15⑴综采工作面需风量计算①中厚煤层采煤工作面a.按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q综采=100×q采×Kd式中：Q采—采煤工作面实际需风量，m3/min；q采—采煤工作面绝对瓦斯涌出量；q采＝75×104×2.72/（330×24×60）＝4.29m3/min；Kd—工作面因瓦斯涌出不均匀备用风量系数，机采工作面取1.2～1.6。Q采=100×4.29×1.6=686.4m3/min＝11.4m3/sb.按工作面温度计算采煤工作面的需风量:Q采=60×Vc×Sc×Ki式中：Vc——回采工作面适宜风速，当采煤工作面进风流气温为23～26℃时，风速1.5～1.8m3/s，取1.7m3/s；Sc——回采工作面平均有效断面，按最大、最小控顶断面的平均值计算，取8.8m2；Ki——工作面长度系数，取1.2。Q采＝60×1.7×8.8×1.2＝1077.12m3/min=17.952m3/s。根据本矿井生产实际，中厚煤层综采工作面配风量取18.0m3/s。c.按工作面最大人员数量计算陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―5Q采=4×nc式中：4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/minnc——采煤工作面同时工作的最多人数。Q采＝4×18=72m3/min=1.2m3/sd.按风速验算根据《煤矿安全规程》的规定，回采工作面的最低风速不得小于0.25m/s，最大风速不得大于4m/s的要求进行验算，即回采工作面风量应满足：0.25×SC≤Q采≤4×SC式中：SC－回采工作面平均有效断面，取8.8m20.25×8.8≤Q采≤4×8.8即Q采∈［2.2，35.2］按a、b、c三项中取最大值原则，中厚煤层综采工作面的需风量取18.0m3/s。②薄-中厚煤层采煤工作面a.按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q综采=100×q采×Kd式中：Q采—采煤工作面实际需风量，m3/min；q采—采煤工作面绝对瓦斯涌出量；q采＝45×104×2.72/（330×24×60）＝2.58m3/min；Kd—工作面因瓦斯涌出不均匀备用风量系数，机采工作面取1.2～1.6。Q采=100×2.58×1.6=412.8m3/min＝6.88m3/sb.按工作面温度计算采煤工作面的需风量：Q采=60×Vc×Sc×Ki式中：陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―6Vc——回采工作面适宜风速，当采煤工作面进风流气温为23～26℃时，风速1.5～1.8m3/s，取1.7m3/s；Sc——回采工作面平均有效断面，按最大、最小控顶断面的平均值计算，取5.3m2；Ki——工作面长度系数，取1.2。Q采＝60×1.7×5.3×1.2＝648.72m3/min=10.812m3/s。根据本矿井生产实际，薄-中厚煤层综采工作面配风量取12.0m3/s。c.按工作面最大人员数量计算Q采=4×nc式中：4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/minnc——采煤工作面同时工作的最多人数。Q采＝4×18=72m3/min=1.2m3/sd.按风速验算根据《煤矿安全规程》的规定，回采工作面的最低风速不得小于0.25m/s，最大风速不得大于4m/s的要求进行验算，即回采工作面风量应满足：0.25×SC≤Q采≤4×SC式中：SC－回采工作面平均有效断面，取5.3m20.25×5.3≤Q采≤4×5.3即Q采∈［1.3，21.2］按a、b、c三项中取最大值原则，薄-中厚煤层综采工作面的需风量取12.0m3/s。⑵综掘工作面需风量计算①按瓦斯涌出量计算Q综掘=100×q掘×Kd式中：Q综掘—掘进工作面实际需风量，m3/min；q掘—掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―7q掘＝602433072.290000＝0.52m3/minKd—掘进工作面因瓦斯涌出不均匀备用风量系数，取1.5～2.0。Q综掘=100×0.52×2.0=104.0m3/min≈1.733m3/s②按掘进工作面最大人员数量计算Q综掘＝4×nj＝4×15＝60m3/min＝1.0m3/s③按局部通风机吸风量计算Q综掘=Qf×I+60×0.25×S式中:Qf——掘进工作面通风机为TBT62-2型，吸风量300m3/minI——掘进工作面同时运转的局部通风机台数，台；S——巷道断面积，取9.9m2。Q综掘=300×1+60×0.25×9.9=448.5m3/min=7.5m3/s。根据矿井生产实际，综掘工作面取8m3/s。④按风速验算根据《煤矿安全规程》的规定，煤巷、半煤巷掘进工作面的风量应满足：0.25×SC≤Q综掘≤4×SC式中：SC－掘进工作面巷道过风断面，m20.25×9.9≤Q综掘≤4×9.9即Q综掘∈［2.5，39.6］按①、②、③项中取最大值原则，所以，综掘工作面配风量取8.0m3/s。六采区投产时，共布置3个采掘工作面，综掘工作面共需风量24.0m3/s。⑷井下独立通风硐室需要风量陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―8井下独立通风硐室为三个采区变电所，每个采区变电所配风量为3.0m3/s。则ΣQ硐＝3×3=9.0m3/s⑸接续工作面风量计算接续工作面的配风为采煤工作面的50%，六采区投产时，共布置两个采煤工作面，故备用工作面风量为Q＝18÷2+12÷2=15.0m3/s⑹其它配风量按以上各项配风总量的5%计算ΣQ其他＝（18＋12＋3×8＋9＋15）×5%＝3.9m3/s根据上述计算结果，矿井总风量计算如下：Q矿＝（18＋12＋3×8＋9＋15＋3.9）×1.15＝94.2m3/s取Q矿＝95m3/s。矿井风量分配见表6-2-1。表6-2-1矿井风量分配表序号用风类型风量分配备注用风地点/用途配风量（m3/s）1采煤六采区/中厚煤层综采工作面18六采区/薄-中厚煤层综采工作面12小计302掘进综掘工作面（3个）3×8=24硐室采区变电所（3个）3×3=9其他备用工作面9+6=15其它3.9小计51.93通风系数1.154合计94.2（取95.0）陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第六章通风与安全6―9㈡负压及等积孔1.矿井通风负压根据六采区工作面接续计划，设计利用计算机通风网络解算软件，分别计算出六采区开采时矿井通风容易时期和困难时期各类巷道的风量及负压。矿井局部通风阻力按矿井负压的10%计算，矿井通风容易时期原始数据及网络解算结果分别见表6-2-2、表6-2-3，通风困难时期网络原始数据及计算结果分别见表6-2-4、表6-2-5。经通风网络解算，六采区开采时，矿井通风容易时期总风量95.0m3/s，主斜井进风42.5m3/s，副斜井进风25.1m3/s，副平硐进风24.4m3/s，原二号风井进风3m3/s，矿井负压1187.9Pa；矿井通风困难时期总风量95.0m3/s，主斜井进风42.5m3/s，副斜井进风25.2m3/s，原二号风井进风3m3/s，副平硐进风24.3m3/s，矿井通风负压1341.0Pa。六采区开采时，各时期进风井、回风井的风量和负压计算结果见表6-2-6。表6-2-6六采区开采时矿井风量及负压表通风时期井筒名称风量(m3/s)负压(Pa)等积孔(m2)进风回风容易时期主斜井42.5副斜井25.1副平硐24.4原二号风井3.0三号回风斜井95.01187.9合计95.095.01187.93.28困难时期主斜井42.5副斜井25.2副平硐24.3原二