煤矿井下洒水用水量详细计算.pdf

计划实施。 （5 ） 积极与科研院所合作， 共享新技术成果， 开展科研技 术攻关， 解决瓦斯治理技术难题。 （6 ） 推行精细化管理， 量化细分各项工作， 保障各大系统 高质量运行这是 “一通三防” 工作的关键。 （7 ） 加强队伍建设， 保障 “一通三防” 工作力量。 （8 ） 强化专业培训， 提高队伍素质， 保障工作质量。 作者简介 黄河， 男， 1954 年 9 月出生， 现任铜川矿务局常务副局长。 任铜川矿务局总工程师期间，组织工程技术人员取得的 “800 米强力坑道钻机与大直径钻孔瓦斯预抽放技术、煤层巷道掘 进瓦斯抽放技术” 等科研成果， 分别获得中国煤炭工业协会科 技进步一等奖、 陕西省煤炭科技进步二等奖， 特别是由他组织 承担的国家 “十五” 科技攻关项目 高瓦斯油气共生易自燃厚 煤层放顶开采瓦斯治理技术集成与示范研究 ，已通过科技 部、 中国煤炭工业协会技术鉴定， 评为国际先进水平， 目前， 正 在申报国家级科学技术奖。 （收稿日期 2009－2－18 ） 煤矿井下洒水用水量详细计算 兖矿集团邹城华建设计研究院张群涛 济宁三号煤矿张运伟 摘要本文以兖矿集团某煤矿某采区为例介绍了井下防尘洒水用水量的理论计算方法， 为矿井防尘 洒水设计提供科学依据。 关键词井下防尘洒水 水量计算 矿井设计 井下防尘洒水是指用于井下防尘、 冲洗巷道、 设备冷却、 混凝土施工等用途的供水系统及其功能。随着煤矿新技术的 发展， 我国对煤矿井下安全和卫生的要求在不断地加强， 因此 煤矿井下防尘洒水系统已成为现代化矿井中不可缺少的一部 分。但在矿井设计中， 由于井下生产工艺繁多、 用水点多且分 散， 具体的洒水量很难进行详细计算， 一般只能进行估算， 现 结合兖矿集团某煤矿某采区设计及矿井实际生产经验对井下 洒水用水量的详细计算进行深入探讨。兖矿集团某煤矿某采 区设计生产能力为综采放顶煤 300 万 t/a。整个采区设计共有 一个综放工作面、 五个掘进工作面 （包括两个综掘工作面和三 个普掘工作面 ） 。 1各用水点的用水量计算 该煤矿整个采区用水范围广、 用水点多， 但主要用水项目 主要有以下四个方面， 即 综放工作面防尘用水、 掘进工作面 防尘用水 （包括综掘和普掘工作面） 、 主要运输巷的运输及转 载系统防尘用水和防治粉尘其他用水。现逐项详述如下 1.1一个综放工作面防尘用水量 采煤工作面防尘用水量包括煤层注水、 采煤机内外喷雾、 放顶煤支架及放煤口喷雾、 工作面顺槽输送机转载点喷雾、 回 风顺槽净化水幕、 冲洗煤壁、 冲洗顺槽沉积煤层及支架乳化液 用水等用水量。 结合本矿井的实际情况，一个综放工作面的防尘用水量 为 QcgQc1Qc2Qc3Qc4Qc5Qc6Qc7 式中 （1 ）Qc1 QKQZ38.6811.68 m3/h Qc1煤层注水用水量； QK每一处湿式钻孔用水量； 设计中取 3.0 m3/h ； QZ每一工作面的煤层注水量。 （QZ1.3AG q 1 1.3x40x417x0.048.68 m3/h。其中 A 40； G300000030024417 t/h， q10.020.04 m3/t ） （2 ）Qc2Gq 10000.0330 m3/h Qc2采煤机内外喷雾用水量； G 采煤机平均小时产量。 q 吨煤喷雾水量， 可取 0.03 m3/t。 （ G3000000300101000 T/h， q 0.020.04 m3/t， 采煤 机工作按 10h 计 ） （3 ） Qc3 6.5 m3/h Qc3放顶煤支架及放煤口喷雾用水量； （根据兖矿集团经验， 放顶煤支架有支架喷雾和放煤口喷 雾， 其支架喷雾就应为支架降、 移架时喷雾， 一般取 3m3/h， 放 煤口喷雾用水量一般取 24m3/h， 此处取 3.5 m3/h， Qc3 33.5 6.5 m3/h ） （4 ）Qc4 nc4T转P转260.182.16 m3/h Qc4运输顺槽转载点喷雾用水量； nc4转载点个数； T转转载点尘源覆盖面积， 设计中取 6m2； P转喷雾强度， 可取 3L/min m2。 （5 ）Qc5 N nc5Qcm380.184.32 m3/h Qc6回风顺槽风流净化水幕用水量。 N 水幕个数； nc6一处水幕喷嘴个数； Qcm一个喷嘴的喷雾流量， 设计中可取 0.18 m3/h。 （根据经验， 一个采煤工作面约有 3 处水幕， 即 N3； 当水 幕喷头选用 SA202 （有效射程 4.0m， 条件扩散角为 30） 时， 由 于巷道断面为 4.0m， 大约 0.4m 一个喷头， 故断面上需使用 8 个水幕喷头， 即 nc6 8。 ） （6 ） Qc6 2 m3/h Qc6回风与运输顺槽冲洗沉积煤尘用水量。 7 Qc7 0.25 m3/h Qc7单体液压支架乳化液用水量。 煤层注水用水时间按 16h 计， 采煤机喷雾用水时间按 10h 计， 放顶煤喷雾用水时间按 8h 计， 转载点喷雾用水时间按 12h 计， 风流净化水幕用水时间按 16h 计， 冲洗沉积煤尘用水时间 按 6h 计。单体液压支架乳化液用水时间按 24h 计。 故 Qcg11.68x16 30 x10 6.5x8 2.16x12 4.32x16 2x6 煤矿现代化2009 年第 4 期总第 91 期 55 0.25x24651.92 m3/d 2.2掘进工作面防尘用水量 综掘工作面防尘用水量主要包括掘进机喷雾、湿式除尘 器喷雾、 转载点喷雾、 风流净化水幕等用水量； 普掘工作面防 尘用水量主要包括爆破落岩风水喷雾、 装岩洒水及喷雾、 锚喷 支护除尘器喷雾、 混凝土喷头用水、 风流净化水幕等用水量 2.2.1 一个综掘 （煤巷 ） 工作面防尘用水量 QjgQj1 Qj2 Qj3 Qj4 式中 （1 ）Qj1 Gq 30.3750.041.215 m3/h Qj8 掘进机喷雾用水量； G 掘进机平均小时掘进量。 q 单位掘进量喷雾水量， 可取 0.04 m3/t。 （根据经验， 综掘工作面一天可完成大约 15m 的工作量， 按巷道截面积为 15 m2计， 煤的密度为 1.35t/ m3， 工作面工作 时间按 10h 计。所以 G15x15x1.351030.375 t/h。 ） （2 ）Qj21.8 m3/h Qj2湿式除尘器喷雾用水量； 。 （3 ）Qj3 n T 转 Pcz280.182.88 m3/h Qj3转载点喷雾用水量； n 转载点个数； T转转载点尘源覆盖面积， 设计中取 8m2； Pcz喷雾强度， 可取 3L/min m2。 （4 ）Qj4 N nj4 Qjm280.182.88 m3/h Qj4风流净化水幕用水量； N水幕个数； nj4一处水幕喷嘴个数； Qjm一个喷嘴的喷雾流量， 设计中可取 0.18 m3/h。 。 掘进机喷雾用水时间按 10h 计，湿式除尘器喷雾用水时 间按 10h 计， 转载点喷雾用水时间按 16h 计， 风流净化水幕用 水时间按 16h 计， 故 Qjg1.215x101.8x102.88x162.88x16122.31 m3/d 2.2.2 一个普掘 （岩巷 ） 工作面防尘用水量 QjyQj5Qj6Qj7Qj8Qj9Qj4 式中 （1 ）Qj5 1.5 m3/h Qj5爆破落岩风水喷雾用水量。 （2 ）Qj6Gq618.00.020.36 m3/h Qj6 装岩洒水用水量。 G 装岩机平均小时装载量。 q6 吨岩喷雾水量， 可取 0.02 m3/t。 （根据经验， 普掘岩巷工作面一天可完成大约 5m 的工作 量， 按巷道截面积为 15 m2计， 岩石的密度为 2.4t/ m3； 工作面 工作时间按 10h 计。所以 G5x15x2.41018 t/h。 ） （3 ）Qj70.5 m3/h Qj7 装岩机装岩喷雾用水量， 设计中取 0.5 m3/h。 （4 ）Qj80.8 m3/h Qj10锚喷支护混凝土喷射机上料口除尘器喷雾用水 量。 （5 ）Qj9 0.8 m3/h Qj11混凝土喷头用水量， 设计中取 0.8 m3/h。 （6 ）Qj4 N nj4 Qjm280.182.88 m3/h Qj4风流净化水幕用水量。 爆破落岩风水喷雾用水时间按 2h，装岩洒水用水时间按 10h 计， 装岩机装岩喷雾用水时间按 10h 计， 锚喷支护混凝土 喷射机上料口除尘器喷雾用水时间按 16h 计，混凝土喷头用 水时间按 16h 计， 风流净化水幕用水时间按 16h 计 故 Qjy1.5x20.36x100.5x100.8x160.8x162.88x16 83.28m3/d 2.2.3 主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量 主要运输巷的运输及转载系统防尘用水量包括胶带输送 机及转载点喷雾用水量和风流净化水幕用水量。 （1 ）Q转 n T转P转360.183.24 m3/h Q转胶带输送机及转载点喷雾用水量； n转载点个数； T转转载点尘源覆盖面积， 设计中取 6m2； P转喷雾强度， 可取 3L/min m2。 胶带输送机及转载点喷雾用水时间按 24h 计 （2 ）Qf N nyfQym380.184.32 m3/h Qf风流净化水幕用水量； N水幕个数； nyf一处水幕喷嘴个数； Qym一个喷嘴的喷雾流量， 设计中可取 0.18 m3/h。 。 （根据经验， 运输大巷内的风流净化水幕不会太多， 一般 在装煤点下风向、 胶带输送机巷道、 回风大巷内设置一道， 本 设计按 3 道 ） 风流净化水幕用水时间按 24h 计 2.2.4 防治粉尘其他用水量 防治粉尘其他用水量包括对主要运输、通风巷道的定期 冲洗、 刷白及对隔爆水棚的充水等用水量。这类用水通常是临 时性的， 含在 Kb系数内 （Kb-备用系数， 考虑到管路漏水、 临时 性用水及产量增加用水等，一般可取 1.251.35。本设计取 1.3 ） 。 因此， 整个采区防尘洒水用水总量为 QKb（Qcg2Qjg3QjyQyQf） 1.3x （651.922122.31383.283.24x244.32x24 ） 1726.166 m3/d 采区防尘洒水平均小时用水量约为 1726.1661895.90 m3/h 3结论 在矿井的实际生产中， 由于各矿的实际生产设备、 工艺流 程、 生产习惯以及对防尘工作的重视程度都不尽相同， 所以实 际防尘用水量与理论计算水量会存在一定的差异。本计算用 水量是在生产设备较为先进，比较重视防尘工作的前提下得 出的，可以做为矿井防尘系统设计中蓄水池容积计算和井下 洒水管路管径计算的重要理论依据。 作者简介 张群涛， 1976 年出生， 男， 山东济宁人， 1998 年毕业于安徽 工业大学，现在兖矿集团邹城华建设计研究院综合技术室工 作。 张运伟， 1979 年出生， 女， 山东济宁人， 2003 年毕业于山东 科技大学， 现在兖矿集团济三煤矿基建科工作。 （收稿日期 2009-1-12 ） 煤矿现代化2009 年第 4 期总第 91 期 56