一、礦井通風(fēng)的重要性
??????? 礦井通風(fēng)是礦井各項工作中的重中之重,以風(fēng)定產(chǎn),良好的通風(fēng)是安全、生產(chǎn)工作的重要保障和前提,礦井通風(fēng)的基本任務(wù)是采用安全、經(jīng)濟、有效的通風(fēng)方法,保證井下職工的安全和健康,提高勞動生產(chǎn)的效率。所以,更好的構(gòu)建和維護通風(fēng)設(shè)施是保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提基礎(chǔ),也是保障礦井安全生產(chǎn)的先決條件。
??? 二、礦井通風(fēng)的種類
??????? 現(xiàn)階段礦井通風(fēng)方式主要有三種,可分為壓入式、抽出式和壓抽混合式。
??? 上榆泉煤礦采用抽出式通風(fēng),礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式通風(fēng),安裝兩臺主通風(fēng)機其中一臺使用,一臺備用。副平硐主進風(fēng),主平硐輔助進風(fēng),回風(fēng)斜井回風(fēng)。抽出式通風(fēng)是使整個通風(fēng)系統(tǒng)在抽出式主扇的作用下,形成低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。抽出式通風(fēng)排風(fēng)集中,排風(fēng)量大,污風(fēng)排放速度快,風(fēng)流調(diào)節(jié)控制設(shè)施設(shè)置控制方便有效。缺點是當(dāng)排風(fēng)系統(tǒng)不嚴密時,容易造成短路吸風(fēng)現(xiàn)象,抽出式通風(fēng)在冬季要考慮防凍問題。
??? 三、?通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng)
??? (一)上榆泉煤礦所采用的通風(fēng)構(gòu)筑物
??????? 礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中適當(dāng)位置安設(shè)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置,以保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要流動。這些設(shè)施和裝置,統(tǒng)稱為通風(fēng)構(gòu)筑物。上榆泉煤礦所采用的通風(fēng)構(gòu)筑物主要分為兩大類:一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物,如主要通風(fēng)機風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)節(jié)風(fēng)窗;另一類是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物,如井口密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)簾和風(fēng)門等。
??? (二)漏風(fēng)的分類及原因
??? 1、漏風(fēng)的分類
??? 上榆泉煤礦漏風(fēng)按其地點可分為:
??????? 1)外部漏風(fēng)地面主通風(fēng)機附近的井口、防爆蓋、反風(fēng)門、調(diào)節(jié)閘門等處的漏風(fēng)。
??????? 2)內(nèi)部漏風(fēng)(或稱井下漏風(fēng))是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風(fēng)。
??? 2、漏風(fēng)的原因
??? 當(dāng)有漏風(fēng)通路存在,并在其兩端有壓差,井下控制風(fēng)流的設(shè)施不嚴密,采空區(qū)頂板冒落后未被壓實,煤柱被壓壞或地表有裂縫,都能造成漏風(fēng)。
??? 四、礦井風(fēng)量計算
??? (一)全礦井需要風(fēng)量的計算
??? 全礦井總進風(fēng)量按以下兩種方式分別計算,并且必須取其最大值:
??? 1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算礦井風(fēng)量:
??? Q礦進=4×N×K礦通? (m3/min)
??? 式中:
??? Q礦進--礦井總進風(fēng)量,m3/min;
??? 4--每人每分鐘供給風(fēng)量,m3/min.人;
??? N--井下同時工作的最多人數(shù),人;
??? K礦通--礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)(抽出式取K礦通=1.15~1.20)。
??? 2、按各個用風(fēng)地點總和計算礦井風(fēng)量:
??? 按采煤、掘進、硐室及其他巷道等用風(fēng)地點需風(fēng)量的總和計算:
??? Q礦進=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)×K礦通 (m3/min)
??? 式中:∑Q采--采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;
??? ∑Q掘--掘進工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;
??? ∑Q硐--硐室實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;
??? ∑Q其他--礦井除了采、掘、硐室地點以外的其他巷道需風(fēng)量的總和,m3/min。
??? K礦通--礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)(抽出式K礦通取1.15~1.20)。
??? (二)采煤工作面需要風(fēng)量
??? 按礦井各個采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和計算:
??? ∑Q采=∑Q采i+∑Q采備i? (m3/min)
??? 式中:∑Q采--各個采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;
??? Q采i--第i個采煤工作面實際需要的風(fēng)量,m3/min; Q采備i--第i個備用采煤工作面實際需要的風(fēng)量,m3/min。
??? 每個采煤工作面實際需要風(fēng)量,按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量等規(guī)定分別進行計算,然后取其中最大值。有符合規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)時,按其中一個采煤工作面實際需要的最大風(fēng)量計算。
??? 1、按氣象條件計算:
??? Q采=Q基本×K采高×K采面長×K溫?? (m3/min)
??? 式中: Q采--采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min;
??? Q基本--不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量,m3/min;
??? Q基本=60×工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風(fēng)速(不小于1.0m/s);
??? K采高--采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)
??? K采面長--采煤工作面長度調(diào)整系數(shù),
??? K溫--采煤工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù),
??? K采高--采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)
??? K采面長--采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)
??? K溫--采煤工作面空氣溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)
??? 2、按照瓦斯涌出量計算:
??? Q采=100×q采×KCH4??? (m3/min)
??? 式中:q采--采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對瓦斯涌出量,m3/min;
??? K CH4--采煤工作面瓦斯涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù),正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量和月平均日絕對瓦斯涌出量的比值;
??? 100--采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不能超過1%的換算系數(shù)。
??? 3、按照二氧化碳涌出量計算:
??? Q采=67×q采×KCO2??? (m3/min)
??? 式中:q采--采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對二氧化碳涌出量,m3/min;
??? K CO2--采煤工作面二氧化碳涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù),正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月,日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值;
??? 67--采煤工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不能超過1.5%的換算系數(shù)。
??? 4、按工作面人員數(shù)量驗算:
??? Q采 ≥4×N?????? (m3/min)
??? 式中:N--采煤工作面同時工作的最多人數(shù),人;??????
??? 4--每人需風(fēng)量,m3/min·人。
??? 5、按風(fēng)速進行驗算:
??? 60×0.25×S采?? ≤Q采≤60×4×S采????? (m3/min)
??? 式中:0.25/4--采煤工作面允許最低/最高風(fēng)速,m/s;
??? S采--采煤工作面的平均有效斷面積m2。
??? 應(yīng)結(jié)合回采速度、煤層自燃發(fā)火期綜合考慮,綜放工作面的需風(fēng)量不小于800m3/min。
??? 6、備用采煤工作面按滿足瓦斯、二氧化碳、空氣溫度和風(fēng)速等規(guī)定計算風(fēng)量,且不得低于采煤工作面實際需要風(fēng)量的50%。
??? (三)掘進工作面需要風(fēng)量
??????? 掘進工作面需要風(fēng)量按各個獨立通風(fēng)掘進工作面實際需要風(fēng)量的總和計算:
??? ∑Q掘=∑Q掘i?????? (m3/min)
??? 式中:Q掘i--第i個掘進工作面需要風(fēng)量,m3/min。
??? 每個掘進工作面實際需要風(fēng)量,按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速、人數(shù)以及局部通風(fēng)機的實際吸風(fēng)量等規(guī)定分別進行計算,然后取其中最大值。
??? 1、按照瓦斯涌出量計算:
??? Q掘=100×q掘×KCH4??? (m3/min)
??? 式中:q掘--掘進工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對瓦斯涌出量,m3/min;
??? K CH4--掘進工作面瓦斯涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù),正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量和月平均日絕對瓦斯涌出量的比值;
??? 100--掘進工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不能超過1%的換算系數(shù)。
??? 2、按照二氧化碳涌出量計算:
??? Q掘=67×q掘×KCO2??? (m3/min)
??? 式中:q掘--掘進工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對二氧化碳涌出量,m3/min;
??? K CO2--掘進工作面二氧化碳涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù),正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個月,日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值;
??? 67--掘進工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不能超過1.5%的換算系數(shù)。
??? 3、按炸藥量計算(炮掘工作面采用硝酸氨炸藥時計算,其它炸藥不予計算):
??? Q掘≥25×A?????? (m3/min)
??? 式中:A--掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量kg。??????
??? 25--每千克一級煤礦許用炸藥需風(fēng)量,m3/min·kg;
??? 4、按工作面人員數(shù)量驗算:
??? Q掘≥4×A?????? (m3/min)
??? 式中:N--掘進工作面同時工作的最多人數(shù),人;??????
??? 4--每人需風(fēng)量,m3/min·人。
??? 5、按風(fēng)速進行驗算:
??? 巖巷掘進工作面:?????????? Q巖掘≥9×S掘?? (m3/min)
??? 煤巷和半煤巖巷掘進工作面: Q煤掘≥15×S掘??? (m3/min)
??? 掘進工作面:?????????????? Q掘≤240×S掘??? (m3/min)
??? 式中:Q巖掘--巖巷掘進工作面的最低風(fēng)量,m3/min;
??? Q煤掘--煤巷和半煤巖巷掘進工作面的最低風(fēng)量,m3/min;
??? S掘--掘進工作面的凈斷面積,m2。
??? 按上述條件計算的最大値,確定局部通風(fēng)機的吸風(fēng)量,根據(jù)通風(fēng)距離選擇風(fēng)筒、局部通風(fēng)機。
??? 6、按局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量計算需要風(fēng)量:?
??? Q掘=Q局機×I???????? (m3/min)
??? 式中:Q局機--局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量,m3/min。首次安裝的局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量取吸風(fēng)量范圍的最大值,???? I-- 掘進工作面同時通風(fēng)的局部通風(fēng)機臺數(shù)。
??? 7、局部通風(fēng)機安裝地點的需要風(fēng)量
??? Q局機=Q掘+Q機巷=Q掘+Vmin×S機巷?????? (m3/min)
??? 式中:Q局機--局部通風(fēng)機安裝地點的需要風(fēng)量,m3/min;
??? Q機巷--保證局部通風(fēng)機吸風(fēng)口至掘進工作面回風(fēng)道口之間最低風(fēng)速的風(fēng)量,m3/min;
??? Vmin--保證局部通風(fēng)機安裝地點到回風(fēng)口間最低風(fēng)速,m/min,巖石巷道、其他人行巷道取9,煤巷、半煤巖巷取15;
??? S機巷 --局部通風(fēng)機安裝地點到回風(fēng)口間最大井巷斷面積,m2。
??? 注:若局部通風(fēng)機吸風(fēng)口至掘進工作面回風(fēng)道口之間風(fēng)量不走回風(fēng)或有設(shè)施控制,保證局部通風(fēng)機不發(fā)生循環(huán)風(fēng),Q機巷不考慮;幾臺通風(fēng)機布置在同一段巷道內(nèi),按一次計算Q機巷。
??? 8、配風(fēng)要求
??? 掘進工作面局部通風(fēng)配風(fēng)按7條計算或按實測的局部通風(fēng)機吸風(fēng)量、局部通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)量按下式計算確定。
??? Q局=K筒漏×Q掘面??????? (m3/min)
??? 式中:Q局--局部通風(fēng)機實測吸風(fēng)量,m3/min;
??? K筒漏--風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù),根據(jù)通風(fēng)距離、風(fēng)筒直徑和管理狀況等因素確定或測定,無實測數(shù)據(jù)時按MTT64-1995正壓柔性風(fēng)筒規(guī)定的百米漏風(fēng)率不超過4%的最大值推算K筒漏=1.04n(n最大通風(fēng)距離百米數(shù)),并要求現(xiàn)場調(diào)整風(fēng)量時驗證。
??? 注:編制礦井規(guī)劃或水平延伸、采區(qū)設(shè)計時,計算掘進需要風(fēng)量可按下式進行:
??? ∑Q掘= Q掘·m???????? m3/min
??? 其中:
??? Q掘=Q局·Kf??????????? m3/min
??? 式中:Q局--每個獨立通風(fēng)掘進工作面局部通風(fēng)機的吸風(fēng)量,普掘取300m3/min,綜掘取350 m3/min;
??? Kf--防止局部通風(fēng)機吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù),取1.34。
??? m--規(guī)劃掘進工作面?zhèn)€數(shù)。
??? (四)硐室需要風(fēng)量
??? 按礦井各個獨立通風(fēng)硐室實際需風(fēng)量的總和計算:
??? ∑Q硐=∑Q硐i???????? m3/min
??? 式中:
??? Q硐i--第i個獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量,m3/min。
??? 各個硐室實際需要風(fēng)量,根據(jù)不同類型的硐室分別計算。