第二节矿井通风

第二节矿井通风一、通风方式及通风系统1、通风方式根据矿井开拓布置，矿井采用中央并列式通风方式。2、通风方法矿井与邻矿留设有40m以上的隔离煤柱，相互间无风路联系，为利于矿井通风管理和安全生产，设计选用抽出式通风方法。3、通风系统投入生产时，主斜井、副斜井为进风井，东翼风井为回风井。回采工作面采用“U”型后退式全负压通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。首采1152工作面通风路线：回采工作面采用“U”型后退式全负压通风。新鲜风流：主斜井（副斜井）→+1190机轨石门→1151运输巷→1151采面（乏风）→1151回风巷→+1215回风石门→东翼风井→地面。(详见通风系统及网络图)。掘进工作面利用局部通风机压入式通风，使用长距离通风的抗静电、阻燃性能风筒。局部通风机采用“双风机，双电源”运行方式，并对掘进工作面的低压供电设备实行三专两闭锁。即“风电、瓦斯电闭锁”。局扇采用专用变压器、专用开关、专用电缆供电。掘进工作面通风路线：（1）、1152回风巷掘进工作面新鲜风流：主斜井（副斜井）→+1215轨道石门（局扇）→1152回风巷掘进面（乏风）→1152掘进巷→+1215联络平巷→+1215回风石门→东翼风井→地面。(详见通风系统及网络图)。（2）、1152运输巷掘进工作面新鲜风流：主斜井（副斜井）→+1190机轨石门（局扇）→1152运输巷掘进面（乏风）→1152运输巷掘进巷→+1195回风绕道→1190回风石门→东翼风井→地面。(详见通风系统及网络图)。二、风井数目、位置、服务范围根据矿井开拓部署，矿井共设二个回风井。前期开采东翼煤层时设一个回风井，即东翼风井。后期开采西翼煤层时设一个回风井，即西翼风井。东翼风井（前期）位于矿区中部，风井井口坐标：X=2924643，Y=35507850，Z=+1233m，α＝330°，β＝16°，为矿井矿井开采东翼煤层的11、13采区服务。西翼风井位于矿区中部，西翼风井井口坐标：X=2924656，Y=35507672，Z=+1270m，α＝94°，β＝29°，为矿井开采西翼煤层的12、14采区服务。三、掘进通风及硐室通风1、掘进通风掘进工作面选用KDF-6.3型2×11kW局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒压入式通风。2、硐室通风井下硐室主要有中央变电所、水泵房，变电所与水泵房联合布置，位于进风风流中，采用全风压并联通风，无需独立配风。三、矿井风量、负压计算（一）、按井下同时工作的最大班下井人数计算。Q＝4×N·K式中：Q——矿井总供风量，m3/s；N——井下同时工作的最多人数，按72人计算；K——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，采用中央分列式通风，取K＝1.2。Q＝4×72×1.2＝345.6（m3/min）＝5.76m3/s。（二）、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算。Q总＝（ΣQ采＋ΣQ掘＋ΣQ硐+Q其它）·K式中：ΣQ采——采煤实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ掘——掘进实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ硐——独立回风的硐室实际需要风量的总和，m3/s；ΣQ其它——除采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/s。K——矿井通风系数，采用中央并列式通风，取K＝1.2。1、炮采工作面的风量确定炮采工作面的实际需要风量，应按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求，并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后，采取其中最大值。经分析和计算认为，本矿地温不高，炮采工作面人数配备40人，因此，影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。（1）、按瓦斯涌出量计算：Q采＝100×q采·K采＝100×6.7×1.6＝1072m3/min＝17.87m3/s式中：Q采——采煤工作面实际需要的风量，m3/s；q瓦采——经预测计算矿井设计投产时采煤工作面预测相对瓦斯涌出量分别为19.88m3/t、计算绝对瓦斯涌出量为11.2m3/min。考虑40％的抽放瓦斯率，则需风排瓦斯量为6.7m3/min；K采——采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯涌出量的最大值与平均值之比。炮采工作面取1.2～1.6。本设计取1.6。经计算，Q采＝17.87m3/s。（2）、按工作面风温计算Q采＝VC·Sc·Ki＝1.5×5.85×1.1＝9.65m3/s式中：VC——采煤工作面适宜的风速，按20～23℃风温取1.5m/s；SC——采煤工作面平均有效断面，按最大控顶距4.2m、最小控顶距3.2m，采高1.58m，平均断面为：5.85m2；Ki——采煤工作面长度系数，工作面长度120m，选取为1.1；经计算，Q采＝9.65m3/s。（3）、按工作面人员数量计算Q采＝4Nc＝4×40＝160m3/min＝2.67m3/s式中：Nc——采煤工作面同时工作的最多人数，40人；经计算，Q采＝2.67m3/s。（4）按风速进行验算：0.25×S采≤Q采≤4×S采1.46Q采23.4(m3/s)根据以上计算取最大值：Q采＝17.87m3/s，采煤工作面S采＝5.85m2，经验算，Q采＝17.87m3/s符合要求。2、掘进工作面需风量确定掘进工作面的实际需要风量，应按照冲淡掘进工作面涌出的瓦斯，并考虑局部通风机实际吸风量、工作面温度、炸药用量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并取其中最大值。该矿地温不高，掘进工作面人数≤8人，掘进工作面一次起爆的炸药用量≤8.0kg，影响掘进工作面的实际需要风量的主要因素是瓦斯涌出量和局部通风机吸入风量。（1）按瓦斯涌出量计算：Q掘＝100×q掘·K掘＝100×0.76×1.9＝144.4m3/min＝2.41m3/s式中：Q掘—掘进工作面实际需要的风量，m3/s；q掘—掘进工作面的瓦斯涌出量，m3/min；K掘—掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，该数值应经过观察实测后取得；通常，炮掘工作面一般取1.8～2.0，取1.9；经预测计算煤层掘进工作面瓦斯涌出量为0.76m3/min，掘进工作面的瓦斯涌出主要依靠加强通风来解决。但当瓦斯涌出量大于（＞3m3/min）时，应采用先抽后掘，打超前钻孔预抽掘进工作面前方煤体内的瓦斯。经计算，Q掘＝2.41m3/s。（2）按局部通风机吸入风量计算Q掘＝Qf+0.25S式中：Qf——掘进面局部通风机吸入风量，设计掘进面选用KDF-6.3型2×11kW局部通风机，其吸入风量取3.1～5.5m3/s，取5.5m3/s；I——掘进面同时运转的局部通风机台数，设计每个掘进面使用1台局部通风机，I＝1台；0.25S——为防止局部通风机吸循环风的风量，S，局部通风机安设处断面，按工作面运输巷为5.2m2。Q掘1＝Q掘2＝5.5+0.25×5.2＝6.8(m3/s)（3）按炸药使用量计算Q掘＝25Ac＝25×8＝200m3/min＝3.3m3/s式中：AC——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，8kg；经计算，Q掘＝3.3m3/s。（4）按工作面人员数量计算：Q掘＝4Nc＝4×8＝32m3/min＝0.53m3/s式中：Nc——掘进工作面同时工作的最多人数，8人；经计算，Q掘＝0.53m3/s。（5）按风速验算：根据《煤矿安全规程》规定岩巷掘进工作面的风量应满足：9×Sj≤Q掘≤240×Sj煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：15×Sj≤Q掘≤240×Sj式中：Sj——掘进工作面巷道过风断面，5.2m2；根据上述计算取其最大值，即Q掘＝6.8m3/s,按风速验算均满足要求。3、硐室需风量确定中央变电所、水泵房位于进风风流中，采用全风压并联通风，无需单独配风，投产初期矿井无独立配风的硐室,故∑Q硐＝0m3/s。4、瓦斯抽放巷，底板瓦斯抽放巷，其配风按5m3/s配风。5、其它需风量按采掘工作面的最大风量的3%～5%进行配风，即投产初期，+1190回风石门、+1145回风石门，经计算为Q其它=（17.87+6.8×2）×5％=1.6m3/s。⑶矿井总需风量确定Q总＝(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×K矿＝（17.87+13.6+1.6+4×2）×1.25＝51.34m3/s表3-2-1矿井需风量计算表用风地点前期需风量（m3/s）后期需风量（m3/s）采煤风量1151采煤工作面17.8717.87掘进风量1152运输巷掘进工作面6.86.81152回风巷掘进工作面6.86.8小计13.613.6硐室风量00底板瓦斯抽放巷风量其它风量按5﹪1.61.6矿井K矿通＝1.2551.3439.68据计算，矿井总需风量为51.34m3/s，矿井投产初期按54m3/s配风，矿井通风困难时期按56m3/s配风。根椐矿井开拓系统及采掘布置情况，该矿井在移交生产后各个生产时期均为1个回采工作面，以此达到设计生产能力。因此，矿井东翼投产初期首采工作面为11采区5煤层第一个区段（1151工作面）；通风困难时期在13采区开采20煤层第5个区段（132010工作面）。投产初期和困难时期为1个回采工作面，2个掘进工作面，2条其它通风巷道。通风困难时期为1个回采工作面，2个掘进工作面，4条其它通风巷道。通风容易时期和困难时期配风见表3-2-2。表3-2-2矿井东翼投产初期/困难时期风量分配表配风地点前期配风量（m3/s）后期配风量（m3/s）投产初期/困难时期采煤风量1151/132010采煤工作面2222小计2222掘进风量1151/13209运输掘进巷881111/13209回风掘进巷88小计1616硐室抽放巷5×25×2其他68矿井总风量合计5456按各配风地点断面对配风量进行校核，岩脚田煤矿各用风地点风速均符合《煤矿安全规程》规定。2）通风阻力矿井通风摩擦阻力采用下式计算：（Pa）式中：α——通风阻力系数，（NS2/m8）；l——巷道长度，（m）；q——通过巷道的风量，（m3/s）；s——巷道净断面，（m2）；p——巷道净周长，（m）；其通风局部阻力按摩擦阻力10％计算，经过计算：矿井东翼投产初期所需风量为44m3/s，投产初期通风阻力为492.8Pa，矿井通风困难时期所需风量为56m3/s，困难时期通风阻力为652.7Pa。矿井东翼投产初期、困难时期通风阻力计算（详见表3-2-3,表3-2-4）。32sqplh表3-2-3矿井东翼投产初期通风阻力计算序号巷道名称断面形状支护方式摩擦阻力系数净周长巷道长断面风速风量通风α(NS2/m4)P(m)L(m)S(㎡)V(m/s)Q(m3/s)阻力h(Pa)1主斜井半园锚喷0.00711.941669.302.902712.62+1190机轨石门半园锚喷0.00714.139813.882.16303.331151运输巷梯形金支0.01211.16157.13.1022110.841151工作面长方单体0.035101205.44.0722129.151151回风巷梯形金支0.01211.16207.13.1022111.76+1215回风石门半园锚喷0.00710.001057.004.293019.37东翼风井半园锚喷0.00712.46510.55.145414.28风硐半园锚喷0.018.57255.110.595447.1小计448.0局部阻力按10%44.8合计492.8表3-2-4矿井东翼通风困难时期通风阻力计算序号巷道名称断面形状支护方式摩擦阻力系数净周长巷道长断面风速风量通风α(NS2/m4)P(m)L(m)S(㎡)V(m/s)Q(m3/s)阻力h(Pa)1主斜井半园锚喷0.00711.943199.303.012826.02+1145运输反石门半园锚喷0.00710.004927.003.712667.9313运输下山半园锚喷0.00711.023668.502.822426.54+1020运输石门半园锚喷0.00710.001607.002.711911.85132010运输巷梯形金支0.01211.16007.13.1022108.16132010工作面长方单体0.03510905.44.072296.87132010回风巷梯形金支0.