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重庆市煤矿生产能力核定资质培训讲义通风系统生产能力核定 第三讲 矿井通风系统生产能力核定 主 讲 陈 雄 一、矿井通风及生产能力核定相关知识 1.矿井通风基本概念 ⑴主要风巷 总进风巷、总回风巷、主要进风巷和主要回风巷的总称。 ⑵进风巷 进风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼进风用的叫总进风巷;为几个采区进风用的叫主要进风巷;为1个采区进风用的叫采区进风巷,为1个工作面进风用的叫工作面进风巷。 ⑶回风巷 回风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼回风用的叫总回风巷;为几个采区回风用的叫主要回风巷;为1个采区回风用的叫采区回风巷;为1个工作面回风用的叫工作面回风巷。 ⑷专用回风巷 在采区巷道中,专门用于回风,不得用于运料、安设电气设备的巷道。在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出区,专用回风巷内还不得行人。 ⑸采煤工作面的风流 采煤工作面工作空间中的风流。 ⑹掘进工作面的风流 掘进工作面到风筒出风口这一段巷道中的风流。 ⑺分区通风(并联通风) 井下各用风地点的回风直接进入采区回风巷或总回风巷的通风方式。 ⑻串联通风 井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式。 ⑼扩散通风 利用空气中分子的自然扩散运动,对局部地点进行通风的方式。 ⑽独立风流 从主要进风巷分出的,经过爆炸材料库或充电硐室后再进入主要回风巷的风流。 ⑾全风压 通风系统中主要通风机出口侧和进口侧的总风压差。 ⑿局部通风 利用局部通风机或主要通风机产生的风压对局部地点进行通风的方法。 ⒀循环风 局部通风机的回风,部分或全部再进入同一部局部通风机的进风风流中。 ⒁主要通风机 安装在地面的,向全矿井、一翼或1个分区供风的通风机。 ⒂辅助通风机 某分区通风阻力过大、主要通风机不能供给足够风量时,为了增加风量而在该分区使用的通风机。 ⒃局部通风机 向井下局部地点供风的通风机。 ⒄上行通风 风流沿采煤工作面由下向上流动的通风方式。 ⒅下行通风 风流沿采煤工作面由上向下流动的通风方式。 ⒆矿井有效风量 指通过井下各工作地点(包括独立通风的工作面、掘进工作面、备用工作面和其它用风地点)实际风量的总和。 ⒇矿井有效风量率 矿井有效风量与各台主通风机风量总和之比。 X=Q效/∑Q通100% 式中 X一矿井有效风量率 Q效一矿井有效风量,m3/min; ∑Q通一各主通风机风量的总和,m3/min。 2.矿井通风系统 ⑴矿井通风系统的概念 矿井通风系统是向矿井各工作地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式,主要通风机的工作方法,通风网路和风流控制设施的总称。 ⑵矿井通风系统的要求矿井必须有完整的独立通风系统。 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成。所有矿井通风系统都必须符合“系统简单、安全可靠、经济合理”的原则,系统简单才便于管理,经济合理可以节约开支,而安全可靠至关重要,矿井通风系统是矿井“一通三防”的基础,矿井“一通三防”又是煤矿安全工作的重中之重。因此,煤矿安全规程第107条规定“矿井必须有完整的独立通风系统。” “独立完整的通风系统”是指矿井必须符合规定的主要通风机装置,并有自己独立的进风井筒和自己独立的回风井筒。新鲜风流由进风井筒流入井底,再分别流向分区的采掘工作面、硐室等用风地点;然后,流入分区回风巷道;再汇集到矿井总回风道,经回风井筒排出地面。从而形成一个完善、独立的通风网络结构。 煤矿安全生产基本条件规定第九条规定 矿井应当具备完整的独立通风系统。矿井、采区和采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。矿井使用安装在地面的矿用主要通风机进行通风,并有满足能力的备用主要通风机。 生产水平和采区应当实行分区通风,矿井、采区和采掘工作面通风设施应当齐全可靠,掘进工作面使用专用局部通风机进行通风。 ⑶矿井通风系统的类型 按进、回风井在井田内的位置不同,通风系统可分为中央式、对角式、区域式和混合式。 ①中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置,有可分为中央并列式和中央分列式(中央边界式)。 中央并列式进风井、回风井大致并列在井田走向中央。 中央分列式(中央边界式)进风井大致并列在井田走向的中央,回风井大致位于井田浅部边界沿走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离,回风井的井低高于进风井的井底。 ②对角式 两翼对角式进风井大致位于井田走向中央,两个回风井大致位于井田浅部边界的两翼。 单翼对角式矿井只有一个回风井,进、回风分别位于井田的两翼。 分区对角式进风井位于井田走向中央,在各采区开掘一个回风井,无总回风巷。 ③区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井,分别构成独立的通风系统。 ④混合式由中央式、对角式、区域式两者之一混合组成。 ⑷主要通风机的工作方式 主要通风机的工作方式有三种抽出式、压入式、压抽混合式。 ⑸通风构筑物可分为两大类。 ①通过风流的通风构筑物。包括主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板、调节风窗等。 ②隔断风流的通风构筑物。包括风门、挡风墙、风帘、永久密闭、临时密闭等。 ⑹提高矿井通风可靠性的技术措施 ①要有足够的通风能力,保证有效地通风。 ②要有稳定的通风网络结构,保证风流稳定。 矿井和采区通风系统实行分区通风。 采用多台主要通风机联合通风时,各分系统的通风阻力应尽量接近;总进风道断面不得过小,尽可能减少联合运行公共风路的风阻。 每个分区应保持一定的通风阻力,以保证矿井大气或风流参数拨动时分区风流的相对稳定。 ③要有可靠的通风安全设施和装备。 根据矿井通风网络的布置与结构合理布置通风设施和通风构筑物。 矿井有完善的反风设施。 矿井有完善的通风检查制度和风流监测手段。 ⑺我国煤矿通风系统中存在的主要问题 ①主要通风机运行效率低。据国家安全生产监督管理总局对30个矿务局的调查,100台主要通风机中,49台的运行效率低于50。 ②驱动主要通风机的电机额定功率过大,电机效率低。 ③矿井通风阻力大,阻力分布不合理。 ④风量不足。 ⑤风量调节方法欠妥。 ⑥矿井漏风多,有效风量率低。 ⑦风流不稳定。 ⑻重新核定矿井通风能力的规定 发生下列情形之一,造成矿井通风能力发生变化,必须重新核定矿井通风能力,并在30日内核定完成 ①通风系统发生变化; ②生产工艺变化; ③矿井瓦斯等级或瓦斯赋存条件发生重大变化; ④实施改建、扩建、技术改造并经“三同时”验收合格; ⑤其他影响到矿井通风能力的重大变化。 二、通风系统生产能力核定一般性原则 由国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的煤矿生产能力核定标准规定的 “矿井通风系统生产能力核定”共有5部分,分别从核定通风系统能力必备条件、通风系统能力核定的主要内容、矿井需风量核定办法、核定计算方法以及矿井通风能力验证进行了规定。 三、核定通风系统生产能力的必备条件 1.核定通风系统能力必备条件 ①必须有完整独立的通风、防尘、防灭火及安全监控系统,通风系统合理,通风设施齐全可靠; ②必须采用机械通风,运转风机和备用风机必须具备同等能力,矿井通风机经具备资质的检测检验机构测试合格; ③安全检测仪器、仪表齐全可靠; ④局部通风机的安装和使用符合规定; ⑤采掘工作面的串联通风符合规定; ⑥矿井瓦斯管理必须符合有关规程规定。 注意上述①、②条款的内容是根据煤矿安全规程第107条和第121条确定的,如不具备第①、②款规定的内容,资质单位不得对该矿进行通风系统生产能力核定;如不符合③、④、⑤、⑥款规定的,可进行通风系统生产能力核定,但需制定措施限期整改。 2.煤矿安全规程相关规定 第107条 矿井必须有完整的独立通风系统。改变全矿井通风系统时,必须编制通风设计及安全措施,由企业技术负责人审批。 第121条 矿井必须采用机械通风。 主要通风机的安装和使用应符合下列要求 (一)主要通风机必须安装在地面;装有通风机的井口必须封闭严密,其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%,有提升设备时不得超过15%。 (二)必须保证主要通风机连续运转。 (三)必须安装2套同等能力的主要通风机装置,其中1套作备用,备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机,在满足生产要求时,可继续使用。 (四)严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。 (五)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门,防爆门每6个月检查维修1次。 (六)至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时,必须经矿技术负责人批准。 (七)新安装的主要通风机投入使用前,必须进行1次通风机性能测定和试运转工作,以后每5年至少进行1次性能测定。 第128条 安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定 (一)局部通风机必须由指定人员负责管理,保证正常运转。 (二)压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m;全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量,局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合本规程第一百零一条的有关规定。 (三)必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离以及混合式通风的局部通风机和风筒的安设,应在作业规程中明确规定。 (四)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机,可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,或与采煤工作面分开供电。 (五)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中,掘进工作面的局部通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电;也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,但每天应有专人检查1次,保证局部通风机可靠运转。 (六)严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。 使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁,保证停风后切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。使用2台局部通风机供风的,2台局部通风机必须同时实现风电闭锁。 第129条 使用局部通风机通风的掘进工作面,不得停风;因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源。 恢复通风前,必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开启局部通风机。 第114条 采、掘工作面应实行独立通风。 同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面,布置独立通风有困难时,在制定措施后,可采用串联通风,但串联通风的次数不得超过1次。 采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道,布置独立通风确有困难时,其回风可以串入采煤工作面,但必须制定安全措施,且串联通风的次数不得超过1次;构成独立通风系统后,必须立即改为独立通风。 对于本条规定的串联通风,必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪,且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合本规程第一百条的规定。 开采有瓦斯喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层时,严禁任何2个工作面之间串联通风。 3.核定必备条件的条文解释 ⑴煤矿生产能力核定标准第二十七条(一)必须有完整独立的通风、防尘、防灭火及安全监控系统,通风系统合理,通风设施齐全可靠; 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分。所有矿井的通风系统必须符合“系统简单、安全可靠、经济合理”的原则,系统简单才便于管理,经济合理可以节约费用,而安全可靠至关重要。 ⑵煤矿生产能力核定标准第二十七条(二)必须采用机械通风,运转风机和备用风机必须具备同等能力,矿井通风机经具备资质的检测检验机构测试合格。 ①矿井必须采用机械通风。 ②严禁采用单台或多台局部通风机替代主要通风机。 ③主要通风机的性能测定。 4.矿井通风能力不足的表现 (1)矿井的通风动力能力不足; (2)矿井的通风网络能力不足,井下通风系统不合理; (3)矿井的用风地点有效风量不足; (4)矿井稀释瓦斯能力不足。 5.矿井通风能力不足的表现 (1)矿井的通风动力能力不足; (2)矿井的通风网络能力不足,井下通风系统不合理; (3)矿井的用风地点有效风量不足; (4)矿井稀释瓦斯能力不足。 6.致使矿井通风能力发生变化的因素 (1)矿井更换了主要通风机; (2)主要通风机电动机功率发生变化; (3)主要通风机运行状态改变; (4)技术改造后矿井通风网络发生重大变化; (5)开采水平发生变化; (6)开采区域发生变化; (7)用风地点显著增加或采煤工艺发生重大变化 矿井总进风量无较大变化,同时增加2个掘进头或一个采煤工面的; (8)由低瓦斯区域转向瓦斯涌出异常区和高瓦斯区进行生产。 特别注意核定时如果两台主要通风机的排风量都能满足矿井安全生产,但两台主要通风机排风量稍微差别时,应按照排风量小的主要通风机的能力进行能力核定工作。 7.主要通风机性能测定应测定的参数 主要通风机性能测定的目的是求得一定转数离心式或一定的叶片安装角度轴流式条件下风机风压、功率、效率与通风机风量的关系曲线。为求得这些关系,要测出下列参数1通风机的风量;2通风机产生的静压和速压;3电动机的输入和输出功率;4通风机和电动机的转数;5通过通风机风流的大气压力、相对湿度、气温等参数。 8.风机合理工作范围确定 离心式风机从经济性考虑,通风机效率不应低于60,从安全性考虑,不应超过允许最大转速。 轴流式风机 上限应在驼峰点的右侧,最大风压小于最大风压值的0.9倍; 下限通风机效率不应低于60; 左限叶片安装角的最小值,一级风机10二级风机15; 右限在最大允许转速条件下,叶片安装角的最大值,实际使用一级风机不大于35,二级风机不大于40。 四、通风系统生产能力核定的具体内容 1.煤矿生产能力核定标准第28条规定,通风系统生产能力核定的具体内容 (一)核查采煤工作面、掘进工作面及井下独立用风地点的基本状况。 (二)核查矿井通风机的运转状况。 (三)实行瓦斯抽排的矿井,必须核查矿井瓦斯抽排系统的稳定运行情况。 (四)矿井有两个以上通风系统时,应按照每一个通风系统分别进行通风能力核定,矿井的通风系统能力为每一通风系统能力之和。矿井必须按照每一通风系统能力分别合理组织生产。 2.核定主要内容条文解释 ⑴煤矿生产能力核定标准第二十八条(一)核查采煤工作面、掘进工作面及井下独立用风地点的基本状况。 本条是关于井下各个工作地点核查内容的有关规定。核定时应该对矿井采煤工作面、掘进工作面及井下独立用风地点的状况有一个明确的认识,为矿井需要风量计算和能力计算提前做好准备工作。 ⑵煤矿生产能力核定标准第二十八(二)核查矿井通风机的运转状况。 ①主通风机的电动机运行功率不应超过额定功率。 ②主通风机系统的保护及相关设施应齐全,应符合煤矿安全规程的规定。 ③风量和风压与实际情况是否一致,现运行工况点是否在风机特性曲线上。 ④主通风机装置运行效率应不小于最高效率70。风量和风压应满足矿井的需要和产品使用说明书的规定。 ⑶煤矿生产能力核定标准第二十八条(三)实行瓦斯抽排的矿井,必须核查矿井瓦斯抽排系统 ①矿井瓦斯抽排系统的稳定性运转 ②查看定期检查抽放系统的记录 ⑷煤矿生产能力核定标准第二十八条(四)矿井有两个以上通风系统时,应按照每一个通风系统分别进行通风能力核定,矿井的通风系统能力为每一通风系统能力之和。矿井必须按照每一通风系统能力分别合理组织生产。 五、通风能力核定的计算及通风能力验证 该部分包括矿井用风地点的需风量计算、矿井通风能力计算和矿井的通风能力验证三部分内容。公式计算比较明确,现仅对一些和以往有变化以及一些需要强调的部分作一下说明。 1.矿井通风能力核定参数选取原则 核定参数选取是矿井通风能力核定工作的关键,核定中使用的参数必须真实、可靠。 ⑴对核定中使用的经验数据,必须进行通风方面必要的验证,确保数据真实; ⑵检测机构提供的测试数据必须与现场实际一致; ⑶现场实测的数据必须是在矿井正常生产的情况下测得的数据。 ⒉具体需要说明的内容 (1)第二十九条(一)Q胶轮车井下采用胶轮车运输的矿井,尾气排放稀释需要的风量。 本条中增加了胶轮车需要风量的计算。 井下使用胶轮车运输时,会排出大量的有害气体,需要利用新鲜风流进行稀释,其配风计算如下 Q胶轮车i4niPiki1.36 (m3/min) 式中Q胶轮车i第i个地点胶轮车尾气排放稀释需要的 风量,m3/min; 4每一Hp每分钟应供给的最低风量,m3/min; ni第i个地点胶轮车的台数,台; Pi第i个地点胶轮车的功率,kW; ki配风系数,第i个地点使用1台胶轮车运输时,ki为1.0;第i个地点使用2台胶轮车运输时,ki为0.75;第i个地点使用3台及以上胶轮车运输时,ki为0.50; 1.36kW与Hp的换算系数. ①第i个地点使用1台15kW胶轮车运输时,需要风量为 Q胶轮车i4niPiki1.36 41151.01.36 81.6(m3/min); ②第i个地点使用2台15kW胶轮车运输时,需要风量为 Q胶轮车i4niPiki1.36 42150.751.36 122.4(m3/min); ③第i个地点使用3台15kW胶轮车运输时,需要风量为 Q胶轮车i4niPiki1.36 43150.501.36 122.4(m3/min)。 (2)第二十九条(一)K矿井通风需风系数 抽出式K取1.15~1.20,压入式K取1.25~1.30。 矿井通风需风系数包括矿井内部漏风和配风不均衡等因素,一般抽出式K取1.15~1.20,压入式K取1.25~1.30,低瓦斯矿井独立供风采掘工作面数量少于12个,且最大通风流程小于10000m时,抽出式取1.15,压入式取1.25,否则抽出式取1.20,压入式取1.30。高瓦斯矿井抽出式取1.20,压入式取1.30。 (3)第二十九条(二)Q基本60工作面控顶距工作面实际采高70适宜风速 注意适宜风速不小于1.0m/s;70为断面系数。 本条是关于低瓦斯矿井不同采煤方式工作面所需的基本风量的规定。 此处工作面控顶距为采煤工作面的平均控顶距,核定时取采煤工作面的最大控顶距和最小控顶距的平均值。对于综采工作面工作面控顶距工作面实际采高=综采支架的断面积。 (4)第二十九条(二)回采工作面炸药量计算需要风量 每千克炸药供风≮25m3/min(硝酸铵炸药) Q采>25A (m3/min); 本条主要介绍了矿井回采工作面以炸药量为基础计算需风量的原则。 现在大多数煤矿生产中已经使用乳化炸药,原先的需要风量计算公式,已经不适合现在的生产,所以对还使用硝酸铵炸药的矿井还是要按照原先的公式计算需要风量,使用乳化炸药的矿井可以不进行此步计算。 (5)第二十九条(三)掘进工作面的需要风量,按局部通风机实际吸风量计算需要风量 岩巷掘进Q掘Q扇Ii 600.15S(m3/min) 煤巷掘进Q掘Q扇Ii 600.25S (m3/min) 式中Q扇局部通风机实际吸风量, m3/min。 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而外,还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25 m/s,以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞,造成瓦斯积聚; Ii掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 本条是关于掘进工作面按局部通风机实际吸风量计算需要风量的要求。 (6)第二十九条(四)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 本条是关于硐室需要风量计算的要求,矿井井下不同硐室配风原则 ①井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量 Q库4V/600.07V (m3/min) 式中Q库井下爆炸材料库需要风量,m3/min; V井下爆炸材料库的体积,m3; 但大型爆破材料库不得小于100m3/min,中小型爆破材料库不得小于60m3/min; ②井下充电硐室的风量计算 井下充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5来计算风量。 Q充200q 式中Q充井下充电硐室需要风量,m3/min; q井下充电硐室在充电时产生氢气的量,m3/min; 注意井下充电硐室供风量不得小于100m3/min。 ③第二十九条(四)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。 本条是关于机电硐室需要风量计算的要求,具体计算为 发热量大的机电硐室,按硐室中运行的机电设备发热量进行计算 Qri3600∑N.θ/60ρ.Cp.Δt 式中 Qri第i个机电硐室的需风量,m3/min; ∑N机电硐室中运转的电动机变压器总功率,kW; θ机电硐室的发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定,也可按下表选取; ρ空气密度,一般取1.20kg/m3; Cp空气的定压比热,一般可取1.0006kJ/kgK; Δt机电硐室进、回风流的温度差,℃。 机电硐室发热系数(θ)表 机电硐室名称 发热系数 空气压缩机 0.15~0.18 水泵房 0.01~0.03 变电所、绞车房 0.02~0.04 采区变电所及变电硐室,可按经验值确定需风量 Qri60~80m3/min (7)第二十九条(五) K其通瓦斯涌出不均衡系数,取1.2~1.3。 本条主要是对其他巷道风量计算中瓦斯涌出不均衡系数的规定。 在其他巷道计算风量时,低瓦斯矿井的全岩巷道瓦斯涌出不均衡系数取1.2;低瓦斯矿井煤巷、半煤岩及高瓦斯矿井的所有其他巷道,瓦斯涌出不均衡系数取1.3。 (8)第三十条(一)方法一总体计算法(产量在30万t/a以下矿井可使用) 公式一较适合低瓦斯矿井 q平均日产吨煤需要的风量,m3/t; q Q′/A′ (m3/t) 式中Q′矿井上年度实际需要风量 m3/min,矿井实际需要风量为矿井采煤工作面、掘进工作面、硐室和其他用风巷道需要风量之和; A′矿井上年度平均日产煤量,t。 本条主要是规定了年产量低于30万t的低瓦斯矿井,平均日产吨煤需要的风量的计算方法。 核定时应对矿井去年正常生产时的矿井实际需要风量进行分析,对矿井上年度的通风报表进行查阅,取正常生产矿井实际需要风量的平均值。 核定时矿井上年度平均日产煤量应为上年度实际产量与矿井正常生产天数之比,如果上年度矿井有串联风和瓦斯超限应扣除此处的产量;如果由于地质构造、煤层赋存条件发生变化,或技术改造移交时间短,或采煤工艺变化(如由分层开采变为一次采全高),或采煤机械化程度变化(如由炮采变为机采),生产变化很大时,可以用生产变化后核定前三个月的矿井实际产量和矿井实际需要风量,计算平均日产吨煤需要的风量,但这种情况很少,使用时应特别注意。 K矿井通风能力系数 取值范围1.30~1.50,并结合当地煤炭企业实际情况恰当选取确保瓦斯不超限的系数。当矿井等积孔小于1m2时,k取1.50;矿井等积孔小于2m2且大于1m2时,k取1.40;矿井等积孔大于2m2,k取1.30。 方法一示例 q取值 某矿井上年度产煤15万t,生产天数为330天,但矿井下半年因为矿井突水,造成矿井有80天处于不正常生产中,矿井前250天生产原煤12万t,且在这12万t中有一个掘进工作面与采煤工作面串联,此掘进工作面产量为2万t,所以矿井原煤日产量为Ad (12-2)10000/250400t;该矿井上年度总需要风量为2400 m3/min,需要风量计算时矿井通风系数K1.20,所以矿井实际需要风量为2000m3/min,即矿井实际需要风量为各个用风地点实际需要风量的总和,而不需要乘以矿井通风系数。综上所述q2000/4005m3/t。 (9)第三十条(一)方法一公式二 公式二较适用于高瓦斯、突出矿井和有冲击地压的矿井. A330Q进/0.0926104 q相.∑K(万t/a) 式中Q进矿井总进风量,m3/min; 0.0926总回风巷按瓦斯浓度不超0.75核算为单位分钟的常数; q相矿井瓦斯相对涌出量,m3/t;在通风能力核定时,当矿井有瓦斯抽放时,q相应扣除矿井永久抽放系统所抽的瓦斯量。q相取值不小于10,小于10时按10计算。扣减瓦斯抽放量时应符合以下要求 与正常生产的采掘工作面风排瓦斯量无关的抽放量不得扣减(如封闭已开采完的采区进行瓦斯抽放作为瓦斯利用补充源等)。 未计入矿井瓦斯等级鉴定计算范围的瓦斯抽放量不得扣除。 扣除部分的瓦斯抽放量取当年平均值。 如本年已完成矿井瓦斯等级鉴定的,取本年矿井瓦斯等级鉴定结果. 本年未完成矿井瓦斯等级鉴定的,取上年矿井瓦斯等级鉴定结果。 综合系数 ∑K k产k瓦k备k漏 本条是年产量低于30万t的高瓦斯、突出矿井和有冲击地压的矿井,矿井通风系统生产能力核定计算的规定。 ∑K取值表 K值 概 念 取值范围 备注 K产 矿井产量不均衡系数 产量最高月平均日产量/年平均日产量 K瓦 矿井瓦斯涌出 不均衡系数 高瓦斯矿井不小于1.2;突出矿井、冲击地压矿井不小于1.3 K备 备用工作面用风系数 K备1.0n备0.05 n备为备用回采工作面个数 K漏 矿井内部漏风系数 矿井总进风量年平均值/矿井有效风量年平均值 (10)第三十条(二)方法二由里向外核算法(产量在30万t/a以上矿井可使用) 根据矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量(包括按规定配备的备用工作面)计算出采掘工作面个数(按合理采掘比m1、m2),取当年度每个采掘工作面的产量,计算矿井通风能力。 A 式中A采i第i个回采工作面正常生产条件下的年产量,万t/a; A掘j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/a; m1回采工作面的数量,个; m2掘进工作面的数量,个; m1、m2应符合合理采掘比。 本条文是关于矿井由里向外核算法计算的规定。 根据矿井各个用风地点的需要风量,按照合理的采掘比(包括按规定配备的备用工作面),从矿井总进风量中合理给它分配,分配时应该考虑矿井通风系数,最后确定矿井各个工作地点的个数; 根据最后确定矿井各个工作地点的个数,计算矿井通风系统生产能力。 m1、m2应符合合理采掘比。 方法二 由里向外核算示例 某矿井总进风量为4426 m3/min,矿井正常生产布置3个回采工作面(一个12下煤、两个16煤工作面)、8个掘进工作面,7各独立通风硐室时,矿井总需风量为4345.2m3/min。完全满足矿井安全、合理生产的要求。 矿井通风能力为 p16采 p12采p16掘 p12掘 l16采h16采r16采b16采n16采N16采c16采a16采 l12采h12采r12采b12采n12采N12采c12采a12采 r16掘S16掘L16掘 r12掘S12掘L12掘 2601.151.452.43300.800.9822601.451.262.43300.800.9811.453.4599041.264.359902 864022 ≈86.4(万t/a) 特别注意 此处计算公式与采掘工作面能力计算公式一致,唯一区别为工作面的推进度,采掘工作面中推进度为平均推进度,而通风系统生产能力中为正常生产时的推进度,不考虑地质、设备等因素的影响。 (11)第三十一条规定了矿井通风能力验证。矿井通风能力要从矿井主要通风机性能、通风网络、用风地点的有效风量和矿井稀释瓦斯的能力等方面进行验证。 ①矿井主要通风机性能的验证 按照矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证,主要通风机实际运行工况点应处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。应对矿井主要通风机进行现场检查。 ②通风网络能力验证 利用矿井通风阻力测定的结果对矿井通风网络进行解算,验证通风阻力是否与主要通风机性能相匹配,能否满足安全生产实际需要。 ③用风地点有效风量验证 采用矿井内采区有效风量验证用风地点的供风能力,核查矿井内各用风地点的有效风量是否满足风量需要,井巷中风流速度、温度应符合煤矿安全规程规定。 ④稀释瓦斯能力验证 利用瓦斯鉴定结果以及矿井瓦斯安全监测仪器仪表检测的结果,验证矿井通风稀释排放瓦斯的能力,各地点瓦斯浓度应符合煤矿安全规程的有关规定。 六、矿井通风系统生产能力核定案例 某煤矿矿井通风能力核定 1 矿井基本情况 1.1 企业名称某煤矿属于国有重点煤矿。 1.1.1企业简况 某矿属于某集团有限责任公司下属的一个生产矿井,井田南北走向长约5.87km,东西宽约2.60km,井田面积15.2733km2。井口标高330m。该矿始建于1959年,1972年投产。设计生产能力21万吨,1987扩建生产能力为45万吨,2004年实际生产原煤49万吨,2005年产量为50万吨。 截止2004年末,煤层地质储量为3539.4万吨,工业储量为1671.4万吨,可采储量为1148.5万吨,矿井的服务年限还有近22年。2004年末矿井开拓煤量290.76万吨,可采期6.5年;准备煤量49.63万吨,可采期14.9月;回采煤量41.13万吨,可采期12.3月。 1.1.2 企业交通位置 1、地理位置 该煤矿位于某市西南约30km,属某乡境内。 2、企业交通 交通较为方便,有15km的矿区公路与国道相通,高速公路从矿区通过,距井田西北火车站约35Km,向南可至重庆,北至安康等地。井田西侧有铜钵河流过,但流量较小。 1.1.3 企业基本情况 企业基本情况表 项 目 项 目 内 容 项 目 项 目 内 容 投产日期 1972 年3月14日 采矿 许可证 证件号 5100000041151 设计生产能力 45万吨/年 有效日期 2005年10月 企业法人 营业执照 证件号 5117001902105 矿长 资格证 证件号 00051850 有 效 日 期 2020年4月 日 有效日期 2007年4月 日 煤炭生产 许可证 证件号 G22160200100 安全生产许可证 证件号 5117210157A 有 效日 期 2005年10月 有效日期 2005年 10 月 1.1.4 矿井工作制度 矿井年生产天数350天,8小时/班工作制。采掘均实行每天三班作业。 1.2 矿井自然条件 1.2.1 井田地质特征及地质构造 本井田所属地质构造为中山背斜,本井田所处构造部位属于新华夏系四川沉降带川东褶皱束中山背斜北段。井田内共有断层62条,以逆断层为主、正断层次之、断层性质不明者10条。 1.2.2 地层及煤层赋存情况 矿区煤系地层主要为三叠系,本区含煤地层为上三叠系须家河组(T3xj)。须家河组共分六段,第一段、第三段、第五段和第六段为含煤段。各煤层顶底板情况23煤层位于(T3xj 6-4)含煤带中上部,单一煤层,厚度0.07~0.93米,平均0.47米,不稳定煤层,局部可采。上距自流井组第一段(J1-21)底部砂岩底界12.54~30.76米,平均23.69米。为深灰色泥岩。 矿井开采煤层为上三叠系须家河组(T3xj)。须家河组共分六段,第一段、第三段、第五段和第六段为含煤段。现开采煤层为外连、内连两层煤,都为矿井主采煤层。 开采标高330米~120米。 煤层参数表 层 位 煤层名称 煤层厚度 煤层倾角 层间距 段 带 两极值 中山背斜东 两极值 一般值 中山背斜西 一般值 第六段T3xj6 第二带T3xj6-2 外连 0.24--1.69 25--60 0.82 15--45 内连 0.08--1.61 25--60 0.12--8.32 0.81 15--45 2.81 外连煤层位于(T3xj 6-2)含煤带上部,为复合煤层,含矸1~3层。有益厚度0.24~1.69米,平均0.82米,稳定煤层,顶板为砂质泥岩及泥岩。 内连煤层位于(T3xj 6-2)含煤带中上部,煤层厚度0.08~1.61米,平均0.81米,为单一煤层。 14煤层位于(T3xj 5-3)含煤带下部,可采区平均厚度0.56米,为复合结构煤层,不稳定煤层,顶、底板多为泥岩,少数为砂质泥岩。 12煤层位于(T3xj 5-1)含煤带上部,可采区煤层厚度0.30~1.04米,平均0.68米,不稳定煤层,顶底板以泥岩、砂质泥岩为主。 11煤层位于(T3xj 5-1)含煤带下部,煤层厚度0.10~1.17米,平均0.34米,不稳定煤层,顶底板以泥岩、砂质泥岩为主。 1.2.3 矿井灾害情况 1、矿井瓦斯 该矿在2004年度的矿井瓦斯和二氧化碳等级鉴定结果矿井相对瓦斯涌出量为 5.38m3/t,绝对瓦斯涌出量为5.94m3/min;矿井二氧化碳相对涌出量为8.58 m3/t,二氧化碳绝对涌出量为9.47m3/min,为低瓦斯、低二氧化碳矿井。未发现瓦斯异常区域。 2、粉尘 该矿目前开采的内、外连煤层经2003年12月24日煤炭科学研究总院重庆分院鉴定,煤尘均有强烈爆炸性,其煤尘爆炸指数35.71~38.8。 煤炭科学研究总院重庆分院煤尘爆炸性报告 煤层 名称 工业分析() 爆炸性试验 爆炸性结论 水分Mad 灰分Ad 挥发分 焦渣特征 火焰长度(mm) 抑制煤尘爆炸最低岩粉量() Vd Vdaf 111采区,N1113机巷 1.52 14.66 30.47 35.71 5 >400 80 有煤尘爆炸性 111采区,W1113机巷 1.38 28.15 27.87 38.80 5 220 65 有煤尘爆炸性 3、矿井火害 该矿煤层均为特低硫、特低磷的1/3焦煤,煤层经煤科总院重庆分院2003年12月30日鉴定,该矿现开采的所有煤层均为不易自燃煤层。 煤炭科学研究总院重庆分院煤炭自然倾向等级鉴定报告表 煤层 名称 采 样 地 点 工业分析 着火温度℃ △T 自燃倾向分类 Mad Ad Vdaf T氧 T原 T还 内连 111采区,N111
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