q0=0.26【0.0004(Vr)2+0.16】W0
Vr——挥发份,查《详查报告》为35.18%; W0——煤层原始瓦斯含量,为9.35 ml/g, 计算得:q0=0.389 m3/m2·min q3=0.08 m/min
q4——掘进落煤瓦斯涌出量,m3/min q4=S·v·r(W0-Wc)
S——掘进巷道毛断面;为13.751m v——平均掘进速度,0.00174m/min r——煤的密度,为1.37t/m3; Wc——煤的残存瓦斯含量,5.15 m3/t; q4=0.14 m3/min q=q3+q4=0.22m/min
k ---- 瓦斯涌出不均衡系数, 取2; Q2=qk/c=100×0.22×2/0.8=55m/min ③按炸药消耗排烟量计算:
Q3= 7.8 [KA(S·L)2 ] 1/ 3 / T =156m3/min 其中:T──排烟时间,取30min; A──同时爆破炸药量25.35kg; L──最远通风距离150m; S──巷道掘进毛断面积13.751m; ④风量取大值:Q1<Q2<Q3=Q=156m3/min ⑤风速验算:
巷道揭过煤段施工,最低风速0.25m/s,最高风速为4m/s。 工作面最大断面Smax=13.751m2
Qmin=0.25×Smax×60=0.25×13.751×60=207m3/min; Qmax=4×Smax×60=4×13.751×60=3301m/min; Qmin>Q=207m/min;
故掘进工作面所需最小风量 Q掘=207m3/min。 2)局部通风机选型
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①局部通风机工作风量计算
按照风筒百米漏风率1.5%计算,巷道过煤期间风筒最大长度为810m,则局扇需风量为: Q局=Q掘/(1-1.5%×810/100)=236m/min ②局部通风机工作风压计算 h全=1.1R·Q局· Q掘
R——压入式风筒总风阻,由摩擦风阻和局部风阻组成,该巷道只有两个风筒弯头,则查Φ800柔性风筒百米风阻为0.00146 N·S2/m8,考虑风向关系,局部阻力按摩擦阻力的10%计算。
R=0.00146×810÷100=0.011826 h全=636Pa
根据上述计算,后一采区第二中部车场(-717m)石门揭煤期间可选用二台FBD№6.3/2×30型对旋局部通风机,一备一用,两路电源供电并自动切换;设一路Φ800㎜强力胶质风筒到工作面5m以内。
表13 局部通风机参数 风机型号 FBD№6.3/2×30 功率(kw) 风压(Pa) 2×30 360~6300 风量(m/min) 260~630 33
配套风筒 Φ800mm强力胶质风筒 3)、局部通风系统:
巷道距揭煤煤层距离10m前,必须建立揭煤安全防护系统和独立的、可靠的通风系统,通风设施应牢固可靠,保证系统稳定,风量符合本设计,并对设施进行检查、维修。巷道通风路线为:
进风流:地面→副井→-800m水平井底车场→局部通风机→经风筒至后一采区第二中部车场(-717m)石门掘进工作面迎头
回风流:后一采区第二中部车场(-717m)石门掘进工作面迎头→后一采区第二中部车场→-800m回风上山→-800m回风上山上车场→-650m回风大巷→风井→地面
4)、通风设施
副井井底车场轻、重车线、临时变电所西侧、变电所通道西侧各安设2道正反向风门,在外水仓联络巷建一道永久密闭墙,临时水仓入口建一道调节风窗,必须使用防止风流逆流的翻板。风门设置具体位置见通风系统图。
每组正反向风门不得少于2道,风门之间的距离不得小于4m,风门墙垛用砖石混凝土砌筑,嵌入巷道周边基岩深度不得小于0.2m,墙垛厚度不得小于0.8m,门框和门采用坚实木质结构,门框厚度不得小于100mm,风门厚度不得小于50mm,风门转动灵活、使用正常、牢固可靠。
人员进入揭煤工作面作业时反向风门必须打开、顶牢,放炮及无人期间,反向风门必须保持关
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闭。通过风门墙垛的风筒、水沟、调节风窗等,必须设置逆向隔断装置,确保揭煤通风系统的独立性、稳定性、可靠性。
2、抽采系统
在地面抽采泵站安装2台2BE1-353型水环式真空泵,一台工作,一台备用,管路为永久抽采系统高浓度管路,规格为DN480。
地面抽采泵→地面抽采瓦斯管路→风井抽采瓦斯管路→-650m回风大巷抽采瓦斯管路→后一采区-800m回风上山抽采瓦斯管路→后一采区第二中部车场(-717m)石门抽采瓦斯管路→石门揭煤工作面抽采钻孔。
3、供电系统
(1)、供电系统(见附图):一路来自井下临时变电所1 # 500KVA变压器,供掘进迎头及备用风机,另一路来自井下临时变电所2 # 500KVA变压器专供主风机。
(2)、井下电气设备布置(见附图)情况:后一采区第二中部车场(-717m)石门揭煤工作面及其回风系统主要设备有:3台45kw的钻机、18.5 kw泥浆泵、5.5kw喷浆泵。
(3)、电气管理
①强化电器设备检修,揭煤所使用的电器设备必须台台完好,供电线路绝缘良好,各种电气保护灵敏可靠。
②揭煤期间各施工单位每天必须有专职电工对迎头电器设备防爆性能检查、检修一次,相关单位必须有专职电工对回风流电器设备防爆性能检查、检修一次,杜绝电器设备失爆、失保。
③确保保护灵敏可靠。
漏电保护试验必须每天一次,并做好记录,由专人管理。 揭煤前做一次远端漏电试验,揭煤期间严禁做此试验。
揭煤期间,风电闭锁、瓦斯电闭锁及局扇开关自动切换必须每天试验一次,确保灵活可靠,并做好记录。
风电、瓦斯电开关停电后,必须验电、放电,确认无误后汇报矿调度所,并安排专人看管。 揭煤期间,每天必须对井上下口等所有照明综保进行试验,确保其完好,并做好记录。 ④专人看管局扇。
⑤严禁带电检修或搬迁电器设备和电缆。
⑥严格停送电制度:检修或搬迁电器设备、电缆前,必须切断电源,检查瓦斯,在其巷道风流中瓦斯浓度低于0.8%时,再用与电源电压相适应的验电笔检验。检验无电后,方可进行导体对地放电。开关把手在切断电源时必须闭锁交悬挂停电牌。
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(4)、揭煤停电步骤:
①揭煤期间,各单位固定安排2名电工跟班,熟悉此范围的供电系统电气设备和停电范围内需停电的电气设备。
②放炮前,需通知调度后停电,把撤人区域的所有电气设备停电,但保持局扇正常供风。 1)井下停电顺序:
后一采区第二中部车场(-717m)石门揭煤工作面停电顺序:
由迎头低压依次向变电所高压停电,即先把工作面的动力电气设备开关(Q-1、Q-2、Q-3、Q-4、 Q-5)关闭,K-7动力分馈电开关关闭并挂牌。
2)其他掘进迎头工作面停电顺序:
由迎头低压依次向变电所高压停电,各迎头动力电气设备启动开关关闭,控制迎头分馈电开关(K-2,K-4、K-6)关闭并挂牌。
送电顺序相反。
(5)、馈电开关整定计算如下:
动力电缆使用MY50平方电缆,载流量为180A,迎头总负荷为159kw;。能满足施工要求。 5.1、后一采区第二中部车场(-717m)石门揭煤工作面: 5.1.1、控迎头馈电开关(k-7) 电缆换算长度:
LH=800×0.73+(20+20+20)×1 =644米 最远端二相短路值:查表Id2=1120A 馈电开关整定值:
Iz=45×1.15*6+(45+45+18.5+5.5)*1.15=441A 校验:Id/Iz=1120/441=2.5≥1.5 合格
馈电开关过载整定值: (45+45+45+18.5+5.5)×1.15=183A 取Ie=183A<200A 合格 ⅱ、馈电开关(k-5) 电缆换算长度: LH=80×1.37=110米
最远端二相短路值:查表Id3=4752A 馈电开关整定值:Iz=30×2×1.15×6=414A 校验:Id/Iz=4752/414=11.5≥1.5 合格
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馈电开关过载整定值:(30+30)×1.15=69A 取Ie=69A<200A 合格 ②局专馈电开关 ⅰ、局专馈电开关(k-3)
电缆换算长度:LH=10×0.53+80×1.37=115米 最远端二相短路值:查表Id11=4632A 馈电开关整定值:Iz==30×2×1.15×6=414A 校验:Id/Iz=4632/414=11.2≥1.5 合格 馈电开关过载整定值:(30+30)×1.15=69A 取Ie=69A<200A 合格 4、监控系统
(1)监控中心应完善监测系统,在距迎头3~5m处安装瓦斯监测探头T1高低浓度传感器,且使T1≥0.8%时能自动切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备电源;在后一采区第二中部车场(-717m)石门与-800m回风上山交汇点以里10m~15m位置安设探头T2高低浓度传感器,且使T2≥0.8%时能自动切断掘进巷道内及回风流中全部非本质安全型电气设备电源。
(2)复电方式:T1、T2<0.8%以下时方可人工复电。
(3)《煤矿安全规程》第149条规定的人员,下井时必须佩带便携式瓦斯报警仪;工作面迎头必须悬挂瓦斯便携仪,并要做到灵敏可靠。
(4)每小班设1名专职瓦检员,对巷中瓦斯情况进行测定并负责检查各瓦斯探头和开关附近瓦斯情况,恢复送电前对开关附近瓦斯情况进行检测。若有异常情况,及时汇报调度所。
表15 瓦斯传感器断电范围 瓦斯传感器 报警点 断电点 复电点 断 电 范 围 揭煤巷道及其回风系统内全部非本质安全型电气设备(含电缆)。 揭煤巷道及其回风系统内全部非本质安全型电气设备(含电缆)。 说明:复电方式为人工复电
(二)安全设施
(1)爆破喷雾:后一采区第二中部车场(-717m)石门迎头往后10~15m范围内安设能覆盖巷道全断面的净化喷雾1道, 迎头往后50m范围内安设能覆盖巷道全断面的净化喷雾2道。掘进工
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T1 ≥0.8%CH4 ≥0.8%CH4 <0.8%CH4 T2 ≥0.8%CH4 ≥0.8%CH4 <0.8%CH4