第一章 概 述
第一节 核定工作的简要过程
根据中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》及《煤矿安全规程》第104条“矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力,必须按实际供风量核定矿井产量,严禁超通风能力生产”的要求,落实“以风定产”的煤矿瓦斯治理措施,加强煤矿通风管理,指导煤矿科学组织生产,规范煤矿生产行为,有效促进煤矿提高通风装备水平,改善安全生产条件,我公司于20##年年初对矿井通风能力进行了核定。
我公司根据通风能力核定工作要求,组织相关技术人员收集相关支持性文件、编制收集资料清单,制定现场调查表,为现场调查做准备;同时按规定要求组建了核定小组,核定人员针对矿井的实际情况,逐项收集资料,填写现场情况表,分析现场存在的问题,并提出整改建议,转入室内工作后,核定小组根据收集的资料进行归纳整理,按《煤矿通风能力核定标准》的要求编写了本报告。
第二节 核定依据的主要法律、法规、规范和技术标准
1、《煤矿安全规程》;
2、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》;
3、中华人民共和国安全生产行业标准AQ1028-2006《煤矿井工开采通风技术条件》;
4、《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005);
5、 矿井有关监测检验报告;
6、《煤矿生产能力核定与管理指南》;
7、MT/T440-2008《矿井通风阻力测定方法》;
8、《煤炭法》、《矿产资源法》、《安全生产法》、《矿山安全法》等有关法律、法规。
第三节 最终确定的煤矿核定通风能力
根据国家煤矿通风能力核定的有关规定,按照有关矿井资料,**煤矿通风能力为22.5万吨/年 。
第二章 矿井基本概况
第一节 矿井概况
矿区位于**省*县北部,直距*县城关镇约21km,东距***乡3.5km,行政区划属*县***乡管辖。地理坐标:东经104°36′54″~104°38′00″,北纬25°57′43″~25°58′33″。*县经***至**公路从井田东北外侧通过,矿区内有简易公路与之相通,交通较为方便。矿区属于单面山剥蚀坡地貌,地形坡度一般都在30°左右,在井田中西部及西部横向冲沟繁育,沟深坡陡,致使井田内地形复杂。井田内最低高程点位于井田北端,标高1700m;最高点为井田南部山头,标高1910m,相对高差210m,属地中山地形。
贵州省国土资源厅颁发了*县***乡**煤矿采矿许可证(证号:**********************),矿区范围由4个拐点圈定,矿区面积:0.7127km2,开采深度:由1750米~1450米标高。矿区拐点坐标(西安80坐标系) 见表2-1:
表2-1
第二节 矿井生产现状
*县***乡**煤矿建设规模为15万t/a,现为证照齐全的正常生产矿井。
截至目前为止,矿井主要生产系统:提升、运输、通风、排水、供电以及地面生产系统均没有发生变化。
矿井采用斜井开拓方式,全矿有2个进风井,分别为主斜井、副斜井,一个总回风斜井。
现目前矿井只有一个采区,在采区中布置一个采煤工作面(即111A回采工作面),三个掘进工作面(1131回风巷、1598回风大巷、1589机轨合一巷)。
第三节 通风系统情况
(一)通风方式、方法
矿井通风方式:通风系统为中央并列式通风方式,主要通风机工作方式为抽出式,井下局扇为压入式通风。
(二)主通风机运行参数
回风井配备二台主扇,配备型号为FBCDZ NO16/2×75,风量22-75m³/s,风压702-2650pa,功率2×75kw,电压660/1140v。其中一台工作,另一台备用。
(三)矿井需要风量、实际风量、有效风量
矿井计划风量2631m³/min,实际进风量3307m³/min,总回风量为3366m³/min,有效量3107m³/min。
根据《*县***乡**煤矿矿井通风阻力测定报告》,矿井通风总阻力343.8Pa,矿井等积孔为2.80m2,表明该矿井为小阻力矿井、通风难易程度为容易。
矿井采煤工作面采用全负压独立通风,风流畅通,风量充足。掘进工作面采用两台同型号的FBD №6.3/2×22型局扇压入式独立通风,该局部通风机整机额定功率22KW,风量350~550 m³/min,风压420~1526Pa,风机实现“风电、瓦斯电闭锁”和双风机双电源且能自动切换。
矿井共有3处独立通风硐室,分别为井下消防材料库、井底避难硐室、井底水泵房。
(四)瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性
我矿1#、3#煤层经煤炭科学研究总院沈阳研究院鉴定为突出煤层,矿井属突出矿井。根据贵州省煤田地质局实验室提供的煤层煤样检测报告,1#、3#煤层的煤尘有爆炸性,煤层自燃倾向为Ⅱ类,属自燃煤层。
第三章 矿井需要风量计算
矿井具有完整独立的通风、防尘、防灭火、瓦斯抽放系统及安全监测监控系统,通风系统合理、通风设施齐全。具备AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》规定的核定通风系统能力的必备条件。
根据AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》,采用方法二由里向外核算法进行核算。
矿井主要用风地点有:一个采煤工作面(即111A回采工作面),三个掘进工作面(1131回风巷、1598回风大巷、1589机轨合一巷),3个独立配风硐室(井底材料库房、井底避难硐室、井底水泵房)及其他巷道等。
第一节 矿井需要风量的计算原则
矿井需风量的计算原则为:无论矿井或采区的供风量,均按该地区各个实际用风地点,按照风量计算依据,分别计算出各个用风地点的实际最大需风量,从而求出该地区的风量总和,再考虑一定的备用风量系数后,作为该地区的供风量,即由采、掘工作面、硐室和其它用风地点到各个采区最后得出全矿井总风量。
第二节 矿井需要风量计算方法
矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其它用风巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的备用工作面需要风量,现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠地供风。
Qrs≥(∑Qcf+∑Qhf+∑Qur+∑Qsc+∑Qrl)×kaq
式中:
Qrs ——矿井需要风量,m³/min;
Qcf ——采煤工作面实际需要风量,m³/min ;
Qhf ——掘进工作面实际需要风量,m³/min;
Qur ——硐室实际需要风量,m³/min;
Qsc ——备用工作面实际需要风量,m³/min;
Qrl ——其他用风巷道实际需要风量,m³/min;
kaq ——矿井通风需风系数(抽出式取l.15~1.20.压入式取1.25~1.30)。矿井为抽出式通风,取kaq=1.18。
第三节 采煤工作面实际需要风量的计算
每个采煤工作面实际需要风量,应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算,然后取其中最大值,111A采面瓦斯涌出量最大,其它各面除瓦斯涌出量偏大外,其它条件相同,故只计算111A采煤工作面所需风量,其它各面取相同风量值。
(1)按气象条件计算
Qcf =60×70%×vcf×Scf ×kch×kcl
式中:
vcf ——采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度,按表3-3-1选取;井下各测风点温度均小于20℃,故取vcf=1m/s。
Scf ——采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算;根据表3-3-1,Scf =(2.2+4.4)÷2=3.3㎡。
kch——采煤工作面采高调整系数,具体取值见表3-3-2;取1.1
kcl——采煤工作面长度调整系数,具体取值见表3-3-3;工作面长度70m,故kcl=0.9。
70%——有效通风断面系数;
60—为单位换算产生的系数。
故
Qcf =60×0.7×1×3.3×1.1×0.9=137.2m³/min
(2)按照瓦斯涌出量计算
Qcf= 100×qgr×kcg
式中:Qcr—回风巷需要风量,m3/min;
qgr—回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量3.9m3/min
100—回风流中的瓦斯浓度不应超过1.0%的换算系数。
kcg—瓦斯涌出不均衡系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值,取1.2。
所以 Qcf= 100×qgr×kcg =100×3.9×1.2=468m³/min
(3)按炸药量计算
本工作面为炮采工作面,一次起爆装药量为6Kg。
Qcf=10A=10×6=60m³/min
式中:A—一次起爆最大装药量Kg
综合上面计算,取Qcf =468m³/min
(4)按工作人员数量验算
Qcf≥4Ncf
式中:
Ncf ——采煤工作面同时工作的最多人数,20人;
4——每人需风量,m³/min
Qcf≥4Ncf=4×20=80m³/min
附合要求。
(5)按风速进行验算
a)验算最小风量
Qcf≥60×0.25Scb
Scb =3.3㎡
故Qcf≥60×0.25×3.3=49.5m³/min,符合要求。
b)验算最大风量
Qcf≤60×4Scs
Scs =3.3㎡
故Qcf≤60×4×3.3=792m³/min,符合要求。
第四节 掘进工作面实际需要风量的计算
每个掘进工作面实际需要风量,应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量以及局部通风机实际吸风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。巷道掘进工作面中1589机轨合一巷瓦斯涌出量最大,巷道断面最大,故只计算1589机轨合一巷所需风量,其它巷道掘进工作面所需风量取1589机轨合一巷所需风量.
1589机轨合一巷掘进工作面所需风量
(1)按照瓦斯涌出量计算
Qhf=100×qhg×khg
式中:
qhg ——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量,1.0m³/min。
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值,取1.2。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
所以 Qhf=100×qhg×khg=100×1.0×1.2=120m³/min
(2)按炸药量计算
Qhf>10A 即Qhf>10×20.2=202m3/min
A—工作面一次起爆最大装药量20.2kgg。
(3)按局部通风机的吸风量计算
当按局部通风机实际吸风量计算需要风量时,安设局部通风机的巷道中的风量,除了满足局部通风机的吸风量外,还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的巷道风速不小于0.25m/s要求。
Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd
式中:
Qaf—局部通风机吸风量,m³/min。对于FBD №6.3/2×22型局部通风机,其额定风量350~550 m³/min,取350 m³/min
I—每个供风地点同时运转的局部通风机数,I=1
Shd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积m2。
0.25—有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷允许最低风速;
对于1589机轨合一巷掘进工作面,Shd =12.0㎡
Qaf=450×1+60×0.25×12.0=630m³/min
(4)按工作人员数量验算
Qhf≥4Nhf
式中:
Nhf ——掘进工作面同时工作的最多人数,17人;
4——每人需风量,m³/min
Qhf≥4Nhf=4×17=68 m³/min
(6)按最小风速进行验算
Qhf≥60×0.25Shf
Shf—掘进工作面净断面积,12.0㎡;
故Qhf≥60×0.25×12.0=180m³/min
(5)验算最大风量
Qhf≤60×4Shf
Qhf≤60×4×12.0=2880m³/min,符合要求。
三个掘进工作面所需风量为3×350=1050 m³/min
第五节 硐室实际需要风量的计算
井下硐室需要风量,应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算,如下式:
式中:∑Q硐—所有独立通风硐室需要风量总和,m3/min;
Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n—不同独立供风硐室需要风量,m3/min。
矿井共有3处独立通风硐室,分别为井底消防材料库、井底避难硐室、井底水泵房。
发热量大的机电硐室,应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算:
式中:
Qmr——机电硐室的需要风量,m³/min;
∑w——机电硐室中运转的电动机(或变压器)总功率(按全年中最大值计算),kW;
θ—机电硐室发热系数,数值见下表
ρ—空气密度,一般取ρ=1.20 kg/m³;
Cp—空气的定压比热,一般可取Cp=1.00 6 kJ/(kg·K);
△t—机电硐室的进、回风流的温度差,K。
机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风;采区小型机电硐室,按经验值确定需要风量或取60~80 m³/min;选取硐室风量,应保证机电硐室温度不超过30℃,其他硐室温度不超过26℃。
每个硐室需要风量取70 m³/min
所以,∑Qur=70+70+70=210m3/min
第六节 其它用风巷道实际需要风量的计算
1.按瓦斯涌出量计算:
式中 Qi——第i个井巷实际需要风量,m3/min;
qCH4——第i个井巷最大瓦斯绝对涌出量,m3/min;
K——瓦斯涌出不均衡系数,取1.2~1.3;
100——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
2.按风速计算:
其它井巷需要风量的计算结果详见下表:
第七节 矿井总需风量的确定
根据第二节提供的计算方法,矿井总风量确定如下:
Qrs≥(∑Qcf+∑Qhf+∑Qur +∑Qrl)×kaq
=(468+1050+210+664)×1.1=2631m3/min
第四章 矿井通风能力计算
第一节 计算公式
矿井总进风量为3307m3/min,矿井可安排1个回采工作面,3个掘进工作面。
由于矿井年生产能力大于15万t。根据AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》5.3条,采用“由里向外核算法”,公式如下:
式中 p——矿井通风能力,万t/年;
pci——第i个采煤工作面正常生产条件下的年产量,万t/年;
phj——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产量,万t/年;
m——采煤工作面的数量,个;
n——掘进工作面的数量,个。
第二节 参数选取
各采掘工作面特征见表4-2-1~4-2-3。
表4-2-1 悬移支架放顶煤工作面特征表
表4-2-2 煤巷掘进工作面特征表
第三节 能力计算
1.采煤工作面年产量
Aci=330×10-4×lci×hci×rci×bci×cci×nci
式中:
lci-第i个回采工作面平均长度;
hci-第i个回采工作面煤层平均采高;
rci-第i个回采工作面原煤视密度;
bci-第i个回采工作面平均日推进度;
cci-第i个回采工作面回采率;
nci-第i个回采工作面正规循环率;
330-年工作天数。
2.单个掘进工作面年产量
Ahi= 330×10-4×shi×rhi×bhi
shi-第i个掘进工作面巷道纯煤面积,
rhi-第i个掘进工作面原煤视密度;
bhi-第i个掘进工作面平均日进度;
330-年工作天数。
根据上面的公式及参数选取,各采掘工作面生产能力计算如下:
回采工作面的年产量为:
ΣAci =330×10-4×70×2.2×1.4×3=21.3万吨/年
煤巷掘进工作面的年产量为:
ΣAh1=330×10-4×sh2×rh2×bh2=330×10^-4×9×1.4×3=1.2万吨/年
矿井通风能力P=ΣAci+ΣAhi=18.3+1.2=22.5万吨/年
第五章 矿井通风能力验证
第一节 矿井通风动力验证
矿井总回风井配备二台主扇,配备型号为FBCDZ NO16,风量22-75m3,风压702-2650pa,功率2*75kw,电压660/1140v。其中一台使用,另一台备用。
主要通风机的实际运行工况点均处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。
第二节 矿井通风网络能力验证
根据贵州省煤田地质局实验室20##年9月提供的《*县***乡**煤矿矿井通风阻力测定报告》结果:矿井通风总阻力为343.8Pa,矿井等积孔为2.80m2,通风难易程度为容易。
全矿井属通风容易矿井,通风网络分配合理且与风量相匹配。
第三节 矿井用风地点有效风量验证
经验证矿井现用风地点的实际配风风量、风速、满足要求。
第四节 矿井稀释瓦斯能力验证
矿井绝对瓦斯涌出量为,13.9m3/min,矿井总供风量为3366m3/min,则此时矿井瓦斯浓度为13.9/3366×100%=0.41%,符合《煤矿安全规程》(2011版)要求。另外从矿井瓦斯监测系统监测数据和矿井实际瓦斯检查结果看,正常供风的情况下,矿井各用风地点没有出现瓦斯超限现象。
第六章 煤矿通风能力核定结果
矿井属于高瓦斯矿井,没有不合理的通风系统,也不存在串联通风、扩散通风、采空区通风的用风地点,不存在通风能力扣减的问题,所以最后核定矿井的通风能力为22.5万吨/年 。
瓦斯检查地点瓦斯浓度一览表
表5-4-1
第七章 问题与建议
1.矿井井下存在着漏风现象,应采取如下措施:
a)应加强通风设施的管理,对于密闭、风窗、风门等要专人管理,定期维护,减少漏风;
b)回采工作面放顶要均匀严实,遇到顶板完整性较好、硬度较高而可能造成大面积悬顶的情况,要采取措施保证顶板顺利跨落;
c)回采工作面上隅角与下隅角是产生漏风的关键部位,确保两巷全部跨落。
2、矿井为高瓦斯矿井,对矿井瓦斯浓度达到抽采条件的区域,应及时进行瓦斯抽放工作,保证安全生产。
3、及时清理巷道内的浮煤浮尘,并确保喷雾降尘设施的良好运行。
4、加强矿井及采区回风巷道的检查维护,确保巷道完整,减少通风阻力,确保回风畅通。
附 图:矿井通风系统图。
目 录
第一章 概 述.... 1
第一节 核定工作的简要过程... 1
第二节 核定依据的主要法律、法规、规范和技术标准... 1
第三节 最终确定的煤矿核定通风能力... 2
第二章 矿井基本概况.... 3
第一节 矿井概况... 3
第二节 矿井生产现状... 4
第三节 通风系统情况... 4
第三章 矿井需要风量计算.... 5
第一节 矿井需要风量的计算原则... 6
第二节 矿井需要风量计算方法... 6
第三节 采煤工作面实际需要风量的计算... 7
第四节 掘进工作面实际需要风量的计算... 9
第五节 硐室实际需要风量的计算... 11
第六节 其它用风巷道实际需要风量的计算... 13
第七节 矿井总需风量的确定... 14
第四章 矿井通风能力计算.... 14
第一节 计算公式... 14
第二节 参数选取... 14
第三节 能力计算... 15
第五章 矿井通风能力验证.... 16
第一节 矿井通风动力验证... 16
第二节 矿井通风网络能力验证... 17
第三节 矿井用风地点有效风量验证... 17
第四节 矿井稀释瓦斯能力验证... 17
第六章 煤矿通风能力核定结果.... 17
第七章 问题与建议.... 18
*县***乡**煤矿
20##年矿井通风能力核定报告
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审 核:
日 期:20##年**月