標(biāo)準(zhǔn)礦井通風(fēng)與安全優(yōu)化設(shè)計

1、平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書平煤天安十一礦礦井通風(fēng)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計前 言時光流逝，日月如梭，轉(zhuǎn)眼間我們就要畢業(yè)了！回首在平職學(xué)院三年來的學(xué)習(xí)，我不僅在專業(yè)知識方面有了認(rèn)識與提高，思想與人生境界也發(fā)生了巨大的變化！期間，各科老師付出了大量的心血與精力。在此，表示由衷的感謝！為了對在校所學(xué)知識進行一次全面的檢驗，讓我們把所學(xué)的專業(yè)理論知識與生產(chǎn)實際應(yīng)用結(jié)合起來，以滿足“學(xué)有所用、用有所學(xué)、學(xué)用結(jié)合”高等技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)院為我們下達(dá)了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。這是一項具有挑戰(zhàn)性而又意義深遠(yuǎn)的事情，我一定要以積極認(rèn)真的態(tài)度去對待，爭取交上一份滿意的答卷，圓滿畢業(yè)，不辜負(fù)老師對

2、我們的醇醇教誨與殷切期望。在老師的指導(dǎo)下，我決定對平煤天安十一礦整礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行設(shè)計。結(jié)合在校所學(xué)課本知識與現(xiàn)場實際并查閱了大量的資料，請教了具有多年經(jīng)驗的資深技術(shù)人員，深入井下現(xiàn)場進行實地考察，并對礦井通風(fēng)技術(shù)所涉及的內(nèi)容進行了綜合考慮。經(jīng)過反復(fù)論證與計算。這樣的設(shè)計方案已初步形成。后經(jīng)反復(fù)修改與完善，一個設(shè)計說明書與設(shè)計圖便呈現(xiàn)在了我的面前，雖然付出了多方努力，但由于第一次從事這樣高難度的設(shè)計，還有很多不完善的地方，但我依然感到無比的欣慰與自豪。因為我是以認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來做這件事情的。對一個學(xué)生而言，從事礦井的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，我覺得這是一件綜合性極強的鍛煉形式。從現(xiàn)場調(diào)查與資料收集，到

3、親手繪制圖表，使理論與實際充得到了結(jié)合，我覺得這無論是對于學(xué)習(xí)還是對今后的工作，都將是受益無窮的。最后，希望老師多提寶貴意見與建議并再次表示感謝！關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)，提升系統(tǒng)，優(yōu)化方案，阻力測定第32頁 目 錄前 言1第一章 礦井基本概況51.1 礦井概況51.1.1 開拓方式及煤炭儲量51.1.2現(xiàn)礦井生產(chǎn)水平為一水平和二水平61.2 煤層賦存瓦斯及自燃情況61.3水文地質(zhì)構(gòu)造概況61.4 采區(qū)布置與采煤方法71.5礦井三大系統(tǒng)概述71.5.1提升系統(tǒng)：71.5.2 通風(fēng)系統(tǒng)71.5.6礦井瓦斯抽放系統(tǒng)及防治措施8第二章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的可行性論證112.1 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計基本原則11

4、2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的背景112.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的可行性論證11第三章 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)原理和指標(biāo)133.1 優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)133.2 優(yōu)化采用的原理133.3 優(yōu)化主要技術(shù)指標(biāo)143.4 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案制定的主要依據(jù)14第四章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案的選擇與計算164.1通風(fēng)方法優(yōu)化選擇164.2 通風(fēng)設(shè)施的優(yōu)化選擇17第五章 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的實施過程205.1 礦井需風(fēng)量計算：205.1.1礦井總需風(fēng)量計算205.1.2采煤工作面需風(fēng)量計算：205.1.3掘進工作面需風(fēng)量計算：235.3.4機電硐室需風(fēng)量計算：245.3.5通風(fēng)現(xiàn)狀礦井總需風(fēng)量為：255.2 通

5、風(fēng)阻力測定255.3主扇選型及性能變化26第六章 礦井通風(fēng)安全管理286.1系統(tǒng)優(yōu)化采取的其他措施286.2礦井通風(fēng)安全管理28參考文獻30致 謝31第一章 礦井基本概況1.1 礦井概況平煤天安十一礦位于平頂山市新城區(qū)北5公里處的香山腳下， 1979年一月簡易投產(chǎn)，年設(shè)計能力60萬t。井田東西走向6.6km，南北傾斜3.9km可采儲量1.6億t。1995年六月12日二十平改建開始。1998年六月完成南風(fēng)井新風(fēng)機的安裝，二水平改擴建后礦井年生產(chǎn)能力將要達(dá)到120萬t。礦井通風(fēng)方式為中央分區(qū)混合抽出式，新老副井進風(fēng)，南、東2個風(fēng)井回風(fēng)。目前礦井總進風(fēng)量6900 m3/min，總回風(fēng)量7519 m3

6、/min.南風(fēng)景觀用風(fēng)機型號為70，工作風(fēng)量為4640 m3/min，負(fù)壓1078 pa，服務(wù)于丁六、丁二、已二3個采區(qū)，另外南風(fēng)井新風(fēng)機BDK已安裝完畢待用；東風(fēng)井風(fēng)機型號不同，分別為70 B2N024和GAF NO18，工作風(fēng)量3173 m3/min.風(fēng)壓1509 pa，服務(wù)于已七、丁戊七2個采區(qū)，井田內(nèi)可采煤層為丁、戊、己3組煤，煤層自燃發(fā)火期為1-3個月，I級自燃礦井，屬于高瓦斯礦井。十一礦自1984年鑒定為高瓦斯礦井以來，一直按高瓦斯礦井進行管理。2007年度礦井瓦斯鑒定結(jié)果，礦井瓦斯絕對涌出量為36.49m3/min，相對涌出量為10.86m3/t.d。我礦二水平生產(chǎn)的己二采區(qū)相對

7、涌出量13.82m3/t.d，絕對量24.45m3/min，占全礦井的67%，屬高瓦斯采區(qū)。2005年4月集團公司委托煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對我礦煤與瓦斯突出危險性進行鑒定，鑒定結(jié)果認(rèn)為我礦己16-17煤層為非突出煤層。1.1.1 開拓方式及煤炭儲量礦井為立井開拓，四個立井，兩個水平開拓全井田。新副井及新主井井口標(biāo)高為130米，老副井及老主井井口標(biāo)高均為125?米。?一水平標(biāo)高為-180m， 二水平標(biāo)高為-593m。礦井現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為一水平丁戊六采區(qū)、二水平丁二采區(qū)、己二采區(qū)。截止2007年底，礦井保有地質(zhì)儲量17086.9萬噸，工業(yè)儲量16468.6萬噸，可采儲量11294.6萬噸。1.1.

8、2現(xiàn)礦井生產(chǎn)水平為一水平和二水平一水平僅剩余丁六采區(qū)戊組工作面：二水平為主要生產(chǎn)水平。一水平丁六采區(qū)：現(xiàn)剩余3個工作面，戊16100正在回采，戊16140采面可采儲量121萬噸，2008年6月份開始回采，戊16120采面可采儲量72萬噸，2010年底開始回采，2011年10月結(jié)束，屆時該采區(qū)將結(jié)束。己二采區(qū)：2007年末預(yù)計剩余工業(yè)儲量4860萬噸，可采儲量3620萬噸，工作面40個，2008年安排己22141、22062兩個工作面，該采區(qū)預(yù)計2033年結(jié)束。丁二采區(qū)：2007年末預(yù)計剩余可采儲量1288萬噸，剩余工作面8個，2008年布置一個工作面丁5-6-22121。預(yù)計2016年結(jié)束。二

9、水平丁六采區(qū)為接替采區(qū)，圈定煤量3600萬噸，服務(wù)年限20年，目前正在進行三條下山的施工，首采面丁5-6-22161預(yù)計2010年2月開始回采。1.2 煤層賦存瓦斯及自燃情況井田地層總體呈淺部陡、深部緩的單斜構(gòu)造。礦井為高瓦斯礦井，礦井絕對瓦斯涌出量36.49m3/min，相對瓦斯涌出量10.86 m3/t。開采的煤層均具有自然發(fā)火傾向性。己16-17煤層發(fā)火期1個月，丁5-6、戊9-0煤層發(fā)火期23個月，礦井自燃危險等級為容易自燃。煤塵爆炸指數(shù)：丁5-6煤層為45.48%53.35%、戊9-0煤層為35.51%38.7%、己16-17煤層為31.13%32.98%。1.3水文地質(zhì)構(gòu)造概況十一

10、礦位于平頂山煤田的西南緣，屬剝蝕殘余丘陵地貌，井田北部為二迭系石千峰砂巖組成的丘陵山體，山體呈北西南東向展布，山脊標(biāo)高+227.3m+320.4m。井田南緣為寒武系灰?guī)r組成呈北西南東向展布的剝蝕殘丘和壟崗，標(biāo)高+176.1m+110.0m。井田地勢大致呈北高南低。 主體構(gòu)造為淺部陡、深部緩的單斜構(gòu)造。受古老基底和北東向應(yīng)力影響，在井田西南端形成緊密褶皺帶，地層傾角高達(dá)67º，局部出現(xiàn)直立甚至倒轉(zhuǎn)；井田內(nèi)也有局部的凹陷和隆起。井田內(nèi)除有分界斷層外，落差大于20m的斷層還張莊逆斷層、艾山逆斷層、邊莊逆斷層和岳莊逆斷層。平頂山十一礦分界斷層主要有鍋底山正斷層、鳳凰嶺斷層、前鳳凰嶺正斷層、余

11、官營平移斷層等分界斷層。1.4 采區(qū)布置與采煤方法現(xiàn)礦井生產(chǎn)水平為一水平和二水平同時生產(chǎn)，無延伸水平。一水平僅剩余丁六采區(qū)戊組工作面：二水平為主要生產(chǎn)水平。一水平丁六采區(qū)：現(xiàn)剩余3個工作面，戊16100正在回采，戊16140采面可采儲量121萬噸，2008年6月份開始回采，戊16120采面可采儲量72萬噸，2010年底開始回采，2011年10月結(jié)束，屆時該采區(qū)將結(jié)束。己二采區(qū)：2007年末預(yù)計剩余工業(yè)儲量4860萬噸，可采儲量3620萬噸，工作面40個，2008年安排己22141、22062兩個工作面，該采區(qū)預(yù)計2033年結(jié)束。丁二采區(qū)：2007年末預(yù)計剩余可采儲量1288萬噸，剩余工作面8個

12、，2008年布置一個工作面丁5-6-22121。預(yù)計2016年結(jié)束。二水平丁六采區(qū)為接替采區(qū)，圈定煤量3600萬噸，服務(wù)年限20年，目前正在進行三條下山的施工，首采面丁5-6-22161預(yù)計2010年2月開始回采。1.5礦井三大系統(tǒng)概述1.5.1提升系統(tǒng)：礦井為立井開拓，四個立井，兩個水平開拓全井田。新副井及新主井井口標(biāo)高為130米，老副井及老主井井口標(biāo)高均為125?米。?一水平標(biāo)高為-180m， 二水平標(biāo)高為-593m。礦井現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為一水平丁戊六采區(qū)、二水平丁二采區(qū)、己二采區(qū)。1.5.2 通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)方式為中央混合抽出式，新老兩個副井及新主井進風(fēng)，中央風(fēng)井（立井）和南風(fēng)井（斜井）兩個井

13、筒回風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。礦井采用機械通風(fēng)，南風(fēng)井主要通風(fēng)機的型號為BDK-8-NO28 ，中央風(fēng)井主要通風(fēng)機ANN-2884/1400N型軸流式風(fēng)機， 南風(fēng)井負(fù)壓1570Pa，單級-13°運行，主要通風(fēng)機風(fēng)量4590m3/min；中央風(fēng)井負(fù)壓1720 Pa，36°運行，主要通風(fēng)機風(fēng)量13260m3/min，礦井有效風(fēng)量15445m3/min，有效風(fēng)量率86.5%，礦井等積孔8.6m2。1.5.6礦井瓦斯抽放系統(tǒng)及防治措施十一礦在已二采區(qū)東西翼分別建立了井下瓦斯抽放泵站。已二采區(qū)東翼瓦斯抽放系統(tǒng)安裝有四臺瓦斯抽放泵，2BEA-253-0瓦斯抽放泵兩臺，轉(zhuǎn)速  

14、;740r/min，最大抽氣量40m3/min,配套功率75KW, 極限壓力80佰帕生產(chǎn)廠家淄博水環(huán)真空泵廠有限公司，電機型號YB315M-8。 2BEC-42抽放泵兩臺，轉(zhuǎn)速490r/min，150 m3/min配套功率200KW，極限壓力160佰帕，生產(chǎn)廠家淄博水環(huán)真空泵廠有限公司，電機型號  YB2-315M-4。沿己二東翼輔助回下敷設(shè)瓦斯抽放管路主管500mm鍍鋅螺旋管460m，沿采面機風(fēng)巷敷設(shè)支管300mm玻璃鋼。己16-17-22071采面采用本煤層、高位鉆孔、上隅角、煤壁淺孔等分源抽放。本煤層和高位鉆孔一趟系統(tǒng)，抽放泵工作壓力為0.02MPa，抽放量為35m3/min，

15、平均抽放濃度9.5%。上隅角與煤壁淺孔一趟系統(tǒng)，抽放泵工作壓力為0.04MPa，抽放量為85m3/min，平均抽放濃度4%。采面抽放瓦斯量5.95 m3/min7.55 m3/min。因己16-17-22071采面回采結(jié)束，己二東翼目前無抽放地點。2007年度瓦斯鑒定結(jié)果，礦井瓦斯絕對涌出量36.49 m3/min，平均抽放量6.43 m3/min，礦井瓦斯抽采率17.6%。己二采區(qū)區(qū)域瓦斯涌出量24.45 m3/min，己二采區(qū)區(qū)域瓦斯抽放量6.43 m3/min，區(qū)域瓦斯抽采率26.3%。己16-17-22071采面瓦斯涌出量20.41 m3/min，采面瓦斯抽放量平均6.43 m3/mi

16、n，采面瓦斯抽采率31.5%。已二采區(qū)西翼安裝有兩臺2BEA-253-0瓦斯抽放泵，轉(zhuǎn)速  740r/min，最大抽氣量40m3/min,配套功率75KW, 生產(chǎn)廠家武漢特種工業(yè)泵廠，沿己二軌道下山、各區(qū)段片盤、采面機風(fēng)巷敷設(shè)瓦斯抽放管路300mm玻璃鋼管。目前抽放地點為己16-17-22141采面本煤層。抽放泵工作壓力為0.02 MPa0.05MPa，抽放量為25 m3/min35m3/min，抽放濃度25%，平均抽放瓦斯量1.5m3/min。十一礦2008年計劃建立地面瓦斯抽放站，整體設(shè)計已完成。目前在中央風(fēng)井井筒內(nèi)裝備了兩趟直徑500mm的鋼管，兩臺抽放泵已到位，地面廠房正在建

17、設(shè)。抽放泵為水環(huán)式真空泵，型號CBF710型，流量為450m3/min，數(shù)量兩臺配備YB2型，功率500KW電機。 己二采區(qū)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計管路為直徑500mm和直徑300mm的復(fù)合材料管，連接采用快速管接頭。從十一礦鉆孔揭示的瓦斯含量分布看，己16-17煤層瓦斯含量平均7.88mL/g。根據(jù)礦井采掘工程計劃，參照鄰近生產(chǎn)礦井實際抽采效果，經(jīng)設(shè)計計算確定本礦己16-17煤層抽采量為30.12 m3/min。年抽采天數(shù)按350天計算，則全礦井己組煤層抽采規(guī)模為15.18M m3/a。全礦井可抽出瓦斯量為511.39 M m3，則瓦斯抽采服務(wù)年限為33.69 a。設(shè)計地面抽放站的能力可滿足要求。十一礦己

18、組煤層透氣性差，屬難抽放煤層，目前抽放主要采用施工本煤層鉆孔，施工鉆具是西安生產(chǎn)的MK-4、MK-5型鉆機，鉆孔施工深度3090米，平均50米。主要根據(jù)煤層賦存情況，煤層軟分層厚度增加，鉆孔施工中容易塌孔，夾鉆，施工難度大，風(fēng)巷向下施工容易，機巷向上施工難度大。鉆機臺班鉆孔施工工程量6090米。機風(fēng)巷本煤層鉆孔間距23米。抽瓦斯?jié)舛?%5%。十一礦采空區(qū)抽放主要是采面上隅角及高位鉆孔抽放，高位鉆孔在風(fēng)巷沿煤層頂板做鉆場，鉆場內(nèi)施工6個巖石鉆孔，鉆孔長度80120米。抽放濃度4%30%，抽放量58 m3/min，抽放率30%。抽采后，工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉档?.2%。上隅角及高位鉆孔抽放采空區(qū)沒

19、有出現(xiàn)過煤層自燃發(fā)火現(xiàn)象，主要采取的措施是向采空區(qū)注氮。十一礦無鄰近層瓦斯抽采，無瓦斯利用，地面瓦斯抽采站建立后，準(zhǔn)備利用瓦斯發(fā)電。第二章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的可行性論證2.1 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計基本原則優(yōu)化設(shè)計的原則：1.保證礦井安全生產(chǎn)和良好的工作條件2.通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理3.發(fā)生故事時，風(fēng)流易控，人員易撤4.通風(fēng)的基本投資和運營費用省2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的背景礦井通風(fēng)方式為中央混合抽出式，新老兩個副井及新主井進風(fēng)，中央風(fēng)井（立井）和南風(fēng)井（斜井）兩個井筒回風(fēng)。礦井采用機械通風(fēng)，南風(fēng)井主要通風(fēng)機的型號為BDK-8-NO28 ，中央風(fēng)井主要通風(fēng)機為ANN-2884/14

20、00N型軸流式風(fēng)機， 南風(fēng)井負(fù)壓1570Pa，單級-13°運行，主要通風(fēng)機風(fēng)量4590m3/min；中央風(fēng)井負(fù)壓1720 Pa，36°運行，主要通風(fēng)機風(fēng)量13260m3/min，礦井有效風(fēng)量15445m3/min，有效風(fēng)量率86.5%，礦井等積孔8.6m2。2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的可行性論證隨著礦井不斷的開拓延伸，礦井自然條件和開采技術(shù)條件也在不斷的發(fā)生變化。主要表現(xiàn)在下列方面；2.3.1通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性礦井瓦斯等級從中瓦斯礦井轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄咚沟V井，二1煤層經(jīng)煤炭科學(xué)院重慶分院鑒定為煤與瓦斯突出礦井。由于礦井瓦何實現(xiàn)一個從低瓦斯礦井到高瓦斯礦井再到突出礦井，使通風(fēng)系統(tǒng)符合

21、規(guī)程要求，建立轉(zhuǎn)回系統(tǒng)，并確保礦井再防治煤與瓦斯突出方面提高安全性能，也是一個大的系統(tǒng)工程。早期的通風(fēng)系統(tǒng)也不適應(yīng)高突出礦井的要求。礦井通風(fēng)阻力不斷增大，一方面礦井阻力增加造成礦井負(fù)壓與主要通風(fēng)機不匹配不適應(yīng)；另一方面，礦井通風(fēng)也變的十分困難，形成兩個極端，一方面采區(qū)內(nèi)部風(fēng)量緊張，瓦斯不能很好的得到釋放，瓦斯經(jīng)常處于臨界狀態(tài)，瓦斯超限次數(shù)增加，威脅安全生產(chǎn)；另一方面，采區(qū)總回風(fēng)因為巷道斷面小，風(fēng)速超限。隨著礦井的機械化提高，對風(fēng)量、溫度的要求也越來越高，因此必須對通風(fēng)系統(tǒng)進行改造2.3.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的緊迫性著主下山采區(qū)的強力開發(fā)，采煤方法和采煤工藝進一步先進，礦井不斷向下延伸，瓦斯問題日益

22、突出，系統(tǒng)的優(yōu)化和風(fēng)機的改造勢在必行。2.3.3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的可行性技術(shù)條件：對于通風(fēng)系統(tǒng)改造，目前國家制定了一套可以用來測定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。比如礦井通風(fēng)阻力測定，網(wǎng)絡(luò)解算，主扇性能鑒定等，在使用這些技術(shù)方面，平煤十一礦也有比較成熟的經(jīng)驗?，F(xiàn)場條件：通過采取施工新巷道或者闊修愿有巷道解決通風(fēng)阻力和提高礦井安全性能的方法是目前國內(nèi)采取的主要方法。在平煤十一礦，由于原來的通風(fēng)方法單一，阻力節(jié)節(jié)攀升，采區(qū)供風(fēng)不足問題日益嚴(yán)重。必須進一步的優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，采用優(yōu)化的通風(fēng)設(shè)施和通風(fēng)方法。 本次提出的優(yōu)化方案將結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的經(jīng)驗，結(jié)合自己的條件，大膽創(chuàng)新，完全能夠解決高負(fù)壓和提高系統(tǒng)安全性能問題。2.3.4

23、通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的目的和意義有以下三個方面：1.可以解決礦井通風(fēng)困難問題，提高通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。2.可以提高突出礦井的安全性能，提高礦井的本質(zhì)安全性，增加礦井抗風(fēng)險的能力。3.可以找到一條礦井通風(fēng)系統(tǒng)升級改造的新路子，使其高效，安全，便于管理，為其他類似礦井提供基礎(chǔ)資料。綜上所述：必須對簡單的通風(fēng)方法和通風(fēng)設(shè)施進行優(yōu)化設(shè)計。第三章 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)原理和指標(biāo)3.1 優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)本次優(yōu)化的關(guān)鍵之處在于使用“三個測定”，完成了“三個同時”?！叭齻€測定”是指阻力測定、網(wǎng)絡(luò)解算、主扇性能測定。著三個測定要注重數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，尤其前兩個測定，對分析優(yōu)化方案起關(guān)鍵性作用?！叭齻€同時”是指在采區(qū)外部、內(nèi)

24、部、?；叵到y(tǒng)同時進行優(yōu)化改造。要根據(jù)不同的地點，“三個測定”的數(shù)據(jù)，采取不同的優(yōu)化方式，達(dá)到安全與效益最大化。3.2 優(yōu)化采用的原理本次優(yōu)化采用礦井總風(fēng)量的測算技術(shù)和通風(fēng)安全技術(shù)中的阻力測定技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)解算技術(shù)、主扇性能鑒定技術(shù)等。礦井總需風(fēng)量測算技術(shù)是按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風(fēng)量的總和計算：Q礦=（Q采+Q掘+Q硐+Q備+Q它）×K礦通 m3/min式中：Q采采煤工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min； Q掘掘進工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min； Q硐硐室工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min； Q備備用工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min；Q它其它巷道實際需風(fēng)量的和 m3

25、/min；K礦通礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，1.21.25 取1.25。通風(fēng)安全技術(shù)中的阻力測定技術(shù)所采用的原理為流體力學(xué)中有關(guān)流體方面的定理如博努里方程、摩擦阻力定理、主要通風(fēng)機特性曲線等。伯努里方程p11gh11v12 = p22gh22v22式中：p1、p2為斷面1、2點的大氣壓力；1、2為斷面1、2點的空氣密度；h1、h2為斷面1、2點的標(biāo)高；v1、v2為斷面1、2點的空氣流速。摩擦阻力定律： Hr=LUQ2/S3式中：Hr為井巷的摩擦阻力;為摩擦阻力系數(shù)；L為井巷長度；U為井巷濕周；Q為井巷內(nèi)風(fēng)量；S為井巷斷面。3.3 優(yōu)化主要技術(shù)指標(biāo)本次優(yōu)化設(shè)計要達(dá)到的技術(shù)指

26、標(biāo)1、負(fù)壓指標(biāo)：負(fù)壓控制在2500Pa以下。增加風(fēng)量500m3/min.2、安全指標(biāo)：杜絕瓦斯超限，通風(fēng)系統(tǒng)完全符合規(guī)程要求。3.4 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案制定的主要依據(jù)1.礦井生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃和生產(chǎn)接替安排表；2.礦井瓦斯鑒定資料；3.礦井安全生產(chǎn)的配風(fēng)資料；4.主要通風(fēng)機性能現(xiàn)場測定報告；5.礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量及阻力測定資料。第四章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案的選擇與計算4.1通風(fēng)方法優(yōu)化選擇通風(fēng)方法：從原由的單一的抽出式進行優(yōu)化根據(jù)礦井實際情況，擬按兩種礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化改造方案一：礦井通風(fēng)方法采用壓入式通風(fēng)方案二：優(yōu)化的抽出式分區(qū)域通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案比較方案一 壓入式通風(fēng)法優(yōu)點：主要通風(fēng)

27、機安在入風(fēng)井口，各風(fēng)井回風(fēng)。從設(shè)備管理角度考慮，由于設(shè)備少，易于管理。缺點：1.在壓入式主要通風(fēng)機作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)。在有冒落裂隙通達(dá)地面時，礦井有害氣體通過塌陷區(qū)向外泄露，當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力降低，采掘工作面瓦斯會迅速向采掘空間溢出，尤其本礦井在主要通風(fēng)機定期倒臺時，存在安全隱患，時常造成局部工作面瓦斯超限，不利于安全生產(chǎn)。2.采用壓入式通風(fēng)時，由于外部漏風(fēng)量大，效率低下。尤其風(fēng)井兼做提升井用時，系統(tǒng)效率更是大打折扣。3.采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，內(nèi)部漏風(fēng)較大。方案二 抽出式通風(fēng)優(yōu)點：1主要通風(fēng)機安在回風(fēng)井

28、口，在抽出式主要通風(fēng)機作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)下。當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力提高，比較安全。2相對于壓入式通風(fēng)而言，漏風(fēng)量少，系統(tǒng)效率高。3礦井通風(fēng)構(gòu)筑物少，有利于通風(fēng)管理。4實行分區(qū)通風(fēng)，對高、低瓦斯區(qū)域分區(qū)管理，對礦井安全管理較為有利。缺點：須在兩個風(fēng)井分別安裝兩套主要通風(fēng)機及配套電機，相對方案一而言，機電設(shè)備較多，且土建工程量增大。綜合平禹四礦的實際情況，屬于高瓦斯礦井，從安全，管理，通風(fēng)等方面來講最好采用抽出式通風(fēng)的同時進行分區(qū)域通風(fēng)，這樣的優(yōu)化系統(tǒng)可以減少摩擦阻力，風(fēng)流集中穩(wěn)定，便于管理，有利安全生產(chǎn)！故采用方案二，即整礦井抽出式分區(qū)域通風(fēng)。4.2 通風(fēng)設(shè)施

29、的優(yōu)化選擇通風(fēng)設(shè)施：提高本次優(yōu)化的成效，針對通風(fēng)設(shè)施方面我提出了兩個方案，現(xiàn)在對著兩個方案進行比較分析。方案一：為了適應(yīng)高突礦井的要求，在遠(yuǎn)新峰三礦施工一風(fēng)井；使回風(fēng)巷道增加到兩條，形成“三進兩回”的通風(fēng)系統(tǒng)。+采區(qū)外部，專用回風(fēng)上山擴修：西區(qū)由于所剩資源較少，措施行也是剛剛整修過的，故不在擴修西區(qū)回風(fēng)巷道，東區(qū)總回風(fēng)擴修。方案二：更換北風(fēng)井主扇風(fēng)機，副斜井下段擴修，暗斜井下段擴修，增大進風(fēng)斷面。為了減小通風(fēng)阻力，北風(fēng)井?dāng)U修，專用回風(fēng)擴修。方案比較表4-1：表4-1 兩方案優(yōu)缺點比較見表方案優(yōu) 點缺 點方案一1在原新峰三礦做一立井回風(fēng)井，通風(fēng)能力得到了提高，資金投入1423萬元；2輔助工程少1

30、.通風(fēng)阻力過大2.電動機功率大3.投入資金相對大4.工期較長方案二1改造工程較為簡單，投入資金986萬元；2負(fù)壓基本控制在2500Pa以下，可以滿足礦井的中長期發(fā)展1 改造工期較短，能在1-2年內(nèi)完成 2 資金相對投入較少 3 通風(fēng)阻力相對較少對于兩個方案，我們進行了設(shè)計和預(yù)算，第一種方案，在原平煤十一礦施工一條立井做風(fēng)井，由于工期較長，且耗資費巨大，從經(jīng)濟方面和工期方面考慮都不太合理。而第二種方案，在近期內(nèi)就可以實施，并基本滿足了近階段內(nèi)礦井生產(chǎn)的需要，比較符合現(xiàn)場實際。從施工隊伍較多，且掘進速度較快，能夠在1-2年完成。因此采用第二種方案。 表4-2 工程量及預(yù)算表：工程名稱支護形式掘進斷

31、面（原斷面）(m)凈斷面(m2)設(shè)計工程量（m)工程預(yù)算（萬元）月進度（m)工期（月）起止時間更換主扇50107.10.2007.11.20副斜井下段擴修錨噴6.58.63009060508.10.0108.03.01副井底車場擴修錨噴6.512.6301230108.03.0108.04.01暗斜井下段擴修錨噴7.89.61506050308.04.0108.07.01主斜井下段擴修錨噴8.612.640020050807.11.0608.07.06北風(fēng)井?dāng)U修錨噴5.29.648019260807.11.0108.07.01專用回風(fēng)上山擴修錨噴5.49.6870268709.607.10.0

32、108.07.18東總回擴修工字鋼2.36.5380114904.208.06.0108.07.06合計2410986第五章 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的實施過程5.1 礦井需風(fēng)量計算：5.1.1礦井總需風(fēng)量計算按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風(fēng)量的總和計算Q礦=（Q采+Q掘+Q硐+Q備+Q它）×K礦通 m3/min式中：Q采采煤工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min Q掘掘進工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min Q硐硐室工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/min Q備備用工作面實際需風(fēng)量的總和 m3/minQ它其它巷道實際需風(fēng)量的和 m3/minK礦通礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因

33、素，1.21.25 取1.255.1.2采煤工作面需風(fēng)量計算：每個回采工作面實際需風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量，工作面氣溫以及爆破后有害氣體產(chǎn)生量，風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進行計算，取其中最大值。平禹四礦瓦斯相對涌出為17.77m3/t，絕對涌出為10.17m3/min為低瓦斯向高瓦斯轉(zhuǎn)變的過程，所以現(xiàn)在我們按低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件確定需要風(fēng)量。利用公式為：Q采= Q基本 ×K采高×K采面長×K溫 m3/min分別計算：一采區(qū)-11030采面（1）、按氣象條件 Q采=400×1.0×1.0×1.1440m3/min 式中：

34、 400基本風(fēng)量 m3/min K采高采煤工作面采高調(diào)整系數(shù) 采高2.0米，取1.0 K采面長采煤工作面長度調(diào)整系數(shù) 采長80150米，取1.0 K溫采煤工作面溫度調(diào)整系數(shù) 溫度 2023度，取1.1（2）、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進行計算：Q采=60×V采×S采60×1.5×6.9627m3/min 式中：V采采煤工作面適宜的風(fēng)速 m3/min 溫度2023，適宜風(fēng)速1.01.5m/s 取1.5 m/s S采采煤工作面的平均斷面積，可按最大和最小控頂斷面積的平均值計算m2 即S大=3.8×2=7.6m2 S小=3.1×2=6.2

35、m2（3）、按回采工作面硐室作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算需要風(fēng)量： 每人供風(fēng)4 m3/min按人數(shù)： Q采=4.N=4×50=200 m3/min按炸藥量: Q采=25A=25×3.6=90 m3/min式中 N工作面最多人數(shù) 人A一次爆破炸藥最大用量 Kg25每千克炸藥供風(fēng)25 m3/min（4）、按風(fēng)速進行驗算：依照規(guī)程規(guī)定最低允許風(fēng)速驗算各個工作面最小值和規(guī)定的最高允許風(fēng)速驗算各個工作面的最大值Q采取最大值627m3/min15SQ采240S則15×5.2363240×5.2 成立式中 S 工作面平均斷面積 5.2 m2二采區(qū)-12160采面按氣象條件：Q

36、采=300×1 ×1.0×1.1=330m3/min式中 Q基本采煤工作面基本風(fēng)量，m3/minQ基本= 工作面空頂距×工作面實際高度×70%×V=3×1.7×0.7×1.4×60=300m3/minV采 采煤工作面風(fēng)速，溫度22度取1.4m/sK采高 采高<2.0米，取1.0K采面長 采長80米，取1.0K溫 溫度22度 取1.1按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進行計算Q采=60×V采×S采=60×1.4×5.8=495m3/min式中 V采采煤工作面風(fēng)

37、速 ，溫度22度,取1.4m/s S 采采煤工作面的斷面積，m2按工作面最多人數(shù) 按人數(shù)： Q采 4N=4×50=200 m3/min 按炸藥量：Q采 25A=25×3.6 =90 m3/min式中 N工作面最多人數(shù)，人 A一次爆破炸藥量最大用量，Kg按風(fēng)速進行驗算依照規(guī)程規(guī)定最低允許風(fēng)速驗算各個工作面最小值和規(guī)定的最高允許風(fēng)速驗算各個工作面的最大值即60×0.15SQ采60×4S15SQ采240S 則 15×5.1306240×5.1 成立Q采取最大值495m3/min。全礦井采煤工作面總需風(fēng)量為： Q采=627+495=1122

38、m3/min5.1.3掘進工作面需風(fēng)量計算：（1）、按瓦斯涌出量計算：Q掘=100×q掘×K掘通=100×280×1 ×1.7 =47.6 m3/min 式中 K掘通瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù) 取1.7（2）、按局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量計算：煤巷掘進 Q掘=Q局扇× Ii+15×S =225×115×8.9 =359m3/min式中Q扇211kw局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量225m3/min Ii 同時通風(fēng)的局部通風(fēng)機臺數(shù)（3）、按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算：按人數(shù)：Q掘 =4N=4×40=160 m3

39、/min按炸藥量： Q掘 =25A=25×45=113 m3/minQ掘取最大值359m3/min；取整為360 m3/min。（4）、按風(fēng)速進行驗算：煤巷掘進最低風(fēng)量應(yīng)滿足Q煤掘> 15×S掘 即 248> 15×6.5成立 則全礦井掘進工作面總需要風(fēng)量為 ：Q掘=3×360=1080m3/min式中 3全礦井掘進工作面?zhèn)€數(shù)5.1.4機電硐室需風(fēng)量計算：（1）、中央變電所Q變= （3600×W×）（1.2×1.005×60×t） =（3600×680×3×0.0

40、2）（1.2×1.005×60×8） =254 m3/min 式中：W機電峒室中運轉(zhuǎn)的電動機總功率KW 機電峒室的發(fā)熱系數(shù)水泵房取0.02t機電峒室進回風(fēng)的氣溫差度1.005空氣定壓比熱容 kj/kg 3 電動機臺數(shù)（2）、中央火藥庫：按每小時4次換氣量計算 Q爆=4/60×V=0.07×1142=80 m3/min式中: V 井下爆炸材料庫體積 m3（3）、充電硐室：按100200 m3/min 取值100 m3/min（4）、采區(qū)絞車房及變電所硐室：按6080 m3/min，取值80 m3/min則井下機械硐室總需風(fēng)量為Q峒=254+5&#

41、215;80+100=754 m3/min 5.1.5通風(fēng)現(xiàn)狀礦井總需風(fēng)量為：Q礦=（1122+1080+754）×1.25 =3695m3/min5.2 通風(fēng)阻力測定在進行通風(fēng)系統(tǒng)改造前，必須對礦井通風(fēng)阻力進行測定，一方面掌握礦井的阻力的分布情況，以便采取針對性的措施，另一方面，得到井下的摩擦阻力，便于進行網(wǎng)絡(luò)解算，確定方案以及確定井巷斷面尺寸。采用基點法，其兩測點間的通風(fēng)阻力力值用下式計算： hi=(pipi+1)+(HiHi+1)X(i+i+1)×9.81/2+(ivi2/2i+1vi+12/2)+(Pdi+1Pdi)式中：hi、i+1-i至i+1點間的通風(fēng)阻力值,p

42、api 、pi+1-分別為i和i+1點的絕對壓力值 ,paHi 、Hi+1-分別為i和i+1點的標(biāo)高值,m;i 、i+1- 分別為i和i+1點的空氣密度,kg/m3vi 、 vi+1- 分別為i和i+1 點的風(fēng)速 ,m/sPdi +1、Pdi -分別為i和i+1 點讀數(shù)時的地面大氣壓力變化值,pa.測定路線是從進風(fēng)井經(jīng)過用風(fēng)地點到回風(fēng)井的所有風(fēng)流路線中沒有安設(shè)增阻設(shè)施的一條風(fēng)流路線，既要能控制一個通風(fēng)系統(tǒng)的安全網(wǎng)絡(luò)，又能便于了解各類巷道的阻力分布情況。由第一節(jié)礦井總風(fēng)量和個采區(qū)所需風(fēng)量及通風(fēng)阻力的遠(yuǎn)算我們可知：一采區(qū)供風(fēng)量1081m3/min，通風(fēng)阻力1850.6pa;二采區(qū)供風(fēng)量2208m3

43、/min,通風(fēng)阻力1860.79pa,礦井通風(fēng)阻力2523.04pa,風(fēng)機排風(fēng)量3552m3/min,礦井總需風(fēng)量3695m3/min主扇工作負(fù)壓2270pa；在風(fēng)量滿足煤礦安全規(guī)程條件下，我們必須選擇好主扇，加強通風(fēng)，合理通風(fēng)，安全通風(fēng)。5.3主扇選型及性能變化主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量，按照需風(fēng)量加上煤礦安全規(guī)程允許的15%以下的外部漏風(fēng)進行考慮，即公式Qf=Qm×K1m3/s式中：Qm礦井需風(fēng)量；K1漏風(fēng)損失系數(shù)。主扇通風(fēng)參數(shù)如表5-1： 表5-1 BDK系列對旋軸流通風(fēng)機技術(shù)性能表 機號功率kw最高點功率kw最大實際需用電機功率kw風(fēng)量m3/min風(fēng)壓范圍pa轉(zhuǎn)速r/minNO19

44、2x16029532541.3-80.11279-3380980更換后的風(fēng)機性能見表5-2： 表5-2 PBCDE系列對旋軸流通風(fēng)機性能參數(shù)表機號功率kw額定電壓 V電流A風(fēng)量范圍m3/min風(fēng)壓范圍pa最高靜壓效率%比A聲級db轉(zhuǎn)速r/min   FBCDE-NO2X250600031.9/18.471.1-160524-34217535740從而我們在對平煤天安十一礦進行分區(qū)域抽出式通風(fēng)，同時也完善通風(fēng)設(shè)施，保證方案正常高效經(jīng)濟的運行！第六章 礦井通風(fēng)安全管理6.1系統(tǒng)優(yōu)化采取的其他措施在通風(fēng)方面，采取中央邊界式通風(fēng)，從出煤量和煤炭儲量以及風(fēng)量關(guān)看，重點考慮主

45、下山采區(qū)和東翼一采區(qū)的風(fēng)量分配關(guān)系，而二采區(qū)在通風(fēng)方式上相對比較獨立，采區(qū)里布置一個工作面，通風(fēng)系統(tǒng)容易管理。平禹四礦屬于三類不易燃煤層，但目前受火區(qū)的威脅比較嚴(yán)重，經(jīng)過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)主要受地面大火區(qū)蔓延及周邊小窯老火區(qū)的影響。隨著礦井煤炭產(chǎn)量進一步提高和深部瓦斯涌儲量的增大，主下山采區(qū)一通三防工作難度加大，必須從通風(fēng)管理和通風(fēng)系統(tǒng)改造工作中挖掘潛力。因此對目前存在得主要問題，提出如下優(yōu)化措施：（1）減少礦井外部，內(nèi)部漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量率；對一些失修巷道要保證不大于失修率，對全礦井中該報廢的巷道及時封閉報廢。（2）解決好主下山和東翼一采區(qū)的風(fēng)量分配關(guān)系，對東翼一采區(qū)和西翼二采區(qū)采取一些將阻措施，

46、如合理選擇通風(fēng)構(gòu)筑物位置，減少通風(fēng)等。（3）降低巷道通風(fēng)阻力，要明顯的隔開進風(fēng)段和回風(fēng)段，風(fēng)門包邊沿口要好，嚴(yán)格控制風(fēng)門過風(fēng)量。（4）避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中，巷道的摩擦阻力和風(fēng)量的平方成正比，巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中時，摩擦阻力就會大大增加。6.2礦井通風(fēng)安全管理（1）加強通風(fēng)管理，杜絕不符合規(guī)程規(guī)定的“五種通風(fēng)”（串聯(lián)通風(fēng)、擴散通風(fēng)、老塘通風(fēng)、采面利用局扇通風(fēng)和循環(huán)風(fēng)）以確保安全通風(fēng)。（2）局扇下井前必須在地面運轉(zhuǎn)，驗收合格，保證性能，參數(shù)合選型設(shè)計要求，風(fēng)筒末端距工作面應(yīng)符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，保證有足夠的風(fēng)量。要認(rèn)真檢查風(fēng)筒是否有破洞，漏風(fēng)之處要及時修補。（3）嚴(yán)格執(zhí)行“以風(fēng)定產(chǎn)”措施，風(fēng)量不足，嚴(yán)禁超尺超產(chǎn)，超量放炮。（4）年內(nèi)要進行一次反風(fēng)演習(xí)，演習(xí)前要編制反風(fēng)演習(xí)措施。（5）巷道貫通，嚴(yán)格執(zhí)行集團公司一通三防、防突管理制度的有關(guān)規(guī)定。（6）不要隨便開停局扇，開停時要經(jīng)瓦斯檢查員許可，局扇要有專門人員看管接班時試驗自動倒臺裝置和備用局扇的可靠性，發(fā)現(xiàn)問題要立即整改。（7）通風(fēng)設(shè)施嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑，永久風(fēng)門使用連鎖繩。任何單位和個人不得隨意拆移，破壞通風(fēng)設(shè)施。（8）保證主要通風(fēng)機雙電源供電，并保證不在一