则:Qcf11=4×20/60=1.3m3/s
综合以上计算,按工作面温度计算的需风量最大,为13.8m3/s。 设计取Qcf11=14m3/s ④按风速进行验算
根据《煤矿安全规程》规定,回采工作面风速应满足要求: 0.25×Sc≤Q采≤4×Sc
0.25×8.4=2.1m3/s<14m3/s<4.0×8.4=33.6m3/s 经验算,回采工作面风量为14m3/s时,风速符合要求。 ⑤备用工作面需要风量
备用工作面需风量取采煤工作面需风量的50%,则: Q备11=14×50%=7m3/s; 则取ΣQ11采=21m3/s Ⅳ、回采工作面总需风量
∑Q采=∑Q9采+∑Q10采+∑Q11采=47m3/s 2、掘进工作面实际需要风量 (1)按CH4涌出量计算 Qhf=100qhgKhg/60
式中:Qhf—掘进工作面实际需要风量,m3/s;
qhg—掘进回风流中平均绝对CH4涌出量,0.69m3/min; Khg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数,取2.0。 则:Qhf=100×0.69×2.0/60=2.3m3/s (2)按二氧化碳涌出量计算 Q掘=100q掘CO2×Kd
式中:q掘C04——掘进工作面瓦斯涌出量,0.2m3/min;
Kd——备用风量系数,取2.0; 则:Q掘=100×0.2×2.0=0.7m3/s。
(3)按炸药使用量计算
Q炮掘=25×A=100m3/min=1.7m3/s
式中:Q炮掘—掘进工作面实际需风量,m3/s;
A—掘进面一次爆破所用的最大炸药量,取4kg; (4)按工作人员数量计算 Q掘=4Nj/60
式中:Nj——掘井工作面同时工作的最多人数,15人; 则:Q掘=4×15/60=1.0m3/s; (5)按局部通风机实际吸风量计算 Q掘=Qf×I+60VS/60
式中:Qf——局部通风机额定风量,综掘和炮掘面均配备FBD№6.3/30kW型局
部通风机,其吸风量为420~240m3/min;取420m3/min。 I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数,1台;
V——防止局部通风机吸入循环风,局部通风机吸风口至掘进工作面回风
流之间的风速,煤巷及半煤岩巷不小于0.25m/s; S——局部通风机至掘进工作面回风流之间巷道的断面积,10.5m2 经计算,;Q掘=420×1+60×0.25×10.5/60=9.6m3/s 按以上计算结果取最大值,
即Q综=9.6m3/s。设计取Q综=10m3/s。 (6)按风速进行验算 ①验算最小风量: 0.25×Sc≤Q掘≤4×Sc
0.25×10.5=2.6m3/s<10m3/s<4×10.5=42m3/s 经验算,Q掘=10m3/min风速符合要求。
全矿井共布臵3个掘进工作面,则:ΣQhf=3×10=30m3/s。 3、硐室需要风量
井下独立通风硐室有爆炸材料发放硐室1个、蓄电池机车充电室1个、采区变电所2个。蓄电池机车充电室按120m3/min配风,其他独立通风硐室按90m3/min配风。
ΣQ硐室=6.5m3/s; 4、其它用风巷道需要风量
按回采、掘进、硐室风量总和的5%计算
∑Q其它=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐)×5%=(47+30+6.5)×5%=4.2m3/s。 取∑Q其它=5m3/s 5、矿井总风量计算
Q=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×1.15 =(47+30+6.5+5)×1.15=101.8m3/s 设计取102m3/s 6、矿井风量分配 (1)、按井筒分配
混合立井和行人斜井进风量按自然分配的原则分配。根据各井筒断面、支护形式、井口至主、副斜井联络点长度、井筒内的装备,采用下式计算:
根据:h主=h副
2?主L主P主Q主h??LPQ2S33S副
则:
S3主?2?副L副P副Q副
Q=Q主+Q副
经计算:Q混=90m3/s
Q行=12m3/s
(2)、各工作面风量分配
根据上述计算结果,风量分配如下: ①9号煤层采煤工作面需风量:11.0m3/s; 备用工作面需风量:6.0m3/s;
②10号煤层采煤工作面需风量:6.0m3/s; 备用工作面需风量:3.0m3/s;
③11号煤层采煤工作面需风量:14.0m3/s; 备用工作面需风量:7.0m3/s; ④掘进工作面需风量:12.0m3/s×3; ⑤硐室需风量
爆炸材料发放硐室:2.0m3/s; 蓄电池机车充电室:3.0m3/s; 采区变电所:2.0m3/s×2; ⑥其它:10.0m3/s。 五、矿井通风阻力及等积孔
矿井通风阻力主要包括巷道摩擦阻力、局部摩擦阻力和矿井自然风压,即: h=h摩+h局+hn
式中:h——矿井通风阻力;
h摩——通风巷道摩擦阻力; h局——通风巷道局部摩擦阻力; hn——矿井自然风压。 1、摩擦阻力
摩擦阻力按下式计算:
h摩??LPQ2S3
式中:h摩──井巷摩擦阻力,mmH2O;
α──摩擦阻力系数,Ns2/m4; L──井巷长度,m; P──井巷净断面周长,m; Q──通过井巷的风量,m3/s;
S──井巷净断面积,m2。 2、局部阻力
按《煤炭工业矿井设计规范》规定,矿井井巷的局部阻力,按井巷摩擦阻力的15%计算。
3、自然风压
该矿开采深度较浅(400m以下),进、出风井井口标高差不大(150m以下),故矿井的自然风压忽略不计。
经计算,矿井通风容易时期通风总阻力h=1420Pa,矿井通风困难时期通风总阻力h=1780Pa。
(三)、等积孔计算
矿井通风容易时期等积孔:A1=1.19Q通/hmin0.5=3.22m2 矿井通风困难时期等积孔:A2=1.19Q通/hmax0.5=2.88m2 说明:矿井通风容易时期和困难时期均为小阻力矿。
第三节 灾害预防及安全装备
一、预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 (一)预防瓦斯爆炸的措施
为保障矿井安全、高效生产,保证设备的正常运行,该矿已安装1套KJ90NB型矿井安全监测及生产监控系统,对矿井的主要通风机开停、矿井负压、回风巷风速、采掘工作面瓦斯等各种设备及环境参数进行了监测监控。
矿井建立有瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度,瓦斯检查地点和检查次数符合《煤矿安全规程》149条的规定。通风瓦斯日报表经总经理、总工程师审阅签字。测风记录、瓦斯检测记录和处理瓦斯积聚记录完善。井下采掘工作面机组割煤前由瓦斯检查员检查工作面瓦斯,局部工作地点进行爆破作业时,能够执行“一炮三检”和“三人联锁” 放炮制度。矿井配备有瓦斯检查员相应瓦斯检查设备。
(二)防止煤尘爆炸的措施