××煤矿西采区通风系统改造设计

1××煤矿西采区通风系统改造设计×××公司××矿生产技术部2009年10月28日2矿井通风系统改造设计人员名单设计人设计负责人通风负责人技术负责人机电负责人生产技术部总工程师矿长3通风系统改造设计依据：《煤矿安全规程》，版煤炭工业出版社，2007年《矿井通风与空气调节》，中国矿业大学出版社，1990年《煤矿安全工程设计》煤炭工业出版社，1994年《采矿工程设计手册》煤炭工业出版社，2003年《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000年通风系统改造设计原则：按“以风定产”原则，使改造后的通风系统能力与矿井生产能力相匹配改造设计技术上合理可靠，风量充足，风流稳定、风速合理以最少的投资，较少的工程量与材料消耗，获得最好的经济效益根据本公司的实际情况，尽可能选用先进技术和装备改造后的系统安全可靠，防灾、抗灾能力强4目录第一节、矿井概况..........................................................................................................................5第二节、矿井通风系统现状及存在问题.......................................................................................6一、通风系统现状.......................................................................................................................6二、存在问题...............................................................................................................................6第三节、矿井通风系统改造方案的选择.......................................................................................7一、方案选择...............................................................................................................................7二、方案设计的计算基础...........................................................................................................7第四节、矿井需风量计算及风速验算...........................................................................................9一、需风量计算...........................................................................................................................9二、风量分配及风速验算.........................................................................................................15第五节、矿井通风阻力计算.........................................................................................................16一、通风阻力计算.....................................................................................................................16二、通风阻力分析.....................................................................................................................18第六节、通风设备选择.................................................................................................................19一、工况点计算.........................................................................................................................19二、电机功率计算.....................................................................................................................19三、风硐改造.............................................................................................................................20第七节、通风系统改造.................................................................................................................21一、生产巷道现状.....................................................................................................................21二、巷道改造方案.....................................................................................................................215第一节、矿井概况××煤矿位于贵州省黔西南布依族、苗族自治州普安县楼下镇。地理坐标为：东经104°54′00″——104°55′34″，北纬25°22′47″——25°24′40″。矿井形状为不规则形，面积4.7993km。主井口标高为＋1405.48m,副井标高为＋1404.60m,风井标高为＋1446.54m，主平硐标高为＋1309.79m。本井田可采煤层4层，即17#、18#、19#、20#煤层。矿井采用平硐、斜井开拓方式，原设计生产能力30万吨／年，2009年实际产煤36万吨。目前共有两个采区，西采区地质构造简单，煤量大，2009年产出煤量21万吨。2010年，西风井将担负年产25万吨以上产量的通风任务，需供风量4000m3/min左右。××煤矿煤层开采顺序先上后下，近距离煤层群分组联合布置，上山开采，采区式区段后退式，区段内后退式回采。采煤工作面采用走向长壁后退式采煤法，采煤工艺为炮采、支护形式为2.5m单体液压支柱配合绞接顶梁、四对八梁全断面支护；全部垮落法管理顶板。6第二节、矿井通风系统现状及存在问题一、通风系统现状×煤矿矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，主、副，主平硐井进风，东西采区风井回风。地面通风机房安设两台同型号离心式扇风机，一台运转，一台备用。西采区主扇型号为BD-11NO14型，功率为2×55kw，数量2台（一台工作，一台备用），额定风量1200-2880m3/min、风压1000—3100Pa。采区实际总进风量2024m3/min，负压980Pa。东采区主扇型号为FBCDZ防爆对旋轴流式风机，数量2台（一台工作，一台备用），配套电机YBF225-4主扇功率为2×75kw，额定风量1510-3100m3/min、风压1300—3300Pa。采区实际总进风量2283m3/min，负压1100Pa。掘进工作面使用FBDNo6/2×15kw型，全矿共有局部扇风机八台（四台工作，四台备用），电机功率为2×15kw、风量为330m3/min-500m3/min，风筒为Ф600mm的矿用抗静电阻燃风筒,采用压入通风本矿井采用抽出式通风，二、存在问题××煤矿原设计能力为45万吨／年，但是实际生产能力难以达到设计生产能力，今年矿井对各个生产系统进行了一系列改造，矿井生产能力达90万吨／年。矿井通风系统虽进行了系列改造，但仍不能完全与矿井实际生产能力相匹配，给通风安全管理带来隐患。主要存在以下几方面的问题：1、按目前的采掘布局布置，西采区主要通风机的供风量已达到极限。日常因供风量不足影响生产安全。2、主要通风机严重老化，故障较多，运行不稳定，供风量不连续不可靠。3、井下采场逐步向西采区转移，采区要布置2个采煤工作面和二个掘进工作面，所需风量增加，通风距离增大，通风阻力增大，现运行的主要通风机难以满足安全生产需要。4、矿井主要通风巷道都布置地煤层中，变形严重，通风断面小，阻力大，风速超限，供风量不足。7第三节、矿井通风系统改造方案的选择一、方案选择××煤矿原设计能力为30万吨，矿井初期主要开采首采区的17#煤，现西采区17#煤层已回采结束，矿井东西采区近两年内也将结束，矿井今后的生产主要集中在西采区开采。采区开始投产时采区主要进风巷道断面积为5.6－8.02m2,主要回风巷道断面积为6.9m2，并开采17#煤层，通风距离短，通风网络简单，测定通风阻力为1205Pa,等积孔为2.26m2，网络上属于通风容易矿井。目前矿井通风系统存在的问题主要为矿井总风量达到极限、主要通风机严重老化，故障较多，运行不稳定、通风系统将由生产系统的增加，所需的风量增加，通风距离增大，通风阻力增大，现运行风机难以满足安全生产需要。××煤矿通风系统改造的目的在于提高矿井总风量，保证主要通风机安全运转，使通风能力与生产能力相匹配。鉴于以上对矿井通风网路、通风设备的分析，通风系统改造的方案为：更换矿井主要通风机和巷道改造。二、方案设计的计算基础××煤矿通风系统改造的方案为更换主要通风机和巷道改造，今后采掘头面个数及机电硐室数量基本稳定，但随采掘地点的变化，通风系统有较大变化。因此主要通风机选型，须从以下几方面作为选型计算的基础：（一）重新计算矿井需风量，合理配风，并以此来计算矿井通风阻力。（二）随采掘布局的变化，矿井生产逐步转移到西采区，形成西采区通风系统。生产系统增加，矿井配风量增加，通风路线延长、通风阻力增大，矿井通风进入困难时期。因此应以通风路线最长、阻力最大的困难时期作为风机选型的基础。（三）根据矿井采掘计划，矿井需风量计算1个回采工作面、1个备用工作面，4个掘进工作面、2个独立通风的硐室作为风量计算基础。1个回采工作面为：1903工作面。1个备用工作面：1904工作面。84个掘进工作面：17#煤层和19#煤层。（四）通风阻力计算通风容易时期：阻力计算以1903回采工作面为通风阻力计算路线。西采区1个回采工作面，2个掘进工作面，留有30m的煤柱。通风困难时期：阻力计算以1904回采工作面和1903回采工作面作为通风困难时期阻力计算路线。通风困难时期西采区1个回采工作面，1个备用面，4个掘进工作面，2个硐室，按工作面的最长计算。