1、 荥经县红康煤业有限责任公司矿井通风设计与安全技术措施二一三年五月1矿井通风设计与安全技术措施1 矿井通风系统的选择1.1 通风设计的基本依据矿区含煤地层为三叠系上统须家河组（T3xj）。煤层赋存于须家河组第一、二段；含煤地层总厚大于 320m，平均含煤厚 2.41m，含煤系数为 1.24。煤 层厚薄不一，但均为基本可采和可采，详见含煤地层综合柱状图。煤的成因类型属印支造山成陆初期，陆缘山前湖滨沼泽相沉积。其沉积物由含煤陆缘碎屑砂岩、泥岩、砂质泥岩不等厚沉积韵律组合构成。煤的形成与沼泽环境有关，煤层厚薄变化受控于沼泽盆地的基底状况。据我矿 地质报告，各煤层 CH4 含量均很低，大部分在 1mL
2、g 以下，自然瓦斯成分中以 N2 为主，平均值在 70%以上，根据瓦斯含量分带属于瓦斯风化带，根据瓦斯成分分带属于 CO2N2 带。（一）瓦斯根据雅市安监2012602 号文件批复的雅安市 2012 年度瓦斯等级鉴定结果， 矿井相对瓦斯涌出量因技改矿井未定型，相对二氧化碳涌出量技改矿井未定型；绝对瓦斯涌出量为 1.057m3/min，绝对二氧化碳涌出量为 0.67m3/min；根据雅安市安全生 产监 督管理局文件“ 关于 2008年度瓦斯等级鉴定结果的批复”（雅市安监2008340 号），矿井绝对瓦斯涌出量 0.664m3/min，相对瓦斯涌出量 7.65m3/t，为低瓦斯矿井。追述 2008
3、 年瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井。（二）煤尘爆炸危险性根据 2013 年 5 月 14 日，四川省煤炭产品质量监督检验站检测报2告，本矿开采的各煤层煤层的检测报告，本矿开采的各煤层均无爆炸危险性。据了解，邻近矿井开采的同类煤层也多无爆炸危险性。（三）煤的自燃倾向性根据 2013 年 5 月 14 日，四川省煤炭产品质量监督检验站检测报告，本矿开采的各煤层自燃倾向性等级为类，属不易自燃煤层。据了解，本矿和 邻近矿井历年开采也未发生过煤层自燃现象。区内属地温正常区，井下开采未发现地温异常。属地温正常区。选择通风系统主要考虑矿井开采技术条件和开拓开采设计，同时尽可能地减少井巷工程量和通风运营费，设备
4、运输及维修费等经济问题。1.2 矿井通风系统要符合下列要求：每一个生产矿井必须至少有两个能行人的通达地面的安全出口，各个出口之间的距离不得少于 30m。进风井口必须布置在不受粉尘、灰尘、有害和高温气体浸入的地方。箕斗提升或装有皮带运输机的井筒不应兼作回风井。如果兼作回风井使用时，必须遵循下列规定：箕斗提升兼作回风井时，井上下装卸井塔都必须有完善的封闭措施，其漏风率不超过 15，并应有可靠的降陈措施，但装有皮带输送机的井筒不得兼作回风井。箕斗提升井或装有皮带运输机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过 6m/s；装有皮带运输机的井筒的风速不得超过34m/s，并都有可靠的防尘措施，保 证
5、粉尘浓度符合工 业卫生标准。皮带运输机的井筒中还应有装有专用的消防管路。所有矿井都必须采用机械通风，主要扇风机必须安装在地面。同一井口不宜选用几台主扇并联运转，主扇要用符合要求的防爆门。每个矿井必须有完整的独立的通风系统。采用多台分区主山通风时，总进风道的断面不宜过小。回采工作面的掘进工作面都应采用独立通风。井下火药库，井下充电峒室必须有单独的进风风流。1.3 矿井通风系统的确定设计开采独连、三连和双龙煤层，煤的物理性质总体相似，颜色以黑色为主，条痕多呈褐黑色，具弱玻璃光泽或玻璃光泽，条带状结构，层状构造。断口为阶梯状或参差状，局部可见贝壳状断口，内外裂隙均较发育，裂隙面常被脉状方解石及星点状
6、、薄膜状黄铁矿充填，局部见黄铁矿结核。区内各可采煤层顶板主要为砂质泥岩和细砂岩，底板为砂岩。为中等稳定，易管理顶、底板。矿开采的各煤层距地表 10300 m，一般大于 200 m，其间有数层细砂岩、岩屑长石石英砂岩、粉砂岩，抗 压强 度高，属良好工程地质岩体。故矿山开采不会影响地面斜坡稳定，诱发地裂缝、塌陷、滑坡泥石流等地质灾害可能性较小。根据四川安科院对我矿所做的水患调查报告结论矿井水文地质条件简单。4矿井采用分列式通风方式、抽出式通风方法通风。采用主+998m平硐井进风， +1011m 回风斜井回风， “一进一回 ”通风系统，安装两台FBCDZ-6-13() 型矿 用防爆轴流式通风机，配套
7、电机功率 230KW。局部通风采用 FBD5.0/25.5kw局部通风机压入式通风，首带区 1 个对拉工作面采用“W”型通风方式，2 个掘进工作面均采用局部通风机作压入式通风。井下设置了完整的通风构筑物，通风系统符合设计规定要求。2 风量机算及风量分配确定矿井总风量：Qkj=（Qcj+Qjj+Qdj+Qgj）Kkj式中:Qkj矿井总进风量，m/min；Qcj 采煤工作面实际需风量总和，m/min；Qjj掘 进工作面实际 需要风量总和， m/min；Qdj独立通风的硐室实际 需要风量总和，m/min ；Qgj矿井中除采煤、掘进和硐室以外其它井巷需在通风量总和,m 3/min；Kkj矿井中通风系数
8、， （包括矿井内部漏风 和配风不均等因素）宜取 1.151.25；2. 1 采煤工作面实际需风量按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：根据煤矿安全规程规定，按采煤工作面回风流中瓦斯（或二氧化5碳）的浓度1.0%的要求，按下式计算其中：Q 采采煤工作面需风量，m3/minq 采回采工作面瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/min；可根据采煤工作面的煤 层埋藏条件、地 质条件、开采方法、 顶板管理、瓦斯含量、瓦斯来源等因素进行计算。抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算。生产矿井可按条件相似的工作面推算KCH4采面瓦斯涌出不均衡通 风系数，即 该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。
9、正常生产条件下，连续观测 1 个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日瓦斯绝对涌出量的比值，取最大值。没有观测数据时，机采工作面取 1.21.6，炮采面取 1.42.0Q 采=100q 采KCH4=100（2400.4%）2.0=196m3/min=3.2s按回采工作面同时工作最多人数计算Q 采=4N式中：N回采工作面同时工作最多人数，22 人Q 采=422=88 m3min=1.5 m3s按工作面气象条件计算Q 采=Q 基本K 采高K 采面长K 温其中 Q 采采煤工作面需风量，m3/min6Q 基本不同采煤方式工作面所需的基本风量， m3/minQ 基本=60工作控顶距工作面实际采高70%适宜风
10、速（不小于 1.0m/s）K 采高回采工作面采高调整系数（见表 1）K 采面长回采工作面长度调整系数（见表 2）K 温回采工作面温度与对应风速调整系数（见表 3）表 1 回采工作面采高调整系数采高 m 200系数 K 采高长 1.0 1.01.3 1.31.5表 3 回采工作面温度与对应风速调整系数回采工作空气温度 回采工作面风速 m/s 系数 K 温20 1.0 1.002023 1.01.5 1.001.102326 1.51.8 1.101.252628 1.82.5 1.251.402830 2.53.0 1.401.60Q 采=Q 基本K 采高K 采面长K 温=603.81.270%
11、1.31.01.01.0=248.97 m3/min=4.14 m3 s矿井为对拉工作面，即 4.14 m3s2=8.28按炸 药量计算7Q 采=25A其中 Q 采采煤工作面需风量，m3/minA一次爆破炸药最大用量，kgQ 采=254.5=112.5 m3/min=1.87m3s风速 验算根据煤矿安全规程允许工作面最大最小风速按下式验算：按风速进行验算 600.25SQ 采604.0S其中 Q 采采煤工作面需风量，m3/min，S工作面平均断面积，m2600.253.36Q 采604.04.5650.04Q 采1094.4上述计算，回采工作面需要风量取 4.14 m3s，符合规程要求。矿井一
12、个对拉工作面均为独立通风 4.14 m3s2=8.28m3s2.2 掘进工作面所需风量按一次爆炸适宜最多火药量计算Q 掘=25Ac式中：25每公斤火药爆炸后需要通风量，m3kgAc一次爆破的最多火药量按 5kgQ 掘=255=125 m3min=2.1 m3s8按掘 进工作面同时工作最多人数计算Q 掘=4N式中：N掘进工作面同时工作最多人数，按 9 人Q 掘=49=36m3min=0.6 m3 s按局部通风机吸入风量计算岩巷掘进：Q 掘=Q 扇 I+600.15S煤巷掘进；Q 掘=Q 扇 I+600.25S式中：Q 扇掘进工作面局部通风机的实际吸风量， m3s；FBD-55.52 型局部通 风
13、机吸 风量取 150 m3 minS吸风口断面，m2I掘进工作面同时通风的局部通风机台数，1 台煤层为薄煤层，掘进为半煤岩掘进，掘进断面为 6.3m3则：Q=1501+600.256.3=244.5 m3min=4.0m3s以上计算，取掘进工作面分量 4.0 m3s，矿井三个掘进工作面均为独立通风 4.0 m3s3=12m3s2.3 硐室实际需风量1、中央变电所风量井下需要独立通风的硐室有中央变电所，配风 2 m3s。2、水泵房风量井下需要独立通风的硐室有水泵房所，配风 2 m3s 92.4 风速验算：表 6-2-1 各巷道风速、断面、风量一览表如下：巷道名称 风量 min3断面 2风速 sm
14、允许风速 sm+998m 平硐 1608 9.1 2.49 8+1000m 北运输大巷 1150 9.1 2.1 8东排水巷 288 5.1 0.94 81121 运输巷 480 5.1 4.5 61121 采煤工作面南面 240 3.36 1.19 41121 采煤工作面北面 240 3.36 1.19 4+1000m 北运输岩巷掘进 240 9.1 3.05 4+1000m 北回风岩巷掘进 200 6.3 0.24 41122 运输巷掘进半煤巷 240 5.1 0.24 4+1000m 回风大巷 894 6.3 2.37 4东一号回风石门 1704 6.3 4.5 8+1011m 风井 1
15、722 6.5 4.4 153 全矿通风阻力计算在扇风机整个服务年限内，矿井通风总阻力随着开采深度的增加和走向范围的扩大以及产量提高而增加，为了扇风机处于整个服务年限内均能在合理的效率范围内运转，在选择扇风机时必须考虑到最大可能的总阻力和最小可能的总阻力，前者对应于扇风机服务年限 内通风最困难时期矿井总阻力，后者对应于通风量最容易时期的矿井总阻力，同时还 考虑到自然风压的作用。3.1 计算原则在进行矿井通风总阻力计算时，不要计算每一巷道的通风阻力，只选择其中一条阻力最大的风路计算即可。但必需是选择矿井达到设计产量以后，通风容易时期和通风困难时期的阻力最大风路。一般可在两个时期的通风系统图上根据
16、采掘作业布置情况分别找出风流线路最长风量最大的一条线路作为阻力最大的风路10设计矿 井通风容易时期的通风阻力+998m 主平硐井底车场运输大巷1121 运输巷工作面1121 回风斜巷+1000m 回风平巷东一号回风石门+1011m 风 井通过主扇的风量 Q 扇必须大于通过风井的矿井总风量 Q 矿，为了计算矿井的阻力必须先计算出 Q 扇：对于抽出式： 矿扇Q)10.5(， min3式中：1.05-1.10为外部漏风系数，出风井无提升运 输任务时取 1.05，有提升运输任务时取 1.10所以：Q 扇=1.05Q=1.051722=1808.13.2 计算方法沿着上述两个时期通风阻力最大的风路，分别
17、用下式算出各区段井巷的摩擦阻力： )(32paSQVLah摩式中：L、V、S分别为各井巷的 长度、周长、净断面积（ 2,m）；a 摩擦阻力系数；Q各井巷和硐室所通过的风量分配值，系根据前面 计算的各11井巷硐室所需要的实际风量值再乘以 矿K（即考虑井巷的内部漏风和配风不均等因数）后所求得风量值， sm3；)(1321 pahhn摩式中： )1(321,n为各条井巷之摩擦阻力，Pa；由以上表格中得计算结果，可以得出通风容易时期的总阻力176.42P3.3 计算矿井的总风阻及总等积孔3.3.1 矿井总风阻 ，矿矿矿 2QhR=176.42/28.72 =0.21 82m/Ns6.3.3.2 等积孔
18、RA19.=2.58 2m表 6-3-1 容易时期各区段井巷的摩擦阻力红康矿井通风改造通风容易时期井巷摩擦阻力计算表序号巷道名称 支护方式 摩阻系数 10 4 （Ns 2/m4） 巷道长度 L (m)断面净周长 P (m)净断面 S(m2)S3 (m2)3风量 Q (m3/s)Q2 (m2/s)2风速 v (m/s)风阻 H (Pa)备注1 +998m 主平硐 锚喷 80.00 138.80 11.70 9.10 753.57 26.80 718.24 2.95 12.38 2 +1000m 北运输大巷 锚喷 80.00 128.80 11.70 9.10 753.57 19.16 367.1
19、1 2.11 5.87 3 中央变电所 锚喷 80.00 28.40 12.98 11.08 1360.25 2.00 4.00 0.18 0.01 4 +1000m 北运输巷车场 锚喷 80.00 69.40 12.98 11.08 1360.25 17.16 294.47 1.55 1.56 5 +1000m 北运输巷 锚喷 80.00 96.20 11.70 9.10 753.57 9.16 83.91 1.01 1.00 6 +1000m 北 2#联络巷 锚喷 80.00 29.86 8.80 5.10 132.65 9.16 83.91 1.80 1.33 4 +1000m 北回风巷
20、掘进回风段 锚喷 80.00 12.00 9.78 6.30 250.05 9.16 83.91 1.45 0.32 5 1121 运输巷皮带巷 锚杆 95.00 500.00 11.99 8.30 571.79 8.00 64.00 0.96 6.37 6 1121 采煤工作面（南） 单体支架 250.00 100.00 9.12 4.50 91.13 4.00 16.00 0.89 4.00 7 1121 采煤工作面（北） 单体支架 250.00 100.00 9.12 4.50 91.13 4.00 16.00 0.89 4.00 8 +1000m 南运输巷 锚喷 80.00 40.84
21、 11.70 9.10 753.57 4.80 23.04 0.53 0.12 10 东排水巷 锚喷 80.00 620.00 9.98 5.70 185.19 4.80 23.04 0.84 6.16 111 +900m 北排水平巷 锚喷 80.00 105.60 9.98 5.70 185.19 4.80 23.04 0.84 1.05 12 1121 南回风巷下段 锚杆 95.00 120.00 9.98 5.70 185.19 4.80 23.04 0.84 1.42 14 1121 南回风巷上段 锚杆 95.00 500.00 9.98 5.70 185.19 8.80 77.44
22、1.54 19.82 16 +1000m 北回风大巷外段 锚喷 80.00 56.28 9.78 6.30 250.05 10.20 104.04 1.62 1.83 18 +1000m 北回风大巷外段 锚喷 80.00 23.98 9.78 6.30 250.05 12.20 148.84 1.94 1.12 20 1121 北回风巷上段 锚杆 95.00 500.00 9.98 5.70 185.19 4.00 16.00 0.70 4.10 22 +1000m 北回风大巷中段 锚喷 80.00 120.82 9.78 6.30 250.05 14.90 222.01 2.37 8.39
23、24 东一号回风巷 锚喷 80.00 132.45 9.78 6.30 250.05 28.40 806.56 4.51 33.43 26 +985m 回风平巷 锚喷 80.00 73.00 9.78 6.30 250.05 28.40 806.56 4.51 18.42 28 +1011m 回风斜井 锚喷 80.00 60.00 9.94 6.50 274.63 28.70 823.69 4.42 14.31 30 32 合计 147.01 通风容易时期井巷总阻力 h：(Pa) 176.42 4 扇风机选型4.1 选择主扇（一）+1011m 回风斜井1、设计依据1）矿井通风风量（1）通风容易
24、时期风量：25m3/s（2）通风困难时期风量：25m3/s2）矿井通风阻力 （1）通风容易时期阻力：211.45Pa，自然风压：忽略。（2）通风困难时期阻力：314.46Pa，自然风压：忽略。2、设计计算矿井主要通风设备应具备的通风风量及通风风压如下：1）通风机工作风量（1）通风容易时期风量：Qf1= KLQK1=1.0525=26.25m3/s（2）通风困难时期风量：Qf2= KLQK2=1.0525=26.25m3/s2）通风机工作风压（1）通风容易时期风压：H1= hk1hzhhzr=211.45200 0=411.45Pa（2）通风困难时期风压：H2 = hk2hzhhzr=314.4
25、6200 0=514.46Pa3、通风机运行工况点1）通风机网路风阻计算1（1）通风通风容易时期网路阻力系数：R1=H1/ Qf12=411.45/26.252 =0.597 N.s2/m8（2）通风通风困难时期网路阻力系数：R2=H2/ Qf22=514.46/26.252=0.747 N.s2/m82）通风机运行工况点（1）通风通风容易时期风机运行工况点参数如下，工况点 M1 见图4-1-1。M1 工 =27.5m3/s H1 工=452Pa 1工=45/331工=65% n=980r/min（2）通风通风困难时期风机运行工况点参数如下，工况点 M2 见图4-1-1。M2 工 =26.7m
26、3/s H2 工=534Pa 2工=45/332工=70% n=980r/min2图 4-1-1 FBCDZ-6-13（）型风机性能曲线4、设备选型矿井在+1011m 回风斜井通风容易时期、困难时期主要通风机均选用 FBCDZ-6-13（）型防爆对旋轴流通风机二台，一台运行，一台备用。每台风 机配置 2 台 YBF225M-6 型矿用防爆型电机(N=30kW，U=380V，n=980r/min)。主要通风 机性能参数见下表:项目 参数风机型号 FBCDZ-6-13（）风机类型 隔爆对旋轴流式风量范围(m3/s) 11.531.8静压范围(Pa) 4001750101520253035.6204
27、6081021406180937/436/2739/3042/34568/39510.60.70.750.80.820.850.750.7Pst(a) Q（ m /s）n 98r/min R12M12M1工 =.工 67H1工 =5H2工 =343配置电机型号 YBF225M-6电机额定功率(kW) 230工作电压(V) 380转速(r/min) 9805、通风机电机运行功率计算：1）通风容易时期电机运行功率 工 工工 01HMkNf kW4.2365.098.1272）通风困难时期电机运行功率 工 工工 102kf k9.247.098.132.风机配电机 YBF225M-6 型， 30kW
28、，380V。主要通风机选用CHF100A-045P-4 型变频调速装置控制（每台主要通 风机配 2 台变频器）。5 矿井安全技术措施5.1 预防瓦斯爆炸的措施1矿井必须建立瓦斯的个体的回检测和连续检测的双重监测体系2除了专职监察人员外，班， 组长合技术人员，管理人员必须携带沼气测定仪或沼气连续指示报警器。3放炮时必须携带沼气测量仪。4测风员除必须根据需要佩带高、中、低 风速表外还必须携带温度计和沼气测定仪45调度作业人员（如井下电工，密闭工， 维修工等）和特殊作业人员（如处理溜煤眼堵塞等）均需配沼气报警器。6普采面采煤机和会风道、回风流中的绞车房，顺槽煤向掘进头应安设 AQJ-9 型瓦斯指示报
29、警器。将 仪器悬 挂在作业区附近的顶板上代替瓦斯稽查员。以仪器连续监测瓦斯浓度的变化。注意放炮时拿走仪器防止炮坏。7加强矿井通风设施的维修管理，减少漏风，提高矿井有效风，确保向采煤面和掘进头输送足够的新鲜空气。8长距离掘进， 应配备大功率局扇和保质保量的风筒。9电气设备应达到防爆要求。10较多采区是矿井的重点带区（也是唯一的较多带区）。因此必须在地面装设瓦斯集中监测系统，以监测沼气为主，当设备落实后还应同时监测一氧化碳和风速等。瓦斯集中监测系统由 ABD-21 型数字式甲烷遥测系统组成。井下设备六个 ABD-21-T 数字式甲烷监测仪，六台ABD-21-K 甲烷超限断电仪，地面行政小楼内 设有
30、值班室。内设 ABD-21-S 数字式甲烷遥测仪，对井下综采工作面回风流掘进工作面，采区回风巷以及上山绞车房等测点瓦斯浓度自动进行连续监测并以数字予以显示。当瓦斯超限时，井上、下之 间信号以 频分载波方式通过专用电缆传输。5.2 防尘措施1矿井建立完善的防尘洒水系统，地面设两个 1000m3 的水池。 （水池同时为防灭火服务）供水系统必须设计过滤装置保证水的清洁。52防尘水管路达到所有采掘工作面，溜煤眼，翻笼运输机转载点，回采工作面，回风顺槽等，并要进行喷雾除尘。3井下所有主要运输巷道主要回风巷，上下山开口在掘进的巷道中所设防尘洒水管路需每个 100 米安设一个三通，并设法们一共清洗巷道时使用
31、。4所有回采工作面都要进行煤层洒水，并需采用水泡泥，喷雾或其他综合防尘措施。5所有巷道掘进即都应配备专用除尘措施。6在岩巷工作面积和低沼气的绝境工作面要配备抽出式除尘设备。7锚喷支护巷道要采用除尘器等设备。8呼吸性粉尘测定仪。5.3 预防井下火灾的措施1副井上下的两侧，井下主变电所， 带区变电所，井下火药库设易关闭的防火门2井下设消防材料列车库，并备有一定数量的灭火器材。3在下列地点应配有泡沫灭火器。井下火药库 4 台井底（）场 4 台采掘工作面附近巷道 16 台。4普采工作面内每个 40 米要挂设一台泡沫灭火器全工作面共 6台。5井下移动变电站，采区变电站，放 车房硐室各配置自动泡沫灭火器 2 台， 灭火手雷 4 个。66标有有效期的消防器具必须按期更换。7矿井要指定专人携带 CO 检查器，氧气 测定仪和必要的各种气体检定管，按 规定定期检测，并在地面建立实验室。5.4 为防止井下水灾的措施1采面推进过程中，随时注意工作面涌水情况，若有异常情况可采取有效的现场处理措施，并向矿调度室及有关部门汇报。2进、回风巷道设水沟并保持畅通。3采面尽量全高开采，工作面坡度保持一致，保证流水畅通。
