4301回采工作面通风设计
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回采工作面均压通风安全技术及应急对策孙胜1 王成2发布时间:2021-08-24T02:20:23.549Z 来源:《中国科技人才》2021年第13期作者:孙胜1 王成2[导读] 在煤矿生产过程中,回采工作面会受到自然因素的影响,造成漏风问题,亦或因废旧矿井或缝隙,致使有效风量减少。
榆林泰发祥矿业有限公司陕西榆林 719000摘要:在煤矿生产过程中,回采工作面会受到自然因素的影响,造成漏风问题,亦或因废旧矿井或缝隙,致使有效风量减少。
随之而来的,便是井下矿尘浓度超标、温度高、有害气体释放等,影响正常作业,对矿工人身安全产生不利影响。
为了保障通风安全,鉴于通风系统有着复杂性,还需采用有效的防漏风安全措施,以降低漏风影响,确保空气质量达到作业要求,促进安全生产。
在此笔者结合工作实践经验,浅议回采工作面均压通风安全技术及相关应急对策。
关键词:回采工作面;均压通风;安全技术;应急策略引言:煤炭是重要的矿产资源之一。
进行煤炭开采,规范生产、安全作业是根本。
随着煤炭企业数量增加,为确保开采工作稳健推进,应重视对回采工作面均压通风安全技术的研究,避免出现生产事故,保障井下作业人员的生命财产安全。
其中,均压通风技术有助于化解工作面漏风,避免井下火灾、有害气体释放及氧气供给不足。
一、关于均压通风安全技术的概述在煤炭企业生产过程中,确保矿井通风良好,注重对井下环境的调节,营造良好的作业环境,是确保安全生产的基石[1]。
当前,很多煤炭企业在进行采矿作业中,其选用的通风方式主要便是矿井抽出式通风。
简单理解,先在通风口安装通风机,利用机械设备将井内空气吸出、再将地面新鲜的空气吸入井内,以这样的方式促进空气流动。
因81104工作面有自身的特殊性,需要采用U形通风。
为了保证井下作业空气质量,还应遵循一定的进回风顺序,避免有害气体对作业人员身体产生危害。
在实际施工作业中,因存在着漏风风险,造成有害气体弥漫,井下氧气量不足,不仅会影响正常的开采作业,还将对井下矿工生命安全产生不利影响。
通风设计第一节工作面通风瓦斯概况1、预测工作面瓦斯涌出量(由通风区提供工作面绝对瓦斯涌出量,单位为m3/min)。
2、煤尘爆炸性(由通风区提供本煤层煤尘爆炸指数,单位%)。
3、煤层自然发火期(由通风区提供本煤层自燃发火情况,林西矿煤层自燃发火期为12个月)。
第二节储量及服务年限在本节要计算工作面的服务年限,主要是判定工作面服务年限是否超过自然发火期。
第三节通风系统1、工作面的通风系统。
描述工作面的进风和回风路线,(附本生产区域通风系统图)2、工作面风量计算(1)按气象条件计算工作面需风量:Q采 = Q基本×K采高×K采面长×K温式中 Q采——采煤工作面需要风量,m3/min;Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量,m3/min;Q基本——60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速适宜风速取 m/s K采高——回采工作面采高调整系数取K采面长——回采工作面长度调整系数取K温——回采工作面温度与对应风速调整系数取注:K采高、K采面长、K温等系数依照《开滦集团公司矿井风量计算方法》选取。
(2)按照瓦斯涌出量计算工作面需风量。
根据《煤矿安全规程》规定,按回采工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%的要求计算Q采=100×q采×K CH4/(C-C O) (m3/min)式中 Q采—回采工作面实际总需要风量,m3/min;q采—采煤工作面回风流中瓦斯的绝对平均量,瓦斯涌出量取 m3/min (通风瓦斯概况中已经提供)K CH4—采面瓦斯涌出不均衡通风系数。
取。
(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值)。
C:回风流瓦斯允许浓度。
取1C O:进风流瓦斯浓度。
取0(3)按工作面温度选择适宜的风速进行计算(见表3)Q采= 60×V采×S采(m3/min)式中 V采——采煤工作面风速,m/s;S采——采煤工作面的平均断面积,m2。
4301工作面注氮防灭火设计我矿4301采用综放工艺回采,其采空区遗煤较多、范围广、空间大,加之所采4#煤自燃倾向性等级为Ⅱ类,工作面防灭火工作十分重要。
采用注氮防灭火措施的有效覆盖率较高、适应性较好,能有效的保证工作面回采期间防灭火安全。
为了防止输氮管路和采空区泄漏氮气造成人员伤害、保证注氮防灭火效果,特编制如下设计。
一、工作面概况1、采煤工作面位置:工作面位于位于主斜井工业广场东北约1000m空地处井田西部,东翼回风北部,南部为东翼回风巷,对回采无影响,北侧为后安煤矿,开采过程中应预防后安煤矿采空区水通过塌陷裂隙导入工作面,编制好安全规程。
2、工作面有关参数走向长度:892m,煤层厚度为5.7-8.3m,平均7.26m。
平均采高:机采3m,放煤高度4m。
瓦斯等级:瓦斯。
自燃倾向性:Ⅱ类自然。
工作面倾斜长:207m。
一、注氮防灭火方案1、注氮防灭火措施的适应性和有效性分析氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。
由于氮气分子结构稳定,其化学性质相对稳定,在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应,所以它是一种良好的惰性气体,随着空气中氮气含量的增加,氧气含量必然降低。
当氧气含量低到5~10%时,可抑制煤炭的氧化自燃;氧气含量降至3%以下时,可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。
用氮气防灭火和阻止瓦斯爆炸的过程称为惰化,惰化后的火区因氧气不足而不能燃烧和爆炸。
氮气的防灭火作用,即是使采空区等有关区域惰化。
具体地说,氮气的防灭火作用和特点是:1)氮气可以充满任何形状的空间并将氧气排挤出去,从而使火区中因氧含量不足而将火源熄灭,或者使采空区中因氧含量不足而使遗煤不能氧化自燃;2)在有瓦斯和火存在的气体爆炸危险区内,注入氮气能使可燃性气体失去爆炸性;3)向采空区或火区中大量注入氮气后,可以增加采空区相对压力,致使新鲜空气难以漏入;4)氮气防灭火必须与均压和其它堵漏风措施配合应用。
否则,如果注入氮气的采空区或火区漏风严重,氮气必然随漏风流失,难以起到防灭火作用。
4301放顶煤设计资料以下资料如有不符,请改正(黑字部分为修改部分)一、工作面供电(一)、矿井供电概况1、矿井电源于副井工业场地新建有35kV变电站,一回路为铺上220KV变电站至白芦,供电距离13km;另一回路为吉庄220KV变电站至白芦,供电距离23km,导线型号均采用JL/GIA-240(在建),一路保安电源引自35KV西家寨变电站10KV母线侧。
2、井下供电①中央变电所根据矿井井下负荷分布状况及采掘机械设备配备,在主斜井井底设有一座井下中-3×95mm2 500m引自地面矿井10KV变电站不同母线央变电所。
电源采用两条MYJV22段,两回电源同时工作,互为备用,即当任一回电源停止供电时,另一回电源仍能保证井下全部设备正常运行。
井下中央变电所接线方式采用单母线分段,安装PJG-10Y型矿用隔爆型高压真空智能型配电装置13台,安装KBSG2-500/10 10/0.69kV和KBSG2-200/10 10/0.69kV矿用隔爆变压器各2台。
②采区变电所于4301工作面附近,距离中央变电所约1200m,设有采区变电所,电源采用两回MYPTJ-8.7/10kV-3×70mm2-1200m引自中央变电所10kV侧不同母线段。
高压配电装置利用已有PJG-10Y型矿用隔爆型高压真空智能型配电装置10台,采区变电所设KBSG2-T-500/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器2台、KBSG2-T-100/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器2台;主要负责综采工作面、综掘工作面、局部通风机及附近大巷电气设备供电。
(二)、工作面用电负荷设备总台数:20台 设备工作台数:19台 设备总容量:4913kW 设备工作容量:4598kW 计算有功功率:2596.1kW 计算无功功率:2804.3kVar 视在功率:3821.5kV A 自然功率因数:0.67根椐矿方使用习惯并利用矿方现有的设备,工作面供电系统、负荷统计见图F1575-261-01及表4-7-1。
4301工作面顶板管理专项安全措施及采空区管理安全技术措施山西朔州平鲁区茂华白芦煤业有限公司审批签字表名称:4301工作面顶板管理专项安全措施及采空区管理安全技术措施审批意见4301工作面顶板管理安全措施及采空区管理安全技术措施一、顶板管理的安全技术措施1.坚持按正规循环作业.2.工作面支架要完好无损,保证无跑、冒、滴、漏和卸压现象.3.支架的安全闸要完好,并时常观察,保证支架要足够的支撑力和支护强度.4.当采煤机割完顶刀时,要及时移架,并打起片帮.5.当移架到位后,要及时伸出前探梁,并保证移完支架整齐,间距一至.6.移端头时,坚持先打后撤,一梁不少于一柱的原则.7.交接班前后,要检查端头和超前支护的单体是否卸压,卸压支柱立即更换。
8.机道侧严禁行人,机头机尾清煤时要严格执行敲帮问顶制。
9.当出现切顶和架前冒顶时,要加快推进速度,架后严禁过量放煤,并做好每次切顶的记录。
10.做好矿压侧记录和周期来压预测工作。
11.严禁随意损坏和拆除矿压观测设施和支架的压力表.12.清理机头,机尾时严格执行敲帮问顶工作.二、防突冒安全技术措施1.严禁支架过度放煤,确保支架上有足够的垫层,严禁放端头近尾巷采空区侧的煤,确保两端头和采空区侧留有一定垫层,防止顶煤突然垮落推垮端头而损坏支架等.2.加强两端头支护,特别是端头,必须坚持使用,切顶支柱必须保证数量质量和强度,在近采空区侧打单体支柱,以抗水平冲力.3.保证均压通风系统的稳定 ,严格瓦斯管理和检查制度,要求瓦斯员在工作面重点把关.4.工作面的所有人员必须”三戴”齐全,并且完好.5.在工作面停风后,必须立即撤出工作面所有人员到安全地点.6.当工作面气体异常时,工作面人员必须立即撤到安全地点,在再采取可靠措施后,工作面一切正常后,作业人员方可进入工作面作业.7.所有参与生产的人员必须配戴好自救器,在发现气体涌出时或老塘垮落时,按规程避灾路线撤到安全地点.8.有异常情况必须及时汇报调度室,队长跟班干部必须负责人员撤到安全处,并严格执行本安全措施.9.区队跟班干部严把现场管理关。
4301进风、运输顺槽维护技术措施
根据我矿4#煤层的采掘规划和生产的实际需要,经我矿委会研究决定,在我矿三采区布置4301工作面,由于该工作面为旧时的房柱式开采,现需要维护开掘出一条巷道作为该工作面的进风、运输顺槽。
所以为了保证顺槽维护安全顺利地进行,特制定如下技术措施。
4301进风、运输顺槽总长327m,分两段进行维护。
第一段:0―30m,为了满足皮带的安装需求,此段巷道宽度定为4.5m,高度定为2.5m,以技术科标定中线为准。
第二段:30―327m,此段巷道以顶板白漆为巷道中线,巷宽3.2,巷高2.5m,当巷道弯曲度大,无法确定中线时,由技术科根据实际情况再做决定。
根据要求,巷道断面都为矩形,遇空巷处要及时密闭,所有巷道支护均采用锚杆+W型钢带+金属菱形网+锚索联合支护。
顶锚杆间排距为800 mm×800mm呈“四四”正方形布置;锚索间排距1600 mm×2400mm,在巷道与旧巷交叉口或局部破碎地带加密锚索间距,若锚索加密后,仍难以维护顶板时,可采用钢梁架或木支柱加强支护,两帮采用锚杆加挂金属菱形网支护,锚杆间排距1000mm×800mm呈矩形布置。
由于巷道浮煤杂物较多,长期缺乏维护,顶板破碎,所以在维护作业时,时刻注意安全。
技术科
4301进风、运输顺槽维护技术措施山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司。
4301综采工作面防灭火专项设计及安全技术措施我矿工作面生产方式采用的是综采放顶煤开采,采空区遗留煤炭较多,为采空区防止遗煤自燃埋下了重大的安全隐患。
为防止综采工作面采空区发生煤炭自燃,特制定防灭火专项设计及安全技术措施如下:一、封堵进、回风隅角1、由综采队分别在4301工作面的进、回风隅角用快速砌垒材料每隔10米构筑一道阻燃隔离墙(墙体要紧贴垮落区,墙宽以并排两个编织袋宽度为准)。
最大限度的减少向采空区漏风,降低供氧条件。
2、在综采工作面备足能够砌筑厚度为250mm墙体的材料,包括红砖、水泥和沙子;材料码放在距工作面运、回顺槽口20m处;材料必须靠帮码放整齐,不得影响正常的通风和行人。
二、均压防火1、在综放工作面主运顺槽设置调节墙,调节工作面两道进回风压差。
停采期间降低工作面风量,保持配风在600~800 m3/min。
2、保持工作面上下出口净断面达原设计断面的95%以上,保持工作面两道材料设备码放整齐;在回风侧设置引风帘,增大回风隅角的风量,稀释并排除回风隅角有害气体。
3、每两天由测风员对综放工作面进行一次全面测风,摸清本采区区域通风压能分布情况,施行区域均压。
三、加强瓦斯检测1、工作面设专职瓦检员检查瓦斯。
瓦斯检查设点为:⑴工作面风流;⑵回风隅角;⑶后部溜子上、中、下三点及距工作面回风巷10m以外回风巷。
瓦检员3~4小时检查一次,检查情况及时汇报通风调度;当瓦斯超限时,必须按《煤矿安全规程》第136条、138条、139条规定处理,并立即汇报矿调度室;瓦检员现场交接班。
2、在工作面回风顺槽距工作面10m处及回风隅角安设瓦斯自动检测报警断电仪,连续监测回风流中瓦斯浓度,报警浓度为CH4≥1.0%,断电浓度CH4≥1.5%,复电浓度为CH4<1.0%,断电范围为工作面及回风流中全部非本质安全型电气设备。
回风隅角还必须悬挂氧气、一氧化碳自动检测报警仪。
瓦斯自动检测报警断电仪、氧气、一氧化碳自动检测报警仪每七天必须校验一次,保证其正常工作。
回采工作面通风系统优化方案分析王台铺煤矿回采工作面采用改进型“U+L”通风系统后,上隅角瓦斯控制在0.6%以下,避免了瓦斯超限事故,有效地治理回采工作面上隅角的瓦斯,且能有效避免采空區通风的重大隐患,同时极大地节省了成本,符合目前煤炭市场形势严峻下成本控制需求。
标签:“U+L”;上隅角;瓦斯治理瓦斯时煤矿五大灾害之首,瓦斯灾害事故是煤矿企业中危害最大,死亡比例最高的重大事故。
回采工作面上隅角往往因顶板坚硬、机尾支架前移后顶板不能及时冒落,导致机尾处经常留有较大面积的悬顶,造成空间瓦斯积聚,当悬顶冒落或老塘冒落时,积聚区瓦斯被吹出就会造成上隅角的瓦斯超限,严重威胁工作面的安全生产。
回采工作面上隅角瓦斯治理是一个持久的课题,煤矿通风工作者均有研究。
1 矿井基本情况据2012年矿井瓦斯等级鉴定,王台铺煤矿综采工作面瓦斯绝对涌出量为3.24m3/min,矿井生产能力为210万吨/年,综采工作面年生产能力为120万吨,XV号煤层为中厚煤层,矿井采用中央并列式抽放式通风方式。
经过50多年煤炭开采,前辈通风工作人员在开展日常矿井通风工作和瓦斯防治工作中,总结出了能有效防治回采工作面上隅角瓦斯的通风系统--“两进一回”通风系统。
但山西省新“一通三防”安全质量标准化标准规定:“回采工作面采空区禁止通风”,原有“两进一回”通风系统不再适用于综采工作面。
因此,需要探索出一套既能符合新标准,又能有效治理回采工作面上隅角瓦斯的通风系统。
2 原有通风系统简介原有“两进一回”通风系统布局现状:主要进风风流由主进风顺槽到工作面后,经回风横川至回风顺槽;辅助进风经上隅角直接回至回风顺槽,可以有效地治理上隅角的瓦斯。
前辈通风工作者经过多年地探索,形成了回采工作面通风系统固定模式:采煤队组在工作面即将推过的辅助回风巷设置木垛,木垛间距为1m,木垛距煤帮的保持一定距离,当工作面推过后,其回风通道不受顶板冒落缩小通风断面;形成通风横川间距固定为80m,保障有效回风通道;定时调节主要进风和辅助进风的风量之比。
(冶金行业)矿井一采区通风系统设计Q矿=(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它)×K矿式中:ΣQ采—采煤工作面实际需要风量的总和,m3/s;ΣQ掘—掘进工作面实际需要风量的总和,m3/s;ΣQ硐—硐室实际需要风量的总和,m3/s;ΣQ其它—矿井除采煤、掘进和硐室外的其它井巷需要进行通风的风量总和,m3/s;K矿—矿井通风系数,1.20。
2、矿井采煤工作面风量计算采煤工作面应按瓦斯(或CO2)涌出量、工作面温度、同时工作的最多人数分别计算,取其中最大值,并用风速验算。
a、按瓦斯涌出量计算以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准计算需风量。
因此工作面风量计算如下:Q采=100×q采×K采通(m3/min)式中:Q采——回采工作面实际需风量,m3/min;q采——采煤工作面回风巷风流中绝对瓦斯涌出量,m3/min;K采通——采煤工作面为瓦斯涌出不均匀的风量备用系数,取1.4;则Q采=100×2.69×1.4=376.6m3/min=6.28m3/s。
b、按工作面温度计算Q采=60×V c×S c×K i式中:Q采——工作面需风量,m3/min;V c——工作面适宜风速,依据《煤矿通风能力核定办法》回采工作面温度与风速的对应关系取1.5m/s;S c——回采工作面平均有效断面,工作面取5.145m2;K i——工作面长度系数,取1.1。
Q采=60×1.5×5.145×1.1=509.355m3/min=8.49m3/sc、按工作人员数量计算Q采=4×n c式中:Q采——工作面供风量,m3/min;4——每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;n c——采煤工作面同时工作的最多人数,按交接班时24人考虑。
Q采=4×24=96m3/min=1.6m3/sd、按风速验算①验算最小风量:Q cf≥60×0.25S cbS cb=l cb×h cf×70%S cb=l cb×h cf×70%=3.8×1.47×70%=3.91Q cf≥60×0.25S cb=60×0.25×3.91=58.65②验算最大风量:Q cf≤60×4.0S csS cs=l cs×h cf×70%S cs=l cs×h cf×70%=3.2×1.47×70%=3.3Q cf≤60×4.0S cs=60×4.0×3.3=792式中:S cb——回采工作面最大控顶距有效断面,m2;l cb——回采工作面最大空顶距,取3.8m;h cf——回采工作面实际采高,取1.47m;S cs——回采工作面最小空顶距有效断面,m2;l cs——回采工作面最小空顶距,取3.2m;0.25——采煤工作面允许的最小风速,m/s;70%——有效通风断面系数;4.0——采煤工作面允许的最大风速,m/s。
关于南七掘进与 4302综采工作面、 4302高档工作面串联通风的安全技术措施根据采掘的条件,现需要将南七掘进工作面与 4302综采工作面、 4302高档工作面采用串联通风, 为了确保在串联通风期间安全无事故,特编制本措施如下:一、加强通风的管理:1、西下山总进风必须满足 4302综采工作面、 4302高档工作面的所需风量, 确保风速、瓦斯符合《煤矿安全规程》规定的要求。
2、每 5天对 4302综采工作面、 4302高档工作面及西下山进风进行风量测定一次,保证其风量满足要求。
3、保证西下山进风风量充足、稳定,每天由瓦斯员对井下通风设施进行检查一次,发现问题立即汇报,确保通风系统的可靠。
4、附:南七掘进工作面与 4302综采工作面、 4302高档工作面串联通风通风示意图。
二、加强瓦斯管理:1、加强瓦斯检查:(1 严格执行瓦斯检查制度, 按规定检查瓦斯的地点和次数, 不得出现空班假漏检现象。
(2对瓦斯涌出有异常现象时,应采取其有效的措施进行处理,同时随时检查瓦斯情况,并及时汇报。
(3对 4302综采与 4302高档工作面进风处 20米内每小时检查一次,一旦发现瓦斯浓度超过 0.5%时,立即采取如下措施, 立即向矿调度进行汇报,由矿调度下令切断 4302综采工作面、 4302高档工作面内的一切电源。
(5 瓦斯员履行好自己的职责和权利, 并加强有关“一通三防” 的监督。
2、设置监测监控必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。
(1 4302综采工作面、 4302高档工作面与掘进工作面未按规定设置安全监测装置,不准开工。
(2 掘进工作面按规定设置瓦斯传感器, 距 4302综采、 4302高档回风口 10— 15米各设置瓦斯传感器一个, 距 4302综采、 4302高档进风口 10— 15米各设置瓦斯传感器一个, 4302综采上隅角、 4302高档上隅角、 4302综采与 4302高档工作面回风距工作面小于 10米处各设置瓦斯传感器一个, 4302综采采煤机机组设置一个瓦斯传感器。
编号:AQ-JS-00857( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑回采工作面下行通风技术的应用Application of downward ventilation technology in mining face回采工作面下行通风技术的应用使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
1下行通风的提出东庞矿是1983年投产的矿井,设计年生产能力为180万t,煤层地质条件比较简单,主采煤层2号煤,结构简单,产状平缓,全区基本稳定,平均可采厚度为4.38m,倾角在11至16度之间。
矿井通风方式为两翼对角抽出式,南、北风井各安设两台通风机。
设计采区通风系统为轨道上山进风,皮带上山回风。
属低沼气矿井。
矿井投产时南北两翼各移交了一个采区,且每个采区移交了一个高档普采工作面,即南翼的2101工作面和北翼的2202工作面。
由于2202工作面的岩石集中皮带运输巷与采区皮带上山平交(见图1),如果采用上行通风,就需要在2202工作面的岩石集中皮带运输巷设置风门,这不仅使风门的维护很困难,而且该面的通风系统也不可靠,如果要保证通风系统的稳定可靠,就需重开皮带巷,做小井当溜煤眼,这不仅增加工程投入,而且会拖延矿井投产日期,如果采用下行通风,上述问题就迎刃而解,经过反复比较,我们将2202工作面的通风实行了下行通风,结果不仅使工作面按期投产,而且在没有增加工程投入的情况下,保证了工作面通风系统的稳定可靠。
2下行通风技术的推广在北翼2202高档普采工作面实行下行通风获得成功后,84年东庞矿又有一个综采工作面即2108工作面完成了掘进工程,进入了工作面支架等大型设备的安装阶段,而在这之前必须使该工作面形成通风系统。
通风系统第一节通风系统2-100工作面通风系统采用一进一回,即正巷进风,副巷回风。
进风路线:+80东翼皮带运输大巷-2-1001巷-2-100工作面回风路线:2-1002巷-2-100联巷-+80东翼回风大巷-回风立井第二节风量、风速计算1、按气象条件确定需要风量,其计算公式为:Q M=Q基本*K采高*K采面长xK温式中:Q采----采煤工作面需要风量,m3/minQ基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量,m3/minQ基本=工作面最大控顶距x工作面实际采高乂 70%x适宜风速(不小于1m/s ), m3/sK采高——工作面采高调整系数,取1.5K采面长——工作面长度调整系数,取1.0K温——工作面温度调整系数,取1.0Q 基本=5.54x4.2x70%x1.0=16.29 ( m3/s )Q 采=16.29x1.5x1.3x1.0x60=1906 ( m3/min )2、按照瓦斯(或CO2)涌出量计算Q 采=100x q 采xK CH4式中:Q采——工作面实际需要风量,m3/min ,q采——工作面回风巷风流中瓦斯(或CO2)的平均绝对涌出量,m3/min , 取4.92m3/min (根据《一采区瓦斯基础参数测定及涌出量预测报告》bK CH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数,取1.5Q 采=100x4.92x1.5=738(m3/min)3、按工作面温度选择适宜的风速进行计算:Q 采二60xV 采xS 采m3/min式中:V采——采煤工作面风速,m/s,取1.0m/sS采——采煤工作面的平均断面积,m2S =( V大+ V小)*H _ (5.54 + 4.74)义4.2 =2159m2采 ------------------ 2------- 2 2Q 采=60x1.0x21.59=1295(m3/min)4、按工作面同时作业人数计算:每人供风《4m3/min , Q 采>4N , m3/min式中:N——工作面同时作业最多人数,取93人(交接班时卜Q 采=4N=4x93 = 372 ( m3/min )由上述四个计算结果确定2-101综采工作面配风量应不小于1779m3/min。
一、回采工作面实际需要风量(1)按CH4涌出量计算Q采=100qk式中:Q采——回采工作面实际需要风量,m³/min;q——回采工作面的CH4绝对涌出量,4.20m³/min;K——回采工作面通风系数,取1.5。
则:Q采=100×4.20×1.5=630m³/min(2)按回采工作面气温与风速的关系计算Q采=60×Q基本×K采高×K采面长×K温=60×15.12×1.2×1.1×1=1198m ³/min式中:Q采——工作面风量,m³/min;Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量,m³/min,其值为:Q基本=工作面最大控顶距×工作面实际采高×70%(工作面有效断面)×适宜风速=6×3.6×70%×1.0=15.12m³/minK采高——采煤工作面采高调整系数,放顶煤工作面取1.2;K采煤面——采煤工作面长度调整系数,取1.1;K温——采煤工作面温度调整系数,取1.0.(3)按人数计算Q采=4N式中:N——回采工作面同时工作的最多人数,N=40人。
Q采=160m³/min取上述计算的最大值Q采=1198m³/min根据安全专篇设计要求回采工作面需配风量1500m³/min。
二、掘进工作面实际需要风量计算(1)按绝对CH4涌出量计算Q掘=100qk式中:Q掘——掘进工作面实际需要风量,m³/min;q——掘进工作面的绝对CH4涌出量,0.43m³/min;K——掘进工作面通风系数,取2。
则:Q掘=100×0.43×2=86m³/min,每个掘进工作面为43m³/min。
(2)按人数计算:Q掘=4N式中:N——掘进工作面同时工作的最多人数,N=40人。
白芦煤业有限公司4301回采工作面通风设计山西朔州平鲁区茂华白芦煤业通风科审批签字表编制单位编制审核职能科室安监科机电科通风科调度室生产技术科矿领导机电副总安全副总采掘副总技术副总机电副矿长安全副矿长生产副矿长总工程师一、采煤工作面需要风量计算每个采煤工作面需要风量,应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算,然后取Q采1~Q采5的最大值作为该采煤工作面需要风量。
表1 K采高—回采工作面采高调整系数表采高(m) <2. 0 2.0~2.5 2.5~5.0及放顶煤调整系数(K长) 1.0 1.1 1.5表2 K采面长——采煤工作面长度调整系数表采煤工作面长度(m) 100~150 150~200 200~250调整系数(K长) 1.0 1.1 1.2表3 K温——采煤工作面温度与对应风速调整系数采煤工作面空气温度(℃)采煤工作面风速配风调整系数K温<18 18~20 20~23 23~26 26~28 28~30 0.3~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.81.8~2.52.5~3.00.901.001.00~1.101.10~1.251.25~1.41.4~1.61、按瓦斯涌出量计算以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%,且应低于最高风速4m/s。
a、根据采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%为标准计算:Q采=100·q回·K采通式中:Q采——采煤工作面需风量q回——采煤工作面回风流绝对瓦斯涌出量,m3/minK采通——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数,取1.60;则Q采=100×0.41×1.60=65.6m3/min2、按CO2涌出量计算根据采煤工作面回风巷二氧化碳浓度不超过1.5%为标准计算:Q采=66.7·q碳回·K采通式中:q碳回——采煤工作面回风流绝对二氧化碳涌出量,m3/min;K采通——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的风量备用系数,取1.60;则Q采=66.7×2.31×1.60=247 m 3/min3、按采煤工作面同时作业人数计算需要风量:每人供风量≮4m3/minQ采1=4N=4×50= 200(m3/min)式中:N——工作面最多人数;4、按气象条件计算Q采=Q基本·K采高·K采面长·K温(m3/min)式中:Q采——采煤工作面实际需要的风量,m3/min;Q基本——不同采煤方法工作面所需的基本风量,m3/min;Q基本=60×工作面控顶距×工作面实际采高×70%·适宜风速(m3/min)=60×6.0×3.0×70%×1.0=756(m3/min)K采高——回采工作面采高调整系数1.5。
K采面长——回采工作面长度调整系数1.2。
K温——回采工作面温度与对应风速调整系数1.0。
Q采=756×1.5×1.2×1.0=1361m3/min5、按风速验算根据《煤矿安全规程》规定,回采工作面最低风速为0.25m2/s,最高风速为4m2/s的要求进行验算。
即:按最低风速验算,采煤工作面的最低风速Q采Q采≥15S采=15×14.6=219(m3/min)按最高风速验算,采煤工作面的最高风量Q采Q采≤240S采=240×14.6=3504(m3/min)经验算,Q采=1361m3/min,满足风速要求。
经过以上计算和验算4301工作面风量取值为1361m3/min。
6、通风设施及路线新鲜风流→主斜井→井底车场→运输上山→运输大巷→4301运输顺槽→4301工作面→4301回风顺槽→总回风巷→回风斜井→地面新鲜风流→副斜井→井底车场→集中轨道大巷→东轨汇风→4301运输顺槽→4301工作面→4301回风顺槽→总回风巷→回风斜井→地面7、通风系统图二、黄泥灌浆系统根据茂华白芦煤矿自燃发火的实际情况,4301工作面采用埋管灌浆、洒浆结合的采后灌浆方法。
1、黄泥灌浆管路布置地面灌浆站→主斜井→主斜井机尾联络巷→轨道上山→回风上山→回风大巷→集中回风上山→东翼回风大巷→4301回采工作面回风顺槽→工作面2、灌浆时机灌浆防灭火系统主要用于以下情况,直至工作面恢复正常回采、自然发火征兆消失并持续稳定在3天以后停止灌浆。
⑴工作面初采距开切眼30m,撤架期间距停采线30m时,启动灌浆防灭火措施,以防止开切眼和停采线自燃。
⑵工作面无法正常推进时或日推进度小于合理推进度时:⑶回采工作面回采结束永久封闭后;⑷出现自然发火隐患,检测到自然发火的标志气体且呈持续上升趋势时。
3、灌浆管理⑴灌浆区温度检测派专人定期检测灌浆灭火区、灌浆防火工作面及其采空区的气温、煤温和出水温度。
⑵灌浆区气体检测利用火灾束管监测系统和地面气体分析实验室定期对灌浆防火区域进行气体成分的监测。
气体分析成分主要有:氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯。
采集气体的地点为:4301回采工作面的采空区束管监测点、回风巷、上隅角;通向火区的密闭墙内侧或钻孔内;其他需要的地点。
采集气体的时间为:灌浆防火期间每天取一次样;回采工作面或其他地点在发火期间(未封闭的情况下)每班取一次样;灭火封闭区域内每班取一次样。
4、灌浆安全技术措施⑴注浆前的操作:将注浆泵电源和吸浆排浆管接通后,变速箱先置于空档,启动电机运转正常后,打开高压管路上的卸压阀,对各档位进行吸清水实验,检查泵的运转和吸、排浆管路的通畅程度等情况,发现异常及时处理(如果压力表有明显的压力显示,表明高压胶管内有杂物堵塞,必须处理,只有一切正常后方可注浆)。
⑵每次注浆前,必须检查安全阀的灵敏度,并调整到规定注浆终压(可大0.1~0.2MPa)位置。
⑶压力表和安全阀必须安装在排浆管路上,严禁吸水泥浆,避免水泥堵塞而损坏压力表造成安全阀失灵。
⑷安装高压管路和泵头各部件时,各丝扣的连接必须拧紧。
注浆过程中必须有专人观察井壁情况,发现异常马上停止注浆。
⑸注浆初期,若表压骤升,这并非注浆已达终压,而是注浆孔堵塞,此时立即停注,重新扩孔再继续注浆。
若注浆孔吸浆量突然增大,表压迅速下降,这表明可能在某处管壁开裂跑浆,立即检查,并作堵缝处理。
⑹泵正常运转注浆中,禁止现场人员在注浆孔附近停留,防止封水管受高压跑出或阀门破裂时伤人。
注浆过程中,注浆人员的身体要避开注浆管的正面;开关放浆阀门时要在侧面操作,防止喷漏浆伤人;严防注浆管弹出伤人。
⑺注浆过程中如果要处理注浆泵及注浆管路时,必须先停机,打开卸压阀并确定卸压后,再打开管路进行处理。
⑻注浆过程中必须及时处理跑浆;严禁将注浆管口对准其它作业人员。
⑼操作注浆泵司机与把注浆泵人员要密切配合,其注浆给压、停泵、开泵要听从把注浆孔人员的口令。
⑽每班班长要认真填写原始记录,每班结束后向通风科汇报当班注浆情况并移交原始记录。
⑾严格控制灌浆比例和灌浆量。
灌浆材料应满足相关规定的要求,严格控制浆液泥水比,并控制灌浆量不使过大。
⑿每班注浆结束后,必须把整个管路、泵及浆桶冲洗干净,然后检查吸、排浆阀。
⒀注浆过程中,如果出现设备异常响声,压力极不稳定,要立即停机查明原因并进行处理。
如果突发事件危机安全时,立即停机后撤离工作面。
⒁下放、提升机械设备时,必须栓牢调稳,并检查钢丝绳、绳卡(扣)与各连接处,且通知绞车司机慢提慢放。
⒂灌浆泥浆土水比1:3。
⒃随着采面推进应及时拉出埋管,拉管时必须将绳套子牢固地固定在埋管的拉头上,要求各根绳子的长短一致、受力均匀。
待所有工作人员撤到绞车以外的安全地带后,再开动绞车向外拉管。
⒄注浆时,泥浆要均匀,注浆泵运转应正常,遇裂缝跑浆时要及时堵塞。
注浆泵距注浆地点较远,应设直通电话。
⒅停止注浆前,必须先通知地面制浆站停止送浆,要延续15~20分钟闭浆,将管内存浆全部注入钻孔内。
先关闭注浆孔阀,然后立即向孔内压清水冲洗,冲洗时间一般不少于20分钟(先小水后大水),冲孔后将各处管路、阀门等处理好。
三、注氮系统1、注氮管路布置制氮硐室→轨回联巷→运输上山→运输大巷→运输上山→4301回采工作面运输顺槽→工作面2、注氮方式4301工作面在正常回采期间选择采用开放式注氮方式,工作面回采完毕或火区封闭后采取封闭式注氮方式。
根据回采期间具体情况选择连续性注氮或间断性注氮。
3、注氮安全技术措施⑴注氮的氮气浓度不得低于97%,低于97%立即停止注氮。
⑵在采空区进行注氮防火或在火区进行注氮灭火时,必须编制相应安全技术措施,并经矿总工程师审批后,方可实施。
每班的氮气注入量不得随意调整;需要调整时由通风科根据推进度、配风量等因素进行计算,经矿总工程师同意后进行调整。
⑶制氮设备的管理人员和操作人员,必须经培训,考试合格,并取得结业证和上岗证后,方可上岗。
⑷输氮管路系统必须固定专人进行检查与维修,保持管路、阀门良好,不发生漏气。
注氮巷内的输氮管路的严密性必须每天检查一次,主输氮管路必须每五天检查一次。
⑸注氮时撤出所有闲杂人员,每班技术员现场跟班,技术指导。
⑹注氮时必须有专用记录本和台帐,记录开关机时间、注氮量、压力、开关司机等,以便对注氮情况进行分析。
⑺注氮管第一次向采空区注氮,或停止注氮后再次注氮时,应利用工作面附近的三通阀门,先排出管内气体,避免将空气注入采空区中去。
⑻注氮管路的铺设:管路的铺设应尽量减少拐弯,要求平、直、稳,接头不漏气。
每节钢管的支点不少于两点,每节软管的吊挂不少于4点,不允许在管路上堆放他物。
低洼处可设置放水阀;输氮的管路在分岔处应设置三通和截止阀及压力表;输氮管应进行防锈处理。
定期对输氮管进行试压检漏。
⑼注意检查工作面及回风巷道风流中瓦斯涌出情况,若发现采空区大量涌出瓦斯,风流中瓦斯超限时,可适当降低注氮强度。
⑽每次注氮必须有三人检查管路漏气现象,处理漏气管路时,要有3人以上。
⑾使用注氮防灭火系统前,必须建立完善的束管监测系统和矿井安全监测系统,并保证其连续正常工作。
并设置专职瓦检员,加强工作面与进回风顺槽的氧气监测,发现氧气浓度低于18%时立即停止工作,撤出人员,减少注氮量,待风流中氧气浓度大于18%时,方能恢复工作。
⑿注氮期间,通风科派专人检查注氮灭火区及工作面气体、气温、煤温、出水温度、钻孔气体等情况,并按规定进行采气样化验。
分析注氮防灭火效果,包括注氮前、后的采空区的三带变化情况、注氮量、注氮扩散半径、注氮口移动步距等,定期提出分析报告。
⒀注氮期间加强采面的防尘管理工作,工作面采煤机、运输机、运输顺槽、轨道顺槽各种防尘、降尘设施完好,不得拆除损坏。
⒁加强通风管理:确保工作区域空气满足要求,正常情况下氧气浓度不得低于18%,二氧化碳浓度不得超过0.5%,其它气体须符合规程规定。