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1、 煤矿西采区通风系统改造设计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
2、的系统安全可靠，防灾、抗灾能力强。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 21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
3、标为：东经 10454001045534，北纬 252247252440。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 4000 m3/min 左右。煤矿煤层开采顺序先上后下，近距
4、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。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 255kw，数量 2 台（一台工作，一台备用） ，额定风量 1200-2880m3/min、风压 10003100Pa。采区实际总进风量 2024m3/m
5、in，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 275kw，额定风量 1510-3100m3/min、风压 13003300Pa。采区实际总进风量2283m3/min，负压 1100Pa。掘进工作面使用 FBDNo6/215kw 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 215kw、风量为330m3/min-500m3/min，风筒为 600mm 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
6、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
7、不足。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 5.68.02m2,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
8、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、
9、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。4 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
10、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。蘑菇点点 http:/ 35 人，因此，影响工作面风量确定的主要原因是瓦斯涌出量和风速。（一）采煤工作面需风量计算1、西 1903 工作面的配风量（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算。Q 采 1=100q 采Kc 式中： Q 采采煤工作面实际需要的风量，m3/s；q 瓦采采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；取5.7m3 /minKC采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比；炮采工作面取1.42.0，本矿取 1.8Q 采 1=100q 采Kc=100
11、5.71.8=1026 m3/min（2）按工作面温度计算Q 采VcScKi式中 Vc采煤工作面适宜风速，取 1.0m3/s；Sc采煤工作面平均有效断面，取 7.04m2；Ki工作面长度系数，取 1.0。故 Q 采17.041=422.4m3/min（3）按炸药使用量计算Q 采25Ac/60=0.417Ac式中 Ac：采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量，取 18kg；故 Q 采0.41718=450m3/min（4）按工作面工作人员数量计算Q 采=4n=435=140m3/min=2.3 m3/s 式中：n采煤工作面同时工作的最多人数，35 人；以上计算最大值 Q 采=maxQ 采 1,Q
12、 采取 Q 采=787.2m3/min=13.12m3/s（5）按风速验算0.25ScQ 采4Sc，则 0.25Sc0.257.041.76 (m3/s)Q采4Sc47.0428.16m3/sQ 采故 Q 采1026 m3/min =17.1m3/s 满足要求。西采区 1903 工作面所需风量为 1026 m3/min，2、西 1904 工作面的配风量（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算。Q 采 1=100q 采Kc 式中： Q 采采煤工作面实际需要的风量，m3/s；q 瓦采采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；取4.6m3 /minKC采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，即该工作面瓦斯
13、绝对涌出量的最大值与平均值之比；炮采工作面取1.42.0，本矿取 1.8Q 采 1=100q 采Kc=1004.61.8=828 m3/min（2）按工作面温度计算Q 采VcScKi式中 Vc采煤工作面适宜风速，取 1.0m3/s；Sc采煤工作面平均有效断面，取 7.04m2；Ki工作面长度系数，取 1.0。故 Q 采17.041=422.4m3/min表 1 采煤工作面温度与风速对照表根据煤矿地温梯度及季节变化情况，井下工作面温度一般在 1722之间，对照上表，取工作面风速 V 采 i=1.0m/s；S 采 i第 i 个采煤工作面的平均断面积 m2；K采面调整系数；（3）按炸药使用量计算Q 采25Ac/60=0.417Ac式中 Ac：采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量，取 18kg；故 Q 采0.41711.25=281m3/min（4）按工作面工作人员数量计算Q 采=4n=435=140m3/min=2.3 m3/s 式中：n采煤工作面同时工作的最多人数，35 人；以上计算最大值 Q 采=maxQ 采 1,Q 采取 Q 采=787.2m3/min=13.12m3/s（5）按风速验算0.25ScQ 采4Sc，则 0.25Sc0.257.041.76 (m3/s)Q采4Sc47.0428.16m3/sQ 采故 Q 采13.8m3/s 满足
