中寨煤礦二○一一年九月份風(fēng)量分配方案
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
