内蒙古某矿矿井通风能力核定及设备选型分析_吴胜利.pdf

内蒙古某矿矿井通风能力核定及设备选型分析吴胜利（山东能源兖煤集团内蒙古昊盛煤业，内蒙古鄂尔多斯017200）摘要：为了保障内蒙古某矿矿井通风安全，决定对内蒙古某矿矿井通风系统能力进行核定，通过采用由里向外核算方法，计算内蒙古某矿矿井通风能力。按照内蒙古某矿矿井总进风量及井下用风区域需风量得出采掘工作面数量，按年度采掘工作面的产量，计算得出内蒙古某矿矿井通风生产能力。经过计算确定通风设备选型，满足安全生产实际需要，为类似矿井提供借鉴。关键词：通风能力核定通风机选型风量计算中图分类号：TD724文献标识码：A文章编号：2095-0748（2023）01-0195-021矿井概况内蒙古某矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市呼吉尔特矿区东北部，设计能力为 90 万 t/年，井田面积为6.507 9 km2，开采深度 529.95179.95 m 标高，煤层厚 6.106.80 m，平均厚 6.34 m，矿井采用斜井-平硐混合开拓，井下共有三个采区。巷道布置有一采区回风巷、东回风大巷、西辅运大巷、东辅运大巷、井下煤仓、东胶带大巷、北辅运大巷、北胶带大巷、北回风大巷、三采区皮带巷、三采区回风巷。一采区布置 1 个回采工作面 15303 工作面。煤矿绝对瓦斯涌出量为2.47 m3/min，相对瓦斯涌出量为 2.04 m3/t；绝对二氧化碳涌出量为 1.01 m3/min，相对二氧化碳涌出量为0.84 m3/t。井下回采工作面绝对瓦斯涌出量最大为1.39 m3/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.19 m3/min。该矿井属低瓦斯矿井1-2。2通风系统2.1通风方式内蒙古某矿采用机械抽出式中央并列式的通风方式。共有副平硐、主斜井、回风立井 3 个井筒，“两进一回”，副平硐、主斜井进风，回风立井回风3。2.2通风线路副平硐东辅运大巷北辅运大巷三采区皮带巷15303 运输顺槽15303 采煤工作面15303回风顺槽三采区回风巷北回风大巷东回风大巷回风立井；副平硐东辅运大巷北辅运大巷采区变电所三采区回风巷北回风大巷东回风大巷回风立井；主斜井清理煤斜巷煤仓上口东胶带大巷联络巷东回风大巷回风立井；副平硐东辅运大巷联络巷5 号抽水点东回风大巷回风立井；副平硐井底车场西辅运大巷主联络巷一采区水泵房回风立井；副平硐井底车场西辅运大巷一采区配电点联络巷一采区回风巷回风立井；副平硐井底车场西辅运大巷15103 运联巷1 号抽水点一采区回风巷回风立井。3矿井风量计算3.115303 采煤工作面需风量计算3.1.1按气象条件计算4-5Q采 1=60VcfScfK采高K采面长70%式中：Vcf为采煤工作面的风速，取 1.5 m/s；Scf为采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小有效断面的平均值；Scf=lcbhcf，lcb为最大控顶距和最小控顶距的平均值，hcf为采高，70%为有效通风断面系数。15303工作面控顶距取最大控顶距 3.85 m 和最小控顶距3.25 m的平均值 3.55 m，采高 2.12 m；K采高为采煤工作面采高调整系数，放顶煤取 1.2；K采面长为采煤工作面长度调整系数，15301 采煤长度 146 m，取 1.0；70%为采面有效通风断面系数。将数值代入公式计算得Qcf=564 m3/min。3.1.2按瓦斯涌出量计算Q采 2125q采 CH4K采 CH4式中：q采 CH4为据瓦斯等级鉴定报告结果：回采工作面瓦斯绝对涌出量为 1.39 m3/min；K采为采煤工作面瓦斯涌出不平均的备用风量系数，正常生产时连续观测60 d，日最大瓦斯涌出量和两个月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取 1.5；125 为采煤工作面回风巷风流中的瓦斯浓度不应超过 0.8%的换算系数。将数值代入公式计算得 Q采 2261m3/min。3.1.3按二氧化碳的涌出量计算Q采 367q采 CO2K采 CO2式中：q采 CO2为根据瓦斯等级鉴定报告结果：该回采工作面二氧化碳绝对涌出量为 0.39 m3/min；67 为采煤工作面回风巷风流中的二氧化碳浓度不应超过 1.5%收稿日期：2022-04-12作者简介：吴胜利（1980），男，山东兖州人，本科，毕业于哈尔滨工业大学机械设计制造及其自动化专业，助理工程师，从事煤矿机电管理工作。总第 223 期2023 年第 1 期现代工业经济和信息化Modern Industrial Economyand InformationizationTotal 223No.1，2023DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2023.01.076经营管理现代工业经济和信息化第 13 卷表 1通风机参数表型号FBCDZ-10-No28数量两台风量/（m3 min-1）5 40011 400风压/Pa9002 850转数/（r min-1）580电流/A22.9电压/V10 000频率/Hz25电机YBF630s-10功率/kW2280的换算系数。将数值代入公式计算得 Q采 240m3/min。3.1.4按工作人员数量验算Q采 44 N式中：N 为采煤工作面同时工作的最多人数，取 20人；4 为每人需风量，m3/min。将数值代入公式计算得Q采 480 m3/min。3.1.5按风速进行验算验算最小风量：Qmin600.25Scb。验算最大风量：Qmax604Scb；Scb=lcbhcf70%式中：Scb为工作面平均通风断面积，m2。按最低风速验算：Qmin15Scb70%=158.5970%=91 m3/min。按最高风速验算：Qmax240Scb70%=2407.2770%=1 222 m3/min。按工作面进风巷断面验算风速：由于进风面断面面积是 15.0 m2。故：V进风巷=5646015.0=0.63 m/s0.25 m/s 验算符合规定。通过上述计算 15301 采煤工作面需风量，按工作面气象条件取得最大计算数值为 564 m3/min。经验算91 m3/min564 m3/min1 222 m3/min，该风量满足验算风速条件。确定 15303 工作面需风量为 564 m3/min。3.2井下硐室需风量计算1）水泵房需风量计算：Q水泵房=210 m3/min。2）中央变电所需风量计算：Q中变=198 m3/min。3）一采区配电点：Q采配=189 m3/min。4）避难硐室：Q避109 m3/min。5）采区变电所：Q采变=166 m3/min。故硐室总计需用风量为：189+166=355 m3/min。3.3其他用风区域需风量计算其他巷道所需风量，按照风速分别进行计算。1）主联络巷 I：Q主联54 m3/min。2）主联络巷 II：Q主联99 m3/min。3）15105 运输联络巷：Q15103140 m3/min。4）15201 回风联络巷：Q15201139 m3/min。5）6 号排水点：Q水114 m3/min。6）15104 联络巷：Q15201130 m3/min。7）三采区临时水仓：Q临水189 m3/min。8）三采区皮带巷后半段：Q三皮135 m3/min。9）矿用防爆胶轮车行驶巷道需要风量：Qdi=4Pdi式中：Qdi为该地点矿用防爆胶轮车尾气排放稀释需要风量，m3/min；Pdi为每台矿用防爆胶轮车的功率，取值范围 45 kW、65 kW。行驶防爆胶轮车的巷道，应按同时运行的最多车辆数量增加巷道配风，配风量应不小于 4 m3/min kW；矿井采取 2 台矿用防爆胶轮车同时运行进行计算。代入数值计算得 Qdi4（45+65）440 m3/min。防爆胶轮车用风量取 440 m3/min。综合以上计算，井下其他用风巷道及胶轮车需风量合计 1 440m3/min。3.4矿井总风量计算矿井所需的总风量，按照采掘工作面、主副巷道、硐室及所需通风区域，实际需风量的总和，并考虑漏风和配风不均匀备用风量系数4-5，计算公式为：Q矿=（Q采 i+Q掘 i+Q硐 i+Q其他 i）km式中：Q采 i为采煤工作面实际需要风量的总和，取564 m3/min；Q掘 i为掘进工作面实际需要风量的总和，取 0 m3/min；Q硐 i为硐室实际需要风量的总和，355 m3/min；Q其他 i为矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和，取 1 440 m3/min；Km为矿井内部漏风备用风量系数（本矿 Km取 1.15）。故 Q矿2 713 m3/min。故矿井需要风量 2 713 m3/min。4通风机选型及应用效果4.1通风机选型煤矿矿共安装 2 台同等能力主通风机，一备一用。矿井主要通风机型号为 FBCDZ-10-No.28，一台运行，一台备用，主扇电机型号为 YBF630s-10 型，功率 2280 kW如表 1 所示。4.2应用效果矿井主要通风机型号为 FBCDZ-10-No.28，按照矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证，根据该矿实测数据：矿井总进风量为 4 254 m3/min，总回风量达 4 306 m3/min，通风机负压 370 Pa，矿井等积孔为 4.60 m2。风机实际运行工况点处于通风机的合理工作范围内，煤矿各区域风流及方向稳定，风量充足，风速均衡，满足设计要求。5结论经计算得出内蒙古某矿需风量为 2 713 m3/min，实际供风量 4 254 m3/min，内蒙古某矿有效风量为3 970 m3/min，92.1%的有效风量率，供风量大于所需风量，符合内蒙古某矿矿井风量分配计划。内 蒙 古 某 矿 地 面 主 要 安 设 两 台 同 型 号FBCDZ-10-28（2280 kW）型轴流（下转第 220 页）196现代工业经济和信息化第 13 卷式对旋主通风机，运行工况符合经济性和安全性的要求。井下通风设施完善，风量、风速及温度符合规定。参考文献1李君年.经坊煤业矿井需风量与通风能力核定研究J.煤矿现代化，2021，30（3）：189-191.2尹皓.煤矿通风系统改造方案对比及实施效果验证J.机械管理开发，2020，35（9）：219-220.3程瑜.兰花永胜煤业矿井需风量计算研究J.内蒙古煤炭经济，2021（8）：37-38.4王玉兰.“以风定产”是煤矿采煤实现零事故的根本保障J.价值工程，2014，33（32）：104-105.5李茂臣.高瓦斯矿井综放采煤工作面瓦斯治理技术J.山东煤炭科技，2016（5）：61-63.（编辑：赵婧）Mine Ventilation Capacity Approval and Equipment Selection for a Mine in Inner MongoliaWu Shengli（Inner Mongolia Haosheng Coal Industry,Shandong Energy Yancoal Group,Erdos Inner Mongolia 017200）Abstract:In order to ensure the safety of mine ventilation in a mine in Inner Mongolia,it was decided to approve the capacity of mineventilation system in a mine in Inner Mongolia and calculate the mine ventilation capacity in a mine in Inner Mongolia by using theinside-out accounting method.According to the total incoming air volume of a mine in Inner Mongolia and the required air volume in theunderground wind area,the number of extraction workings is derived,and the annual producti