煤矿采区设计

详见通风系统示意图。 二、掘进通风及硐室通风 1、掘进通风

掘进工作面选用FBD№5.0/11/2×5.5型矿用防爆对旋轴流局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒进行压入式通风。

2、硐室通风

绞车房位于新鲜风流中,采用独立配风;井下消防材料库处于新鲜风流中,采用全风压并联通风。

三、风量、风压及等积孔计算 (一)风量 1、总风量计算

(1) 按井下同时工作的最多人数所需风量计算

Q=4Nk

式中:N——井下同时工作的最多人数,据计算为51人;

4——每人每分钟供风标准,m3/min;

k——通风系数,矿井采用分列式通风,k取1.20。

Q=4×51×1.20=244.8(m3/min)=4.08m3/s

(2)按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量进行计算

Q=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q它)×k

式中:∑Q采、∑Q掘、∑Q硐、∑Q它——分别为采煤工作面,掘进工作面、独立通风硐室及其它行人、维护巷道所需风量总和(m3/s);

k——同上。 ① 采煤工作面需风量计算 a、按二氧化碳涌出量计算

矿井二氧化碳涌出量大于瓦斯涌出量,且二者比值超过1.5(按《煤矿安全规程》的规定,总回风巷瓦斯允许浓度为1%,而二氧化碳允许浓度为1.5%),因此设计按二氧化碳涌出量进行计算。

Q采=67×q采×kc

式中:q采——回采工作面绝对二氧化碳涌出量0.57m3/min;

kc——采煤工作面因二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,炮采

工作面可取1.4~2.0,设计取kc=2.0。

则采煤工作面需风量为:

Q采=67×0.57×2.0=76.4(m3/min)=1.3m3/s b、按炸药量计算

Q采=25Aj

式中:Aj——采煤工作面一次起爆最大炸药量:首采工作面纯煤厚度为1.4m,采用ZMS-12T型湿式煤电钻打眼,“三花眼”布置,炮眼长度1.2m,炮眼间距1.2m。与煤壁夹角85°,使用3号煤矿安全炸药,毫秒电雷管引爆,一次起爆工作面长度为12m,取Aj=6.75kg。

Q采=25×6.75=168.75(m3/min)=2.81m3/s c、按工作面温度计算

Q采=80×V采×S采×Ki

式中:V采——采煤工作面适宜风速,m/s,回采工作面进风流温度年均20℃左右,对应风速取1.0m3/s;

S采——采煤工作面的平均有效断面积,m2;平均断面积等于平均

控顶距与采高的乘积,最大控顶距为5.3m,最小控顶距3.3m,平均采高为1.4m,则工作面平均有效断面积为:

S采=工作面采高×

工作面最大控顶距?工作面最小控顶距=6.02

2Ki——回采工作面长度系数,取0.9。 工作面需风量分别为:

Q采=60×1.0×6.02×0.9=325.0(m3/min)=5.42m3/s d、按工作面最多人数计算

Q采=4×nc

式中:nc——回采工作面同时工作的最多人数,设计nc=26人。

Q采=4×26=104(m3/min) =1.7m3/s

e、按风速进行验算

根据《煤矿安全规程》,按式:0.25<Q采/S采<4.0进行验算。 式中:Q采——根据以上计算取最大值,Q采=5.42m3/s;

S采——回采工作面有效断面,S采=6.02m2。 经验算,Q采=5.42m3/s符合要求。 风速验算满足要求。 ② 掘进工作面需风量计算 a、按二氧化碳出量计算

Q掘=67×q掘×kd

式中:q掘——掘进工作面绝对二氧化碳涌出量0.13m3/min;

kd——掘进工作面因二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,炮掘

工作面可取1.8~2.0,设计取kd=2.0。

采区投产时布置2个掘进工作面同时作业,则: Q掘1=Q掘2=67×0.13×2.0=17.4(m3/min)=0.3m3/s b、按工作面最多人数计算

Q掘=4×nj

式中:nj——掘进工作面同时工作的最多人数,设计nj=14人。

Q掘1=Q掘2=4×14=56(m3/min)=0.9m3/s

c、按炸药量计算

Q掘=25Aj

式中:Aj——掘进工作面一次起爆最大炸药量:采用楔形掏槽,掏槽眼长度2.3m,与煤壁夹角70°,毫秒电雷管引爆,取Aj=9.0kg。

Q掘1=Q掘2=25×9=225(m3/min)=3.75m3/s d、按局部通风机实际吸入风量计算

Q掘=Qf×I×kf

式中:Qf——掘进面局部通风机吸入风量,设计掘进工作面选用FBD№5.0/11/2×5.5型矿用防爆对旋轴流局部通风机,其吸入风量取3.0m3/s;

I——掘进面同时运转的局部通风机台数,设计每个掘进面使用

1台局部通风机,I=1台;

kf——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数,取1.3。

Q掘1=Q掘2=3.0×1×1.3=3.9(m3/s)

e、按风速进行验算

根据《煤矿安全规程》,按式:0.25<Q掘/S掘<4.0进行验算。 式中:Q掘——根据以上计算取最大值, Q掘=3.9m3/s;

S掘——掘进工作面有效断面,S掘为4.59m2。 经验算,Q掘1=Q掘2=3.9m3/s符合要求。 f、掘进工作面贯通期间需配备的备用风量Q掘备 按一个掘进工作面的需风量配备,则Q掘备=3.9m3/s 则掘进工作面需风量总和为:

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