2021年度矿井通风能力核定报告

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贵州金鑫煤业有限公司

贵州百里杜鹃红林乡黔鑫煤矿

2021年度矿井通风能力核定报告(修编)

编制单位:黔鑫煤矿通防科

编制时间:2021年10月28日

会 审 表

会审项目

2021年度矿井通风能力核定报告(修编)

会审地点

会审时间

主 持 人

职 务

姓名(签字)

日 期

矿 长

总工程师

安全矿长

生产矿长

机电矿长

通防副总

地测副总

会审意见

1、通过对井下采、掘工作面有效风量验证:矿井总进风量5095m³/min。矿井需风量3205.2m³/min,井下各用风地点的有效风量满足安全生产的需要,巷道中的风速,温度全部符合《煤矿安全规程》(2016版)的相关规定;

2、为避免井下局部通风机安设地点出现局部通风机吸入循环风情况:二采区轨道下山掘进工作面局部通风机安设地点全风压风量不能低于585m³/min;二采区运输下山掘进工作面局部于通风机安设地点全风压风量不能低621m³/min;二采区回风下山掘进工作面局部于通风机安设地点全风压风量不能低639m³/min;

3、矿井应该严格执行井下测风制度,每隔10天对井下进行一次全面测风;通风系统发生重大变化时,对井下进行一次全面测风,并对通风能力进行核定;

4、通过核定,矿井通风能力为68.68万吨/年,现阶段矿井主要通风系统满足井下生产需求,若矿井通风系统发生重大变化时,要重新对矿井通风能力进行核定;

5、在进行2022年矿井采掘作业计划时,必须对矿井通风能力进行一次核定。

目 录

第一章 核定的目的、依据和原则 1

第一节 核定的目的和任务 1

第二节 核定的依据 1

第三节 核定的原则 1

第二章 矿井概况 2

第一节 矿井概述 2

第二节 矿井自然条件概况 2

第三节 矿井开拓、开采 7

第三章 矿井通风概况 7

第一节 矿井通风 7

第二节 井下巷道布置情况 9

第三节 矿井瓦斯等级 9

第四节 矿井主要通风机型号、电机功率及主要参数 9

第五节 矿井主要通风机担负区域 10

第六节 矿井上年度产能和设计产能 10

第四章 矿井需要风量计算 10

第一节 矿井需要风量计算原则 10

第二节 采煤工作面实际需要风量计算 10

第三节 掘进工作面实际需要风量计算 13

第四节 硐室所需风量的计算 18

第五节 其他巷道实际需要风量计算 18

第六节 矿井总需要风量计算 19

第五章 矿井通风能力计算 19

第一节 计算公式 19

第二节 参数选取 20

第三节 能力计算 20

第六章 矿井通风能力验证 21

第一节 矿井通风动力验证 21

第二节 矿井通风网络动力验证 21

第三节 矿井用风地点有效风量验证 22

第四节 矿井稀释瓦斯能力验证 23

第七章 煤矿通风能力核定结论 23

第八章 建议 23

第一章 核定的目的、依据和原则 第一节 核定的目的和任务

为了认真贯彻落实“已风定产”以及《煤矿安全规程》(2016年版)对相关规定,为矿井瓦斯治理治理、生产能力核定提供科学依据,做到合理的组织生产,防止超通风能力生产,有效遏制瓦斯事故和超能力生产情况发生,特编制《黔鑫煤矿2021年度矿井通风能力核定报告》。

第二节 核定的依据

1、《煤矿通风能力核定标准》AQ1056-2008;

2、《煤矿安全规程》(2016年版);

3、黔鑫煤矿主要通风机安全性能检测报告;

4、黔鑫煤矿通风阻力核定报告;

5、《黔鑫煤矿一采区15号煤层突出危险性鉴定报告》;

6、《黔鑫煤矿二采区突出危险性评估报告》;

7、《黔鑫煤矿2020年度矿井瓦斯(二氧化碳)涌出量测定报告》。

第三节 核定的原则

1、矿井通风能力核定要求数据真实、可靠。核定工作中要实事求是,坚持科学、公正的核定原则,收集数据准确、真实、可靠、合理,计算结果能够反映矿井具备的通风能力。

2、本次核定的通风能力为黔鑫煤矿2021年度矿井的通风能力。

3、开展本次核定工作,找出矿井通风能力的薄弱环节,提出改进和完善建议,确保安全生产。

第二章 矿井概况 第一节 矿井概述

黔鑫煤矿为兼并重组后保留矿井,利用原沟底煤矿主斜井、副斜井、回风斜井进行改扩建,隶属贵州黔宜能源集团有限公司。2020年5月25日经贵州省能源局备案批准黔鑫煤矿进入联合试运转,2020年6月贵州省国土资源厅颁发了黔鑫煤矿采矿许可证(有效期20年零5个月,证号C***0122954),井田由17个拐点圈定,井田面积5.8916km2,开采标高为+1800~+1280m,2021年1月取得安全生产许可证,证号:(黔)MK安许证字【2801】;有效期:2021年1月25日至2024年1月24日;矿井生产能力60万吨/年。

第二节 矿井自然条件概况

1、地理位置、交通

黔鑫煤矿位于位于贵州省黔西县北西部红林乡境内,行政区划隶属贵州省百里杜鹃管理区红林乡管辖。夏蓉高速(G76)、杭瑞高速(G56)、黔大高速、织毕铁路、成贵高铁(在建)从矿区外围通过。林泉-普底县级公路从矿区经过,经县道到黔西县城28km、到黔西电厂35.2km,到毕节市50km,矿区及其周边公路交通十分方便。

2、地形地貌

矿区地处贵州省中西部,区内沟谷发育,地形高差变化大,矿山地形总体为南西高东北低,南部最高标高为1851.20m,东部最低标高为1615.00m,相对高差236.20m,地形起伏中等,东部地区煤系地层出露地段相对较平缓,为低中山侵蚀、溶蚀地貌,西部石灰岩分布地段岩溶地貌较发育。

3、气候、地震

矿区所属区域气候潮湿,多阴雨,湿度大,年平均相对湿度84%。霜期短,年平均气温最高20.8℃,平均12.8℃,冬季(十二月至次年二月)气侯寒冷,年最低气温-3℃,多有降雪、凌冻。年平均降雨量1260mm;据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),黔西县地震烈度为VI级。依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2016),矿井地震动峰值加速度为小于0.05g,近年来区域未发生地震活动,区域稳定性良好。

4、矿区地质及构造特征

1)地层

矿区及周边出露地层由老到新有:二叠系中统茅口组(P2m)、二叠系上统龙潭组(P3l)、二叠系上统长兴组(P3c)、三叠系下统夜郎组(T1y)和第四系(Q)。

(1)二叠系中统茅口组(P2m):岩性主要为中厚层及厚层生物灰岩、白云质灰岩,局部含燧石,矿区内该组地层未见底,矿井内最大揭露厚度146.00m。

(2)二叠系上统龙潭组(P3l):为灰、灰绿、深灰色薄至中厚层粉砂岩、粉砂质粘土岩夹钙质粉砂岩及煤线,含煤10~20余层,多以薄煤层为主,本组含可采煤层4层(4、9、14、15号),煤层厚度0.44~2.25m。该组地层与下伏地层茅口组呈平行不整合接触,厚度约130.40~172.53m,平均厚度145.42m。

2)构造

本矿区位于扬子准地台(一级单元)黔北台隆(二级单元)遵义断拱(三级单元)毕节北东向构造变形区(四级单元)的南缘,矿区处于次级构造纸厂背斜南段转折附近。区域构造发展大致从中奥陶世至中晚石炭世隆起为陆,地层缺失沉积,仅早石炭世在东部有沉积;晚古生代晚期至中生代早期接受沉积后,中生代晚期的白垩纪、第三纪又一次上升为陆,缺失沉积。区内现今构造形迹主要定型于燕山运动,褶皱以北东及北北东向为主,断裂则以北东向为主,北东东向次之,与褶皱走向基本一致。

矿区的总体构造形态为单斜构造,次级褶曲不发育,断层不发育,只在钻孔内发现2条规模较小的正断层,倾角缓,落差小。

5、煤层及煤质

1)煤层

矿区可采煤层为4、9、14、15号煤层,现分述如下:

4号煤层:位于上二叠统龙潭组中上部,根据本次勘探钻孔揭露,距长兴组底界35.44~63.54m,平均48.54m,距标志层B1为38.19~57.87m,平均49.33m,直接顶板为浅灰、灰色薄层钙质粉砂岩、细砂岩,直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粘土岩、炭质粘土岩,含夹矸0~3层,一般1层,岩性为炭质泥岩。钻孔揭露煤层厚0.44~1.08m,平均1.05m。虽然本煤层可采性指数较低,仅局部可采,但由于见煤钻孔多集中在矿区的东南部,且开采范围连片,故划分为较稳定煤层。

9号煤层:位于上二叠统龙潭组中部,根据本次勘探钻孔揭露,距4号煤层23.19~42.33m左右,平均30.50m,直接顶板为浅灰色薄层粘土岩、砂质粘土岩,直接底板为灰色薄层粉砂质粘土岩。钻孔揭露煤层厚0.82~2.25m,平均1.64m。含夹矸0~4层,一般1层,岩性为炭质泥岩。该煤层属较稳定的全区可采煤层。

14号煤层:位于上二叠统龙潭组底部,根据本次勘探钻孔揭露,距9号煤层43.91~55.20m左右,平均47.84m。伪顶为泥岩,直接顶板为钙质粉砂岩,富含黄铁矿结核及晶粒,岩性软硬不一,为较稳定顶板,底板为泥质粉砂岩或泥岩。煤层厚度为0.47~1.68,平均0.9m。

15号煤层:位于上二叠统龙潭组底部,根据本次勘探钻孔揭露,距14号煤层约为5.40~26.41m左右,平均12.70m,距龙潭组底界为1.57~9.12m,平均5.07m。伪顶为泥岩,直接顶板为钙质粉砂岩,富含黄铁矿结核及晶粒,岩性软硬不一,为较稳定顶板,底板为泥质粉砂岩或泥岩。煤层厚度为0.74~1.74m,平均1.28m。含夹矸0~4层,一般3层,岩性为炭质泥岩。该煤层属较稳定的全区可采煤层。

2)煤质

各可采煤层煤的物理性质基本相同,颜色为黑色,条痕为黑褐色;煤芯半坚硬,块状;煤层内生裂隙发育;呈似金属、沥青、玻璃或弱玻璃光泽;阶梯状、参差状、贝壳状断口;条带状结构,块状构造;局部见条带状黄铁矿或黄铁矿结核。

本区无烟煤具有中-中高灰、低-高硫、低挥发分、中高-高发热量、弱结渣、较低-中等软化温度灰、低氯、低磷、特低砷等特点。

6、矿井安全条件

1)煤与瓦斯突出

根据贵州省矿山安全科学研究院2020年2月编制的《贵州黔宜能源集团有限公司贵州百里杜鹃红林乡黔鑫煤矿区一采区15号煤层区域突出危险性评估》报告,报告结论为黔鑫煤矿一采区15号煤层评估为无突出危险。

根据中煤科工集团重庆研究院2021年1月编制的《贵州黔宜能源集团有限公司贵州百里杜鹃红林乡黔鑫煤矿区二采区15号煤层区域突出危险性评估》报告,报告结论为黔鑫煤矿二采区15号煤层评估为无突出危险。

因此,黔鑫煤矿无突出危险性。

2)水文地质

对矿井一、二采区构成水害威胁较大的因素是地表沟溪水、采空区及老窑积水和上覆长兴组至玉龙山段岩溶水。对于突水量预测目前尚未掌握有关资料,矿井在建设和生产期间需要业主做进一步探放水工作。

3)地温

矿井无高温区存在。

4)煤尘爆炸及煤的自燃

根据贵州省煤田地质局实验室2018年9月26日提交的《检验报告》,14、15号煤层均无煤尘爆炸危险性;根据2019年7月29日贵州省煤田地质局实验室提交的《检测报告报告》15号煤层无煤尘爆炸危险性。

第三节 矿井开拓、开采

1、矿井开拓方式及主要巷道布置

矿井采用斜井开拓,布置有主斜井、副斜井及回风斜井3条井筒。主斜井担负矿井的主要运输及进风、行人。副斜井担负矿井的辅助运输及进风。回风斜井担负矿井的回风任务;沿三条井筒沿煤层向下延伸完成二采区开拓巷道布置。

2、水平及采区划分

全矿井划分为4个水平四个采区,设计一水平标高为+1562m,+1800m~+1562 m标高范围为矿井一采区;二水平标高为+1500m,+1562m~+1500 m标高范围为矿井二采区;三水平标高为+1425m,+1500m~+1425 m标高范围为矿井三采区;四水平标高为+1315m,+1425m~+1280 m标高范围为矿井四采区。

3、开采顺序

采区间开采顺序为:一采区→二采区→三采区→二四采区。

4、采煤方法及采煤工艺

矿井采用走向长壁后退式采煤法,综合机械化采煤,选用MG320/710-AWD(1140)采煤机采煤,工作面运输采用SGZ764/400可弯曲刮板输送机运输。采煤工作面采用ZY3600/11/25型掩护式液压支架支护,全部垮落法管理顶板。

第三章 矿井通风概况 第一节 矿井通风

1、通风方法及通风方式

通风方式为并列式通风,通风方法为机械抽出式。采煤工作面采用U型通风方式,掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。

2、风量分配

矿井目前实际风量分配情况:主斜井进风量为2897m³/min,副斜井进风量为2198m³/min,回风斜井回风量为5180m³/min。

(1)采煤工作面风量分配

在进行通风能力核定期间,井下布置有11502采煤工作面,风量分配如下:

采面

名称

计划配风(m³/min)

实际配风(m³/min)

配风比%

回风流浓度

运输巷断面㎡

回风巷断面㎡

CO2%

11502

采面

840

1267

1:1.51

0.02

0.04

12.5

12.5

(2)掘进工作面风量分配

在进行通风能力核定期间,井下共布置有3个掘进工作面,具体风量情况如下:

巷道

名称

局扇型号

功率kw

风筒φmm

工作面计划配风m³/min

工作面实际配风m³/min

回风流浓度

备注

CO2%

二采区轨道下山

FBDNo7.1

2×30

800

585

608

0.02

0.04

二采区运输下山

FBDNo7.1

2×45

800

621

622

0.02

0.04

二采区回风下山

FBDNo7.1

2×30

800

639

647

0.02

0.04

(3)硐室风量分配

井下各硐室采用全负压通风,消防材料库、水泵房、乳化泵站、永久避难硐室均位于新鲜风流中;采区变电所和实行独立回风。因此,硐室风量分配只考虑采区变电所,采区变电所实测风量为428m³/min。

(4)其他用风巷道风量分配

煤矿井下用风巷道主要考虑风流直接进入回风系统风量,结合井下实际情况,井下主要用风巷道有井底联络巷,井底联络巷实测风量为348m³/min。

第二节 井下巷道布置情况

目前井下布置有二采区轨道下山掘进工作面、二采区运输下山掘进工作面、二采区回风下山掘进工作面,掘进工作面均为煤巷;11502采煤工作面。

井下主要硐室有永久避难硐室、消防材料库、乳化泵站、采区变电所、水泵房和其他用风巷道井底联络巷。

第三节 矿井瓦斯等级

根据毕节市地方煤矿勘测设计队2020年11月11日编制的《黔鑫煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告》,矿井绝对瓦斯涌出量8.94m³/min,矿井相对瓦斯涌出量8.50m³/t,采面最大绝对涌出量6.74m³/min,掘进工作面最大绝对涌出量0.17m³/min,瓦斯等级为高瓦斯矿井。

第四节 矿井主要通风机型号、电机功率及主要参数

煤矿配备了两台同等能力的通风机,主要通风机和备用通风机型号均为FBCDZNo25,额定功率为2×250kw,额定风压范围为800-3300Pa,额定风量范围为4800-9000m³/min。主要通风机采用电机反转实现反风,调节主要通风机变频系统控制风量,主要通风机采用双电源、双回路供电。

第五节 矿井主要通风机担负区域

回风斜井安设的主要通风机主要担负井下各掘进工作面、硐室及其他用风巷道供风。

第六节 矿井上年度产能和设计产能

黔鑫煤矿设计生产能力60万吨/年,2020年5月27日进入联合试运转,6月1日正式进行回采推进,共计生产38.4万吨。

第四章 矿井需要风量计算 第一节 矿井需要风量计算原则

矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的准备工作面需要风量,现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。

Qra≥(∑Qcfi+∑Qhfi+∑Quri+∑Qsci+∑Qrli)×kaq

式中:

Qra—矿井需要风量,m³/min;

Qcfi—第i个采煤工作面实际需要风量,m³/min;

Qhfi—第i个掘进工作面实际需要风量,m³/min;

Quri—第i个硐室实际需要风量,m³/min;

Qsci—第i个备用工作面实际需要风量,m³/min;

Qrli—第i个其他用风巷道实际需要风量,m³/min;

kaq—矿井通风需风系数,抽出式取1.15-1.20。

第二节 采煤工作面实际需要风量计算

根据相关规定,矿井采煤工作面实际需要风量,按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。

1、按气象条件计算:

Q采=60×70%×v×S×k高×k长

式中: Q采—采煤工作面需要风量,m3/min;

v—采煤工作面的风速,按照采煤工作面温度20-23℃时,选取1.5m/s;

S—采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,取10.6㎡;

k高—采煤工作面采高调整系数,11502采高1.8m,按<2.0m时,取1.0(见表2);

k长—采煤工作面长度调整系数,11502采面长度155m,按150-200m时,取1.2(见表3);

70%—有效通风断面系数;

60—单位换算产生的系数。

Q采=60×70%×v×S×k高×k长

=60×70%×1.5×10.6×1.0×1.2

=801.36m3/min

根据气象条件计算,11502采煤工作需风量为801.36m³/min,取802m³/min。

2、按照瓦斯涌出量计算:

Q采=100×q采×k采

式中:Q采—采煤工作面所需风量,m³/min;

q采—采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,11502采煤工作面取1.18m3/min;

k采—采煤工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数,11502采煤工作面去2.0计算;

100—采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。

Q采=100×q采×k采

=100×1.18×2.0

=236m3/min3、按照二氧化碳涌出量计算:

Q采=67×q采×k采

式中:Q采—采煤工作面所需风量,m3/min;

q采—采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,11502采煤工作面取0.47m3/min;

k采—采煤工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数,取2.0计算;

67—采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。

Q采=67×0.47×2.0

=94m3/min4、按工炸药量计算:

11502采煤工作面为综采工作面。

5、按工作面人员数量验算:

Q采≥4×N

式中:Q采—采煤工作面所需风量,m³/min;

N—采煤工作面同时工作的最多人数,取25人;

4—每人需风量,m3/min·人。

Q采≥4×25≥100m³/min

6、按风速进行验算:

60×0.25×S≤Q采≤60×4×S

式中:Q采—采煤工作面所需风量,m³/min;

S—采煤工作面断面,取10.6㎡;

0.25—采煤工作面允许的最小风速,m/s;

4—采煤工作面允许的最大风速,m/s。

60×0.25×10.6≤Q采≤60×4×10.6

159≤Q采≤25447、经过以上风速验算,计算方法符合要求,验算数据准确。确定11502采煤工作面需风量取大值802m³/min。

第三节 掘进工作面实际需要风量计算

根据《矿井风量计算方法》,矿井计算计算掘进工作面需要风量,应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有毒有害气体产生量以及局部通风机的实际吸入风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。

1、按照瓦斯涌出量计算

根据《煤矿安全规程》(2016年版)规定,按掘进工作面回风流中甲烷浓度不超过1%的要求计算:

Qhf=100×q掘×kb

式中:

Qhf—掘进工作面实际需风量,m³/s;

100—为0.1%的倒数;

q掘—掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量,经过核算:二采区轨道下山平均绝对瓦斯涌出量0.2036m³/min、二采区运输下山平均绝对瓦斯涌出量0.3642m³/min、二采区回风下山平均绝对瓦斯涌出量0.4032m³/min。

kb—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,通常,机掘工作面取kb=1.5~2.0。炮掘工作面取kb=1.8~2.5。取Kb=2。

二采区轨道下山掘进工作面:

Qhf=100×q掘×kb

=100×0.2036×2

=40.72m³/min

二采区运输下山掘进工作面:

Qhf=100×q掘×kb

=100×0.3642×2

=72.84m³/min

二采区回风下山掘进工作面:

Qhf=100×q掘×kb

=100×0.4032×2

=92.64m³/min2、按照二氧化碳涌出量计算

Qhf=67×qhc×khc

式中:

Qhf—掘进工作面实际需风量,m³/s;

67—采掘工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的换算系数;

Qhc—掘进工作面平均绝对二氧化碳涌出量;经过核算二采区轨道下山平均绝对二氧化碳涌出量0.154m³/min、二采区运输下山平均绝对二氧化碳涌出量0.156m³/min、二采区回风下山平均绝对二氧化碳涌出量0.156m³/min。

kb—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,各个掘进工作面不均匀的备用风量系数均取2.0。

二采区轨道下山掘进工作面:

Qhf=67×qhc×khc。

=67×0.154×2

=20.636m³/min

二采区运输下山掘进工作面:

Qhf=67×qhc×khc。

=67×0.156×2

=20.904m³/min

二采区回风下山掘进工作面:

Qhf=67×qhc×khc。

=67×0.156×2

=20.904m³/min3、按照炸药量计算

井下掘进工作面均为综掘工作面。

4、按照局部通风机实际吸入风量计算

Qhf=Qaf+60×0.25Shd

式中:

Qaf—掘进工作面同时运转的局部通风机实际吸风量,二采区轨道下山局部通风机实际吸入风量420m³/min;二采区运输下山局部通风机实际吸入风量408m³/min;二采区回风下山局部通风机实际吸入风量426m³/min;

0.25—有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷允许的最低风速;

Shd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积:二采区轨道下山为12㎡;二采区运输下山14.2㎡;二采区回风下山为14.2㎡;

二采区轨道下山掘进工作面:

Qhf=Qaf+60×0.25Shd

=420+60×0.25×12

=600m³/min

二采区运输下山掘进工作面:

Qhf=Qaf+60×0.25Shd

=408+60×0.25×14.2

=621m³/min

二采区回风下山掘进工作面:

Qhf=Qaf+60×0.25Shd

=426+60×0.25×14.2

=639m³/min5、按照工作面作业人数验算

Qhf≥4Nhf

式中:

Nhf—掘进工作面同时工作面的最大人数,综掘巷道风门内最多不超过9人;

4—每名作业人员所需风量。

因此,Qhf≥4Nhf

≥4×9

≥36m³/min6、风速验算

0.25×60×Shf≤Qhf≤4×60×Shf,二采区轨道下山巷道断面13㎡;

二采区运输下山巷道断面14㎡;

二采区回风下山巷道断面14㎡;

二采区轨道下山风速验算:

0.25×60×13≤Qhf≤4×60×13,195m³/min≤Qhf≤3120m³/min。

二采区运输下山风速验算:

0.25×60×14≤Qhf≤4×60×14,210m³/min≤Qhf≤3360m³/min。

7、综上所述,确定井下

二采区轨道下山掘进工作面风机安设位置风量应配:

Qhf=585m³/min

二采区运输下山掘进工作面风机安设位置风量应配:

Qhf=621m³/min

二采区回风下山掘进工作面风机安设位置风量应配:

Qhf=639m³/min8、井下掘进工作面风量为

∑Qhf=585+621+639=1845m³/min。

第四节 硐室所需风量的计算

煤矿井下主要硐室有井下变电所、永久避难硐室、水泵房,按照《黔鑫煤矿安全专篇》相关规定,井下硐室风量分别按照80m³/min进行分配,因此:

∑Qsc=80+80+80=240m³/min

第五节 其他巷道实际需要风量计算

黔鑫煤矿现阶段井下无溜煤系统需要单独供风,故无其他用风巷道,因此:

∑Qri=0

第六节 矿井总需要风量计算

矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的准备工作面需要风量,现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。

Qra=(∑Qcfi+∑Qhfi+∑Quri+∑Qsci+∑Qrli)×kaq

=(802+1845+240+0+0)×1.2

=3205.2m³/min。

第五章 矿井通风能力计算

第一节 计算公式

黔鑫煤矿为设计生产能力60万吨/年,根据实际生产能力在30万吨/年以上,应该按照由里向外核定法进行计算。

1、采煤工作面产量计算

Aci=330×10-4lci×hci×rci×bci×cci。

式中:Aci-第i个采煤工作面年产量,104t/a;

lci-第i个采煤工作面长度,m;

hci-第i个采煤工作面的平均采高,m;

rci-第i个采煤工作面原煤视密度,t/m³;

bci-第i个采煤工作面日推进度,m;

cci-第i个采煤工作面回采率,%;

2、掘进工作面产量

Ahi=330×10-4×Sbi×rbi×bbi。

式中:Ahi-第i个掘进工作面年产量,104t/a;

Shi-第i个掘进工作面纯煤面积,㎡;

rhi-第i个掘进工作面原煤视密度,t/m³;

bhi-第i个掘进工作面日推进度,m;

3、矿井通风能力

采煤工作面产量+掘进工作面产量。

第二节 参数选取

一、采煤工作面

11502采煤工作面长度152m,平均采高1.8m,原煤视密度1.56t/m³,日均推进4.2m,工作面回采率95%。

二、掘进工作面

1、二采区轨道下山掘进工作面的纯煤面积9㎡,原煤视密度1.56t/㎡,平均日推进度9m。

2、二采区运输下山掘进工作面的纯煤面积9㎡,原煤视密度1.56t/㎡,平均日推进度9m。

5、二采区回风下山掘进工作面的纯煤面积9㎡,原煤视密度1.56t/㎡,平均日推进度9m。

第三节 能力计算

1、采煤工作面生产能力计算

Aci=330×10-4×152×1.8×1.56×4.2×95%≈56.20万吨。

2、掘进工作面生产能力计算

二采区轨道下山年产量计算:

Ahi=330×10-4×9×1.56×9

=4.17万吨

二采区运输下山年产量计算:

Ahi=330×10-4×9×1.56×9

=4.17万吨

二采区回风下山年产量计算:

Ahi=330×10-4×9×1.56×9

=4.17万吨

3、矿井通风能力计算

Apc=56.20+4.17+4.17+4.17=68.68万吨。

第六章 矿井通风能力验证 第一节 矿井通风动力验证

根据煤矿FBCDZNo25型通风机的特性曲线对矿井通风能力进行验证。风机的额定风压800-3300Pa,实际860Pa,风机的实际运行工况点位于安全稳定、合理、可靠的范围内,目前井下11502采煤工作面,3个掘进工作面独立通风,能满足矿井正常生产所需风量。

第二节 矿井通风网络动力验证

矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述,把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统,称为通风网络。通风系统中各井巷分配的风量大小及其方向遵循一定规律。通风网络的一个最重要的动态特性就是风流稳定性。井下巷道、用风地点的风流方向稳定,风量满足要求,井巷风速满足要求。矿井总进、总回风量比较大,通风阻力不大。矿井总进风5095m³/min,总回风量为5180m³/min;根据贵州省煤田地质局实验室2020年5月14日提供的矿井通风阻力测定报告(报告编号:GMS2020MQTTZ012),矿井等积孔为3.84㎡。这说明,矿井的通风难易程度为简单,即通风网络“通过风流的能力”很强。通风网络中的通风阻力分配合理且与风量相匹配。

第三节 矿井用风地点有效风量验证

通过对井下采、掘工作面有效风量验证矿井用风量地点的供风能力,矿井总进风量5095m³/min。矿井需风量3205.2m/min,矿井各用风地点的有效风量满足安全生产的需要,巷道中的风速,温度全部符合《煤矿安全规程》(2016版)的相关规定,各用风地点的数据,验证情况详见下表。

序号

名称

地点

风量m³/min

风速m/s

温度℃

实测风量

是否满足要求

实测

是否满足要求

实测

是否满足要求

井筒

主井

/

2897

/

<8

3.40

/

/

/

采面

11502采面

802

1267

0.24-4

1.76

≤26

二采区轨道下山

585

608

0.24-4

0.75

≤26

硐室

永久避难硐室

150

0.24-4

0.25

≤26

第四节 矿井稀释瓦斯能力验证

矿井瓦斯等级鉴定结论:高瓦斯矿井,通过本次核定期间矿井瓦斯涌出资料验证,矿井通风稀释排放瓦斯的能力,井下各用地点瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》(2016版)的相关规定,矿井通风稀瓦斯能力验证情况见下表。

序号

地点

规程规定%

实测%

是否满足要求

总回风巷

<0.75

0.04

11502采面

<1

0.04

二采区规定下山

<1

0.02

二采区运输下山

<1

0.04

二采区回风下山

<1

0.04

第七章 煤矿通风能力核定结论

黔鑫煤矿是高瓦斯矿井。矿井通风系统完整,采煤工作面形成全负压通风,采、掘工作面均为独立通风系。

通过现场核查、测定,经过上述矿井需要风量的计算和矿井通风能力的验证,矿井通风机实际运行工况点处(位)于安全稳定合理的范围内,矿井通风能力与通风机性能相匹配,能够满足矿井安全生产的实际需要,各用风地点瓦斯检测结果,风速、温度等均符合《煤矿安全规程》(2016版)的有关规定,因此,确定矿井通风能力为68.68万吨/年。

第八章 建议

通过核定,矿井通风能力为68.68万吨/年,希望矿并在以后的采据过程中加强通风管理,保证矿井正常安全的生产。

1、始终保证掘进工作面的独立通风系统,完善防突风门的管理工作,增设防逆装置;

2、建议严格执行(防突细则》中两个“四位一体”的综合防突措施,抽采达标后方可采掘;

3、加强通风设施的管理、维护工作,提高矿并有效风量率,建议减小矿井的通风阻力,加强对风门、密闭墙的管理,合理优化巷道系统;

4、建议煤矿应合理组织生产,严禁一翼两个工作面同时作业,不可盲目提高矿井生产量,严禁超通风能力生产;

5、建立完善的“一通三防”管理制度,并严格按制度执行;

6、工作面放炮要严格执行”一炮三检”瓦斯检查制度和“三人连锁放炮”制度;

7、加强通风设施的管理,杜绝串联风和循环风;

8、加强对瓦斯的管理,严格执行矿井瓦斯检查制度,同时杜绝瓦斯集聚和瓦斯超限作业,增加必要的安全投入,保障安全生产顺利进行;

9、对断面达不到规程要求,转弯过急的巷道,进行整改行合规程要求,减少通风阻力;

10、做好中长期通风系统优化的规划同时提高矿井通风系统的抗灾能力;

11、在矿井通风系统发生重大变化后,必须重新对通风能力进行核定。

12、要结合矿井生产能力,合理组织采掘作业,避免出现超能力生产情况。

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