一、11301回采工作面實際需要風(fēng)量的計算
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中寨煤礦二○一一年九月份風(fēng)量分配方案

作者:佚名 2012-06-14 18:51 來源:本站原創(chuàng)

  中寨煤礦二○一一年九月份風(fēng)量分配方案

  一、11301回采工作面實際需要風(fēng)量的計算

  工作面實際需要風(fēng)量根據(jù)瓦斯、工作面溫度、炸藥量和同時工作的最多人數(shù)分別進(jìn)行計算,取其中最大值進(jìn)行風(fēng)速驗算,滿足要求時,該最大值即是工作面實際需要的風(fēng)量。

  (一)瓦斯涌出量計算

  1)開采層瓦斯涌出量

  

式中:q采──回采工作面相對瓦斯涌出量m3/t;

 

  q1──開采層相對瓦斯涌出量m3/t;

  K1──圍巖瓦斯涌出系數(shù),取1.3;

  K2──工作面丟煤,瓦斯涌出系數(shù),用回采率的倒數(shù)計算,K1-b、K10、K13、K18、K26屬中厚煤層,得1.05,K9、K35-b、K106-b、K109-b屬薄煤層,得1.03;

  K3──采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù),按K3=(L-2h)/L,得0.86;

  m──開采層厚度,m;

  M──工作面采高,m;

  W0──煤層原始瓦斯含量,m3/t;

  Wc──運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量,m3/t;

  K13煤層:Wc=Wcˊ×(100-A-W)÷[100(1+0.31W)]=4×(100-19.49-1.06)÷[100(1+0.31×1.06)]=2.4m3/t

  開采煤層涌出量q1=1.3×1.05×0.86×(2.2/2.2)×[(7.9-0.6-1.6-1.2)-2.4]=2.4m3/t

  2)鄰近層瓦斯涌出量

  

 

  式中:q2—鄰近層相對瓦斯涌出量,m3/t;

  mi—第i個鄰近層煤層厚度,m;

  M—工作面采高,m;

  ηi—第i個鄰近層瓦斯排放率,%;

  W0i—第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量,m3/t;

  Wci—第i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量,m3/t。

  A、K13上距K3不可采煤層底界約54m,根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法(AQ1080-2006)附錄D可知,開采K13煤層時,上鄰近層K3煤層的瓦斯排放率為零,即q2=0。

  B、K13下距K18可采煤層頂界約30m,根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法(AQ1080-2006)附錄D可知,開采K13煤層時,下鄰近層K18煤層的瓦斯排放率為50%。

  q2=(2.85÷2.2)×0.5×[(12-2.5-3.5)-2.4]=2.3m3/t

  C、K13下距K26可采煤層頂界約58m,根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法(AQ1080-2006)附錄D可知,開采K13煤層時,下鄰近層K26煤層的瓦斯排放率為20%。

  q2=(1.45÷2.2)×0.2×[(10.7-0.2-0.9)-2.3]=0.9m3/t

  D、K13下距K35-b可采煤層頂界約78m,根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法(AQ1080-2006)附錄D可知,開采K13煤層時,下鄰近層K35-b煤層的瓦斯排放率為3%。

  q2=(0.81÷2.2)×0.03×(9.7-3.2)=0.1m3/t

  E、K13煤層下距K106-b、K109-b可采煤層頂界最小距離約323m,根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法(AQ1080-2006)附錄D可知,開采K13煤層時,下鄰近層K106-b、K109-b煤層的瓦斯排放率為零,即q2=0。

  根據(jù)以上計算,開采K13煤層時,瓦斯絕對涌出量q采=q1+ ∑q2=2.4+(2.3+0.9+0.1)=5.7m3/t

  按15萬噸年產(chǎn)量計算工作面絕對瓦斯涌出量等于1.8m3/min

  (二)回采工作面需風(fēng)量計算

  1、按瓦斯涌出量計算

  Q=100qk/0.8

  式中 Q——工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;

  Q——工作面瓦斯絕對涌出量,1.8 m3/min;

  k——工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù),k=1.5

  由此計算得 Q=337.5 m3/min;

  2、按工作面溫度計算(工作面溫度為20℃,風(fēng)速取1.5m/s)

  Q=60VSK

  式中 V——工作面平均風(fēng)速,1.5m/s;

  S——工作面的平均斷面,按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算:9.25m2;

  K——工作面長度調(diào)整系統(tǒng),1.0。

  由此求得 Q=832.5 m3/min;

  3、按工作面每班最多工作人數(shù)計算

  Q=4×n

  式中n——工作面的最多工作人數(shù),40人。

  由此求得 Q=160 m3/min;

  4、按炸藥用量計算

  Q=25A

  式中 A——采煤工作面一次爆破的最大炸藥用量,20kg.

  由此求得 Q=500 m3/min;

  以上取最大值832 m3/min。

  5、風(fēng)速驗算:

  A、最大控頂距時 S大=4.2×2.5=10.5m2

  V小= Q /60/S大=832÷60÷10.5=1.32m/s>0.25 m/s

  B、最小控頂距時S小=3.2×2.5=8m2

  V大=Q /60/S小=832/60/8=1.73m/s<4 m/s

  根據(jù)風(fēng)量計算及風(fēng)速驗算,11301采煤工作面回采時配風(fēng)量832m3/min符合《煤礦安全規(guī)程》要求。11301采面回采期間可根據(jù)實際瓦斯涌出量的變化,適當(dāng)對工作面供風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。

  (三)、通風(fēng)路線

  進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)流程:

  地面新鮮風(fēng)→主、副井→1827運(yùn)輸石門→11301進(jìn)風(fēng)巷道→11301運(yùn)輸巷→11301回采工作面

  回風(fēng)系統(tǒng)流程:

  11301回采工作面→ 11301回風(fēng)巷→11301回風(fēng)繞道風(fēng)→1860回風(fēng)石門→總回→地面

  二、掘進(jìn)巷道需計算風(fēng)量

  (一)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測

  按照AQ1018—2006標(biāo)準(zhǔn)及該礦井掘進(jìn)工作面瓦斯涌出來源(掘進(jìn)巷道煤壁和掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量組成),掘進(jìn)面瓦斯涌出量為:

  Q掘=Q1+ Q2 m³/min

  式中:Q掘-掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量,m3/min;

  Q1-掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出量,m3/min;

  Q2-掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量,m3/min。

  1)掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出量

  Q1=DVQ0[2(L/V)0.5-1] m3/min

  式中:D-巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度,m;對于薄及中厚煤層,D=2mo,mo為開采層厚度;對于厚煤層,D=2h+b,h及b分別為巷道的高度及寬度;

  K13煤層平均厚2.5m,為中厚煤層,因此D=2mo=2×2.5=5。

  V-巷道平均掘進(jìn)速度,m/min;

  Q0-煤壁瓦斯涌出初速度,按以下經(jīng)驗公式計算:Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16] ω0 m3/min

  Vr-原煤揮發(fā)分;

  ω0-煤層瓦斯含量,m3/t;

  L-巷道長度,m。

  Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16]ω0 m3/min

  =0.026×(0.0004×13.662+0.16)×14

  =0.085m3/min

  則:Q1 =5×0.0027×0.085×[2×(300/0.0027)0.5 -1]=0.76m3/min

  2)掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量

  Q2=SV r(ω0—ωc)m³/min

  式中:

  S-掘進(jìn)巷道斷面積(半煤巖巷時為掘進(jìn)端頭見煤面積),m2;

  ωc-煤層殘存瓦斯量,2.4m3/t;

  r-煤的容重t/m3。

  Q2 =5.7×0.0027×1.43×(14-2.4)=0.26m³/min

  根據(jù)礦井開拓布置及掘進(jìn)工作面推進(jìn)速度安排,經(jīng)計算:

  炮掘工作面瓦斯涌出量:Q掘=0.76+0.26=1.02m3/min。

  (二)11302回風(fēng)巷實際需風(fēng)量

  1)按瓦斯涌出量計算:

  Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min

  式中Q——掘進(jìn)工作面實際需要的風(fēng)量,m3/min;

  100——單位瓦斯涌出配風(fēng)量,以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1%的換算值;

  q——掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對涌出量,1.02m3/min;

  k——掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),此處取1.8。

  2)按炸藥量計算:

  Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min

  式中 25——每1kg炸藥爆炸不低于25 m3的配風(fēng)量;

  A——掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量,此處規(guī)定A=2.85kg。

  3)按當(dāng)班人數(shù)計算:

  Q=4×n=4×12=48 m3/min

  式中:

  4——每人每分鐘不低于4 m3的配風(fēng)量;

  n——同時工作最多人數(shù),此處n=12。

  4)按局部通風(fēng)機(jī)的實際吸收量計算:

  Q= Q局×I=180×1=180m3/min

  式中:

  Q局——掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量,m3/min;YBT型局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量為180~230 m3/min,取180 m3/min;

  I——局部通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù),本礦均為2臺(一臺備用)。

  所以,掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量取以上計算最大值180m3/min。

  5)11302回風(fēng)巷風(fēng)量驗算

  A、按最低風(fēng)速驗算:

  掘進(jìn)工作面最低風(fēng)量為

  Q≧q.s巖=9×4.6=41.4 m3/min

  式中:

  q——按巖巷掘進(jìn)工作面最低風(fēng)速的換算系數(shù),取q=9;

  S——掘進(jìn)斷面積:S=4.6㎡。

  B——按最高風(fēng)速驗算:

  B、掘進(jìn)工作面最高量:

  Q巖≦240×4.6㎡=1104 m3/min

  式中 240——換算系數(shù);

  S——斷面積,4.6m2。

  C、按有害氣體濃度驗算:

  回風(fēng)流中瓦斯或二氧化碳濃度不得超過1%,即

  Q=q瓦/Q掘≦1%

  式中:

  Q——掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量,m3/min;

  q瓦——瓦斯絕對涌出量,m3/min。

  則 Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min

  掘進(jìn)工作面需風(fēng)量180 m3/min滿足以上4個條件,所以選用YBT-52型(11KW×2)風(fēng)機(jī)。

  (三) 11302運(yùn)輸巷需風(fēng)量計算

  1)按瓦斯涌出量計算:

  Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min

  式中:

  Q——掘進(jìn)工作面實際需要的風(fēng)量,m3/min;

  100——單位瓦斯涌出配風(fēng)量,以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1%的換算值;

  q——掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對涌出量,1.02m3/min;

  k——掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),此處取1.8。

  2)按炸藥量計算:

  Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min

  式中:

  25——每1kg炸藥爆炸不低于25 m3的配風(fēng)量;

  A——掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量,此處規(guī)定A=2.85kg。

  3)按當(dāng)班人數(shù)計算:

  Q=4×n=4×12=48 m3/min

  式中:

  4——每人每分鐘不低于4 m3的配風(fēng)量;

  n——同時工作最多人數(shù),此處n=12。

  4)按局部通風(fēng)機(jī)的實際吸收量計算:

  Q= Q局×I=180×1=180m3/min

  式中 Q局——掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量,m3/min;YBT型局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量為180~230 m3/min,取180 m3/min;

  I——局部通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù),本礦均為2臺(一臺備用)。

  所以,掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量取以上計算最大值180m3/min。

  5)11302運(yùn)輸巷風(fēng)量驗算

  A、 按最低風(fēng)速驗算:

  掘進(jìn)工作面最低風(fēng)量為:

  Q≧q.s巖=9×5.7=51.3 m3/min

  式中:

  q——按巖巷掘進(jìn)工作面最低風(fēng)速的換算系數(shù),取q=9;

  S——掘進(jìn)斷面積:S=5.7㎡。

  B、按最高風(fēng)速驗算:

  掘進(jìn)工作面最高量:

  Q巖≦240×5.7㎡=1368 m3/min

  式中:

  240——換算系數(shù);

  S——斷面積,5.7m2。

  C、按有害氣體濃度驗算:

  回風(fēng)流中瓦斯或二氧化碳濃度不得超過1%,即:

  Q=q瓦/Q掘≦1%

  式中:

  Q——掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量,m3/min;

  q瓦——瓦斯絕對涌出量,m3/min。

  則: Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min

  掘進(jìn)工作面需風(fēng)量180 m3/min滿足以上4個條件,所以選用YBT-52型(11KW×2)風(fēng)機(jī)。

  三、硐室實際需要風(fēng)量計算

  按礦井各個獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量的總和計算。

  礦井開采方案設(shè)計未設(shè)置獨立通風(fēng)硐室。

  四、其它巷道實際需要風(fēng)量計算:

  n

  Q其它=∑Q其它i=200m3/min

  五、礦井總用風(fēng)量計算

  Q礦需=(Q采+Q掘+Q硐+Q其它)×k礦通=1740 m3/min.

  六、礦井風(fēng)量分配表

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