010611回顺掘进工作面“一通三防”及安全监测监控系统设计 - 副本

神华宁煤集团石沟驿煤业分公司 010611回顺掘进工作面“一通三防” 及安全监测监控系统设计

编制单位：通风队 * * *** * 编制日期：2016年8月8日 010611回顺掘进工作面“一通三防” 及安全监测监控系统设计

编 制 人： 王 飞 2016年08月08日 通风队长： 2016年 月 日 通风副总： 2016年 月 日 总工程师： 2016年 月 日 010611回顺掘进工作面“一通三防” 及安全监测监控系统设计

根据公司2016年采掘接续计划，010611回顺掘进工作面（下称掘进工作面）计划于8月中旬开掘，回顺掘进工作面设计长度为1400m。此掘进局部通风线路最长通风距离为1500m。010611回顺设计断面形状为三心拱形，正常掘进尺寸为净宽4m、净高3m、净断面10.8m2，最大掘进断面积为13m2。010611回顺围岩类别为半煤岩，施工工艺为综合机械化掘进。 为确保掘进工作面开掘时局部通风机选型合理，掘进工作面风量风速满足生产要求，矿井通风系统稳定，安全监测监控系统完善，防尘设施安装到位，按照《煤矿安全规程》、《神华宁夏煤业集团矿井风量计算细则》和《神华宁煤石沟驿煤业分公司“一通三防”管理办法》等有关规定，将010611回顺掘进工作面“一通三防”及安全监测监控系统设计如下。

第一章 通风系统设计 一、通风方法确定 《煤炭生产技术与装备政策导向（2014版）》中规定，掘进工作面抽出式通风为限制类技术，只限于无瓦斯涌出、粉尘量大的岩巷掘进工作面使用，010611回顺掘进工作面有瓦斯涌出、且为半煤岩巷，所以确定工作面通风方法为：局部通风机压入式通风。 二、通风路线确定 1、新鲜风流：副斜井→暗副斜井→+874车场→+874车场北翼绕道→010611回顺掘进局部通风机 2、污浊风流：010611回顺掘进工作面 010611回顺 +874北翼措施巷 010607运顺上仓斜巷 +874回风联络巷 总回风 地面 三、掘进工作面风量计算 （1）按照瓦斯涌出量计算需要风量： Q 掘＝100（67）×q 掘×K掘 ＝ 100×0.17×1=13m3/min 式中: Q 掘---掘进工作面需要风量，m3/min； q 掘---掘进工作面回风流中瓦斯的平均绝对涌出量， q 掘=0.17m3/min； K掘---掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数。正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，K掘=1； 100---按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数； （2）按照二氧化碳涌出量计算需要风量： Q 掘＝67×q 掘×K掘 ＝ 67×0.25×1.04=13.24m3/min 式中: Q 掘---掘进工作面需要风量，m3/min； q 掘---掘进工作面回风流中二氧化碳的平均绝对涌出量， q 掘=0.25m3/min； K掘---掘进工作面瓦斯二氧化碳涌出不均衡系数。正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值，取K掘=1.04； 67---按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。 （3）按人数计算掘进工作面需要的风量，每人供风量≮4 m3/min。 Q掘=4×N=4×20=80m3/min 式中: N—掘进工作面同时工作的最多人数，N=20人。 （4）按局扇通风机实际吸风量计算局扇安装地点需要风量： Q扇i＝Q扇×Ii＋60×V安i×S安i ， m3/min =400+60×0.15×14=526m3/min 式中： Q扇－局部通风机的实际吸风量 m3/min。 Ii－掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 V安i－局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，m/s。安装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以外，还应保证局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，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。局部通风机安装在无瓦斯涌出的岩巷风速取≧0.15m/s，局部通风机安装在煤巷和半煤岩巷及有瓦斯涌出的岩巷风速取≧0.25m/s。 S安i－局扇吸入口至局扇供风井巷回风口之间的巷道最大断面m2 （5）按风速进行验算: 010611回顺为有瓦斯涌出的半煤岩巷，其掘进工作面最低风量： Q 掘 ≥ 15×S 掘 =15×13=195m3/min 最高风量： Q 掘≤ 240×S掘=240×15=3600m3/min 式中： S 掘---掘进工作面的最大净断面积，m2。 根据上述计算可确定010611回顺掘进工作面需风量为195m3/min。 为现场作业人员提供良好的作业环境，在满足矿井总进风量的情况下，对010611回顺综掘工作面配风量为240 m3/min，配风风速为0.3m/s。 三、局部通风机选型 1、通风阻力计算： 由于该通风系统为非负压通风，通风阻力为巷道通风阻力与风筒通风阻力之和。 （1）010611回顺巷道通风阻力计算： R运顺=（α×L×P/S3）×K =（0.00588×1500×13/10.83）×1.2 = 1.274 R运顺－运顺的风阻，N×s2÷m8； α－摩擦阻力系数 0.00588 L－巷道长度 1500m P－巷道周长 13m S－巷道的净断面 10.8 m2 K－风压系数，包括局部阻力等因素，取1.2。 （2）风筒通风阻力计算 ①局部通风机最大供风距离计算： L=l绕道+L运顺

=50+1500=1550m

②风筒风阻计算 风筒接头的采用反压边接法。风筒的风阻包括摩擦风阻与接头、拐弯等局部阻力。 a.沿程摩檫风阻计算 R摩=6.5×1550/100=159.25 式中 R摩－风筒的沿程摩擦风阻，N×s2÷m8； 6.5－风筒的百m风阻； L－风筒全长，取2450m； b.接头局部风阻计算 R接=n×ξ×γ/（2×g×S2 ） = 154×0.09×1.2/（2×9.8×0.52） = 5.378 N×s2÷m8 R接－风筒接头风阻，N×s2÷m8； ξ－与其相对应的局部阻力系数， 取0.09 Kg.S2/m4 ； n－接头个数，取154； γ－空气相对密度，取1.2kg/m3； S－风筒断面，取0.5m2； g－重力加速度，9.8m/s2； c.弯头局部风阻计算 R弯=n×ξ×γ/（2×g×S2） =4×1.25×1.2/（2×9.8×0.52） =1.22 N×s2÷m8 R弯－风筒弯头风阻 N×s2÷m8 ξ－与其相对应的弯头局部阻力系数， 取1.25 Kg·S2/m4 ； n－弯头个数 4个； γ－空气相对密度 1.2kg/m3 S－风筒断面 0.5m2 g－重力加速度 9.8m/s2 d.出口风阻计算 R出＝0.818×γ/g×D4 ＝0.818×1.2/9.8×0.8 ＝0.125 Kg·S2/m4 R出－出口风阻 N.S2/m8 γ－空气相对密度 1.2 kg/m3 g－重力加速度 9.8m/s2 D－风筒直径 0.8m e.风筒总风阻为： R总风筒＝R摩＋R接＋R弯+R出 ＝159.25＋5.378＋1.22＋0.125 ＝165.973N·S2/m8 ③通风总风阻为： R总＝ R巷道＋R总风筒

＝1.274＋165.973

＝167.247 N.S2/m8 2、局部通风机的实际吸风量计算 Q局=1.4×Q掘=1.4×240=336m3/min 式中 Q掘—掘进工作面需风量，240/min； 1.4—风筒最大漏风率60％。 3、压入式局扇的工作风压计算 H局扇全压＝R总×Q局2 ＝167.247×(336/60)2 ＝3889.2Pa 4、局扇选择 根据计算所得的局扇实际吸风量及工作风压，该掘进工作面选用型号为FBDNo6.3、功率为2×30kw的防爆型轴流式对旋局部通风机，其全压范围是610pa～6500pa，风量范围是350m3/min～650 m3/min，与φ800mm胶质风筒配套使用，能够满足工作面风量需求。 四、局部通风机的安装 1、局部通风机安装地点 根据矿井采掘工作面位置关系、巷道布置情况以及矿井风量分配情况，为满足010611回顺工作面供风需求，保证通风系统合理、可靠、稳定，决定将局部通风机安装在+874北翼车场绕道，局部通风机主机距+874北翼措施巷巷口30m，备机距+874北翼措施巷巷口20m，主备机之间相距10m。 2、根据上述局部通风机选型结果，在掘进工作面开掘前，准备两台型号为FBD№6.3、功率为2×30kw的局部通风机，一台型号为QBZ2－4×120的双风机双电源自动切换装置，风筒三通整流器，100m直径为800mm的风筒及其他配套设施设备。 3、在掘进工作面开掘前，将准备好的局部通风机及其配套设备安设在设计安装地点，沿+874北翼车场绕道左帮挂设风筒至010611回顺掘进工作面开口处为010611回顺掘进供风。