呼圖壁縣西溝煤炭有限公司煤礦

礦井通風設計

2018年10月10日

目錄

1.1礦井通風設計編制的依據........................................................3

1.2礦井概況.......................................................................3

1.2.1礦區位置與交通..........................................................3

1.2.2自然經濟地理.............................................................4

1.2.3礦井現狀.................................................................4

1.3通風設計范圍..................................................................5

第二章地質概況........................................................................6

2.1井田地質......................................................................6

2.1.1井田地層.................................................................6

2.1.2井田構造.................................................................7

2.1.3煤層.....................................................................7

2.1.4煤質.....................................................................8

2.1.5瓦斯、煤塵及自燃.........................................................8

2.2礦產資源儲量..................................................................9

2.3工程及水文地質條件............................................................9

2.3.1工程地質條件............................................................9

2.3.2水文地質條件............................................................9

2.4地溫........................................................................11

第三章礦井通風系統...................................................................12

3.1通風系統的擬定...............................................................12

3.1.1擬定礦井通風系統的基本要求.............................................12

3.1.2礦井通風系統的選擇.....................................................13

3.2主扇工作方法...................................................................14

第四章礦井總風量計算及分配...........................................................14

4.1礦井需風量計算................................................................14

4.2礦井風量分配...................................................................23

第五章通風負壓及等積孔計算............................................................24

5.1負壓計算.......................................................................24

5.2等積孔..........................................................................25

第六章礦井通風設備的選擇.............................................................25

6.1選擇主扇.....................................................................26

6.1.1計算風源（主扇）必須產生的風量和負壓....................................26

6.1.2風機型號、臺數及配套電機的選擇..........................................27

6.2對礦井主要通風設備的要求.....................................................27

第七章礦井空氣調節...................................................................27

第八章礦井通風費用概算...............................................................29

第九章生產礦井通風系統的合理性、可靠性和抗災能力...................................30

第十章礦井瓦斯防治措施...............................................................32

10.1一瓦斯賦存情況................................................................32

10.2瓦斯災害因素..................................................................33

10.3防止瓦斯積存的措施選擇........................................................37

10.4控制和消除引爆火源............................................................38

第十一章礦井防塵措施.................................................................38

11.1礦井防塵用水量計算...........................................................38

1L2礦井綜合性防塵措施............................................................43

第十二章礦井防火措施.................................................................47

12、1開拓開采方面的措施..........................................................47

12.2通風方面的措施...............................................................51

12.3防滅火方法...................................................................52

12.3.1灌漿防滅火..............................................................52

12.3.2氮氣防滅火..............................................................60

12.3.3阻化劑防滅火............................................................64

12.3.4其它防滅火方法及措施....................................................65

12.4井下外因火災防治..............................................................67

12.4.1電氣事故引發的火災防治措施.............................................67

12.4.2帶式輸送機著火的防治措施...............................................72

12.4.3其它火災的防治措施......................................................72

12.5井下防火構筑物................................................................73

第一章礦井概況及通風設計依據

1.1礦井通風設計編制的依據

1.新疆地礦局第九地質大隊2004年1月編制的《新疆呼圖壁縣西溝煤炭

有限公司二煤礦生產地質報告》及新疆國土資源廳以新國土資儲評［2004］

016號文對該地質報告的評審意見書；

2.《采礦許可證》（新疆維吾爾自治區國土資源廳2008年2月頒發）；

3.《煤礦井工開采通風技術條件》（國家安全生產監督管理總局發，

AQ1028-2006）；

4.《關于呼圖壁縣西溝煤炭有限公司煤礦等八對礦井的瓦斯等級鑒定結

果的批復》;（新煤行管發［20111384號）（附件）

5.《煤礦安全規程》及其它相關安全生產法律、法規；

6.《新疆呼圖壁縣西溝煤炭有限公司"9萬t/a”礦井改擴建初步設計說

明書》；

7.《新疆呼圖壁縣西溝煤炭有限公司煤礦煤層自然傾向性試驗報告》；

8.《新疆呼圖壁縣西溝煤炭有限公司煤礦煤塵爆炸性試驗報告》。

9.《礦井瓦斯等級鑒定規范》（AQ1O25—2006）

1.2礦井概況

1.2.1礦區位置與交通

新疆呼圖壁縣西溝煤炭有限公司煤礦位于呼圖壁縣城西南78km處的西

溝河以東，行政區劃屬新疆維吾爾自治區昌吉回族自治州呼圖壁縣雀爾溝

鎮管轄，西距瑪納斯縣城33km,從井田往北行駛10km到甘溝石門為簡易砂

石路，從甘溝石門往北行駛50km到312國道的大豐鎮，從大豐鎮東到呼圖壁

縣18km均為瀝青路面，交通較方便。

地理坐標：東經86°19'23〃

北緯43。48'12〃

1.2.2自然經濟地理

井田位于天山北麓的中山區，處于小西溝東、甘溝西的西溝兩側，為

兩山夾一溝的井田基本地貌，西溝是井田進出煤礦的唯一通道。海拔高程

+1670m?+2080m,相對高差在300m左右，總體地形為西、北略低，東、南

稍高的山區，東、西兩側為山嶺，地形切割強烈。

井田屬中溫帶大陸性干旱氣候，井田內東西兩側廣布針葉林，氣候比

較濕潤，每年5?8月多雨，常成暴雨降落，形成山洪，年平均降水量

371.79mm,年平均蒸發量1881.65mm,年平均氣溫6℃,6?8月為高溫季節，

最高氣溫達36.4匕，10月至翌年3月為低溫季節，最低氣溫為-28.8℃,凍

土深度達2.0m。風向多西風、西南風，風力小。

井田位于天山北麓地震帶，地震頻繁，根據《中國地震動峰值加速度

區劃圖》(GB18306-2001),該區基本地震動峰值加速值為0.20g,地震動

反應譜特征周期為0.40s,對應的地震基本烈度為皿度。

1.2.3礦井現狀

L礦井開采現狀

礦井開拓方式為斜井開拓方式，原有生產能力9萬噸/年，首采工作面

+1650m水平B6煤層采煤工作面已于2010年7月回采完畢后，礦井一直處于停

產狀態，2013年4月開始90萬噸/年技改工程，至2017年底，礦井技改工程

進入收尾階段。按照礦井采掘銜接計劃，2018年礦井完成技改工程、通過

驗收進入正常生產后，礦井維持一采二掘的生產模式。

2.設計條件

礦山生產、生活設施及供水、供電；

礦山主斜井為單鉤串車提升，提升絞車型號為JPT—1.6XL2,電機功

率160kW,鋼絲繩繩徑為618.5mm。風井地表安裝有2XHOkW軸流式風機2

臺，其中1臺運行，1臺備用，主扇型號為FBCDZNQ：20B/2X110型。

礦區范圍內有地表水源，生產、生活用水可從西溝河上游由管道引至

生活區及工業廣場。

供電電源：礦井目前供電系統為單回路供電，一回路由西溝變電所供

給。電壓等級為10KV。另一回路由縣政府統一安排建設雀爾溝110變電所正

在建設中。礦井建有發電機房，自備兩組2X200KW柴油發電機組作為備用

電源。能滿足礦井通風、排水需要。

1.3通風設計范圍

根據國土資源廳頒發采礦許可證，各拐點坐標為:

直角坐標

拐點號

X坐標Y坐標

1485350029446065

2485350029447500

3485100029447500

4485100029445580

5485192529445875

6485221529446065

采礦證核準

開采深度：標高由1610—1670m。

標高

主要設計內容：

1.通風系統的的擬定；

2.礦井總需風量計算及分配;

3.礦井通風總阻力計算；

4.通風設備的選擇；

5.礦井空氣調節；

6.礦井通風費用概算；

7.礦井瓦斯防治措施；

8、礦井防塵措施；

9、礦井防火措施

第二章地質概況

2.1井田地質

2.1.1井田地層

井田處于烏魯木齊山前坳陷帶的西段，寧家河一一三屯河單斜構造帶的

中部，地質構造較為簡單。

井田內出露的地層主要有由侏羅系中統西山窯組(J2X)、頭屯河組(Lt)

及第四系全新統沖洪積層和殘積層。自下而上分述如下：

頭屯河組(J2t)

分布于井田北部，由一套半干旱的湖泊相碎屑巖組成，巖層總體呈近東

西向展布，傾向北，傾角一般為20°?25°,主要巖性為雜色細砂巖、泥

質粉砂巖、粉砂質泥巖等，其底部為厚層狀粗砂巖，夾透鏡狀含礫粗砂巖,

局部夾煤線及植物化石，厚度大于112m。

西山窯組CLx)

在井田內零星出露，巖層總體呈近東西向展布，向北緩傾，傾角一般為

11°?24。，根據巖性組合及含煤情況將其劃分為3個含煤段，其中下部為

該區的主要含煤段，煤層露頭靠地表淺部均已火燒。

(1)第四系殘坡積層(Q-)：

主要分布于山頂及山坡處，分布面積較廣，主要由砂巖角礫、砂、亞砂

土等組成，一般厚1?20m不等。

(2)第四系洪沖積層@同)：

主要沿河溝及沖溝分布，主要由卵礫石、礫石、砂及亞砂土等組成，一

般厚2?10m不等。

2.1.2井田構造

井田內構造較為簡單，總體表現為一向北緩傾的單斜構造，局部發育有

北東向的壓性小斷層，該單斜構造呈東西向展布，傾向北北西至北北東向，

淺部地層較緩，一般11°?18°,深部傾角變陡18°?24。，該單斜構造

整體較完整，巖層起伏變化不大。

在井田內發現一條相對較大的f斷層，位于井田中南部，呈北東走向

45°?225°,延深長約1100m,在井下有四處巷道可見，其斷面傾向南東，

傾角約70°,切割了Bi、B2、B”B4,B5層煤，經生產井調查斷距由中段向兩

側及深部逐漸縮小，最大斷距為20m,屬正斷層，對煤層開采未造成太大的

影響，經生產井調查除f正斷層外在井田西北部還有斷層切割了B6、B,兩層

煤。

總的來說該井田構造較簡單，但次級小斷層對煤層走向和傾向有一定程

度的影響，本區屬地質構造較簡單類型。

2.1.3煤層

根據9萬噸/生產地質報告，井田內侏羅系中統西山窯組上、下段含煤段

為主要含煤地層，共含可米煤層7層，自下而上編號為Bi、B2、Bs>B4、B5、

Be,B7,其中&、B2煤層為下含煤段煤層，B3、B4、B5、Bf,>B7為上含煤段煤層。

純煤總厚度42.97m,含煤系數17.0%。各煤層均為全區可采煤層。

2.1.4煤質

井田內煤層的物理性質基本相同，煤呈黑色，條痕為黑褐色一一黑棕色，

瀝青光澤。貝殼狀、參差狀斷口，節理不發育，易燃。煤層呈條帶狀結構，

水平層理狀構造。

B-B2煤層為暗煤型、B6煤層為暗亮煤型、B.?B,煤層為亮暗煤型。

井田煤層的原煤灰分在5.59%?9.62%之間；原煤水分在2.77%?5.49%

之間,平均為3.78%,一般在3.26%?3.54%之間；揮發份25.78%?36.50%,

平均為31.93%；粘結指數多在0?15%之間；發熱量為31.36~33.88MJ/kg。

原煤中全硫含量0.18%?0.60%；磷含量在0.009%?0.134%,平均為

0.038%o

煤質及工業用途：井田內煤層主要為不粘煤及弱粘煤，所開采的煤為特

低灰、特低硫、特低磷?中磷、高發熱量，含油?富油等特點，可作為優

質的工業動力用煤和民用煤，也可作為煉油及氣化用煤。

2.1.5瓦斯、煤塵及自燃

由新疆煤炭工業管理局批復的新煤行管發［20111384號文件20n年在該

礦井中進行的瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定報告資料，相對瓦斯涌出量

為1.44m3/t,絕對瓦斯涌出量為0.43m3/min,相對二氧化碳涌出量為

1.51m7t,絕對二氧化碳涌出量為0.45m3/min,鑒定結論為低瓦斯等級礦井。

從礦目前生產實踐來看，礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井，但仍應加強防范，避

免事故的發生。

礦井瓦斯等級為低沼氣礦井.煤層爆炸性指數均大于10%,煤塵具有爆炸

性.B6煤層為自燃煤層。

2.2礦產資源儲量

采用平行斷面法進行儲量估算，除去水平隔離煤柱、井筒保護煤柱、工

業廣場和邊界保護煤柱，經估算333級資源量：14.79萬t,按回采率80%計算

可采煤量為11.83萬t.

2.3工程及水文地質條件

2.3.1工程地質條件

B5煤層：煤層頂板為粉砂質泥巖，底板為中砂巖，頂、底板飽和狀態下

單向抗壓強度分別為27.2MPa、24.4MPa,天然狀態下單向抗壓強度分別為

33.5MPa、31.5MPa,軟化系數為0.83、0.77,屬軟質的不易軟化巖石。

B6煤層：煤層頂板為泥質粉砂巖，干燥狀態下的直剪強度為6.5MPa,其

飽和狀態下的單向抗壓強度為13.6MPa,軟化系數0.14,屬軟質的易軟化巖

石。

從巖石物質成分、膠結物、膠結方式和結構構造可知，巖石內部聚合力

較強，層間結合力中等。故井田內煤層頂、底板巖石屬于抗壓強度較低、

易軟化、易變形、穩定性較差的巖石，因此應加強頂、底板的管理。

2.3.2水文地質條件

（-）井田含（隔）水層

井田內主要出露的地層有中侏羅統西山窯組、頭屯河組及地四系沖洪

積、殘坡積層。

井田含（隔）水層（段）自上而下分述如下：

1.第四系洪沖積透水不含水層（I）：

2.中侏羅統頭屯河組極弱含水層（H）

3.中侏羅統西山窯組孔隙裂隙弱含水層（III）：

不含煤段孔隙裂隙弱含水段（in—1）

上含煤段孔隙裂隙弱含水段（III—2）

上含煤段孔隙裂隙弱含水段（III—3）

4.燒變巖孔隙裂隙弱含水層（W）

（二）地下水與地表水的水力聯系

由于西溝河縱穿井田，其流量為32789m7d,滲入巖石水量2575m7d,

夏季洪水期流量有所增加，使地下水的補給有明顯增大，礦井排水量增加，

而在煤層靠近河床地段有滲水現象，煤層低于河床水位（最低水位+1672m）,

河水與地下水聯系密切，河水成為地下水的補給水源。

（三）各含水層（段）之間的水力聯系

在井田內第四系透水不含水層分布廣泛，在地形、地貌特征上有利于接

受大氣降水的補給，并滲透至下伏侏羅系地層頭屯河組弱含水層、西山窯

組孔隙裂隙含水層及火燒層的孔隙裂隙含水層，或補給河水。在二號主斜

井東360m處、三號平碉南560m處見斷層裂隙帶，地下水呈線流順裂隙流出，

說明B2煤層與上伏地層地下水聯系密切。B2煤層的地下水主要由南部的降水

和河水順層補給、逕流和排泄形成具有承壓性質。

（四）地下水補給、逕流、排泄條件

井田氣候潮濕，雨水充沛，森林植被茂密，是地下水的良好補給、逕流

區，西溝河床是井田最低侵蝕基準面，是煤礦地表水和礦井抽排水的主要

排泄通道。

井田基巖層主要以接受大氣降水和冰雪融化水為主，河水的補給面積

小，坡降大，流速較快補給量次之，洪水期河床水位增高補給量也增大。

由于基巖以泥巖、粉砂巖、砂巖層夾煤層互層出現，地下水滲透緩慢，逕

流不暢、排泄也滯緩，地下水以垂向或順層補給。

井田東西兩側火燒巖石裸露，易接受大氣降水補給，由于巖石被火烘烤

裂隙極發育，地下水逕流好，火燒區的地下水在生產井中有工程揭露，其

涌水量有限，隨著生產水平的深入，抽排水成為疏導地下水的唯一途徑。

（五）礦床充水因素分析

1.現有生產井充水情況

四號井位于西溝河西側，主采&?B6煤層，井下運輸巷靠近河床底部有

滴水現象，礦井排水量37m7h,每天排水3.5h,排水量為129.5m7d。

2.礦床充水因素分析

由于西山窯組孔隙裂隙水及層間承壓含水層處，三工河隔水層一一頭屯

河組極弱含水層之間，不具有鄰界層地下水的補給和排泄關系，礦床地下

水的補給主要是大氣降水補給，其次是西溝河水的的直接滲漏及小西溝河

的側向滲透補給，因地表水一-＞河床潛水一-＞火燒層—-＞西山窯組含水層

之間構成有機的聯系，構成對礦床充水的影響。

根據上述各因素分析，礦床主要含水層（段）富水性中等，為間接充水

的有壓流水的礦床，水文地質條件屬中等類型的礦床。

（六）礦井涌水量預計

根據井田內的地層、構造、巖性、水文地質條件，以未來礦井開采B7號

煤層的開采水平+1550m,采用富水系數法預計該礦井正常涌水量為

611.5m3/d,最大涌水量為917n?/d。

2.4地溫

經過對原生產礦井資料調查，礦井里的最高溫度一般為19t左右，尚

未發現地溫異常。

第三章礦井通風系統

3.1通風系統的擬定

3.1.1擬定礦井通風系統的基本要求

擬定礦井通風系統應嚴格按照《煤礦安全規程》要求，做到安全可靠、

系統穩定、風量充足，技術經濟合理，通風基建賽用和經營費用之總和最低

以及便于管理的原則。

1、礦井通風網絡結構合理：集中進回風路線要短、通風總阻力要小，

多階段同時作業時，主要人行運輸巷道和工作點上的污風不串聯；

2、內外部漏風少；

3、通風構筑物和風流調節設施及輔助通風機要少用；

4、通風動力消耗小，通風費用低；

5、生產水平和采區必須實行分區通風。

6、進風井口必須布置在粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體不能

侵入的地方。

7、充分利用一切可用的通風巷道，使專用通風井巷工程量最小；

8、必須確保通風系統技術先進、安全可靠、經濟合理。

9、既要符合采區通風和掘進通風的若干要求，又要滿足防治瓦斯、煤

塵、火災及水害對礦井的特殊要求。

10、礦井通風系統不但要滿足安全生產合理的要求，還要滿足發生災

變時搶險救災安全的需要。

11、內外部漏風少；

12、通風動力消耗小，通風費用低；

3.1.2礦井通風系統的選擇

一般情況下，礦井主要有五種通風方兩式：中央并列式、中央分列式、

兩翼對角式、分區對角式和混合式通風。但一般來說新建礦井多在前四種

方式中選擇。因此，我們只對前4種通風方式作一個粗略的比較，見表3.1

表3.1各類型礦井通風系統的優缺點及適用條件

通風方式適用條件優缺點

中新建礦井，煤層傾角初期投資少，出煤快，采區產量集中，

央大，走向長度小于4km,便于管理；節省風井工業廣場占地，壓

并而且瓦斯、自燃發火不煤少，便于井筒延伸，為深部通風提供

列嚴重的礦井有利條件；風流折返流動路線長，通風

式阻力大，通風費用高；工業廣場有風機，

噪音大。

中煤層傾角較小，埋藏較與并列式相比，這種方式較安全，建井

央淺，走向長度不大而且期兩井深部延伸，通風不困難，風流不

分瓦斯、自燃發火較嚴重折返，阻力小，內部漏風小，有利于防

冽的礦井火。工業廣場沒有噪音和污風的污染，

式回風井系統設備防塵管理比較方便。

兩適用于走向長度大于由于風流線路較短，阻力和漏風小，所

翼4km,井田面積大，產以各采區風阻比較穩定，工業廣場不受

對量高，煤層距地表淺，污染，比中央分列式安全性更好；但它

箱瓦斯、自燃發火嚴重的的初期投資較大，管理相對分散，發生

式礦井。事故時反風較困難。

分適用于煤層距地表淺，各分區有獨立的通風線路，互相不影響

區因地表高低起伏較大，而且通風阻力小，建井工期短，安全生

對無法開掘淺部總回風產好，分區風井多，占場地多，通風機

角巷，而且表土層沒有沙管理分散。

式層，便于開掘小風井。

另外，煤層走向長，多

煤層開采，高溫礦井也

可以采用這種方式。

參考表3.1并結合本礦實際條件：本礦屬低瓦斯礦井，井田范圍面積

不大，工業廣場面積小，瓦斯涌出量小，根據井田內進、回風井的實際位

置，確定礦井通風系統采用中央并列式。

3.2主扇工作方法

主扇的工作方法有抽出式和壓入式兩種。

本礦井主扇工作方法為機械抽出式，采用抽出式通風，沿通風路線漏風

少，通風管理工作比較容易，并且新舊水平過度容易。與壓入式通風方式

相比較而言整個通風系統處在低于當地大氣壓力的負壓狀態，當主要通風

機因故停止運轉時，井下風流壓力提高，井下瓦斯不會大量涌出，比較安

全，抽出式通風無需在主要進風道安設控制風流的通風構筑物，便于運輸,

行人和通風管理工作，因此，綜合以上因素，確定主通風機的工作方法為

抽出式。

第四章礦井總風量計算及分配

4.1礦井需風量計算

礦井總進風量按下列方法分別計算，并取其中最大值作為礦井總進風

量。

（一）按井下同時工作的最多人數計算

Q礦井=4XNXK

式中：N——井下同時工作的最多人數150人；

K——礦井通風系數，取1.2。

33

Q礦井=4X150X1.2=720m/min=12m/s

（二）按采煤、掘進、碉室及其它地點實際需風量總和計算。按照礦井

設計2018年用風最大時期為：一個綜采工作面，二個掘進工作面同時作業

時期，對此時進行風量計算。

Q礦井=（XQ采+XQ拂+￡Q硝+XQ其它）義K礦通

1、采煤面實際需風量

（1）按瓦斯涌出量計算

Q來=100XqXK采通

式中：Q采一一采煤面實際需風量；

Q——采煤工作面的瓦斯涌出量，取采煤工作面的瓦斯相對涌出量

1.44m>t進行計算；

KM——采煤面瓦斯涌出不均勻系數，1.5；

1671——回采工作面日產量，to

則工作面實際需風量為：

Q瓦斯=100Xq絕XK=100X[1.44X1671/（24X60）]XI.5

=250.65m7min=4.17m3/s

（2）瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件確定需要風量

采煤工作面應有良好的勞動氣象條件，溫度和風速應符合表4-1-1的要

求。

采煤工作面空氣溫度與風速對應表

表4-1-1

采煤工作面空氣溫度（C）采煤工作面風速（m/s）系數K溫

<201.01.00

20?231.0?1.51.00-1.10

23?261.5?1.81.10?1.25

26?281.8?2.51.25?1.40

28?302.5~3.01.40-1.60

1、低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件確定需要風量，其計算公式為：

Qcf=60X70%XvcfXScfXkchXkci(m3/min)

=60X70%Xl.0X22.5X1,2X1.0

=1134m3/min=18.9m3/s

式中Vd—采煤工作面的風速，m/so按采煤工作面進風流的最高溫度從

表1中選取；取1.0m/s；

Scf一采煤工作面的平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面

的平均值計算，m2；<22.5m2

km一采煤工作面采高調整系數，具體按表2取值；(取L1)

%一采煤工作面長度調整系數，具體按表3取值；(取1.0)

70%——有效通風斷面系數

60——為單位換算產生的系數

表1采煤工作面進風流氣溫與對應風速

采煤工作面進風流氣溫/(采煤工作面風速/(m-s-1)

<201.0

20?231.0-1.5

23?261.5-1.8

26?281.8~2.5

28?302.5-3.0

表2kh—采煤工作面采高調整系數

米高/m<2.02.0?>2.5及放頂煤工作面

2.5

系數(kch)1.01.11.2

表3ki一采煤工作面長度調整系數

采煤工作面長度/m系數(kcl)

<150.8

15?800.8~0.9

80?1201.0

120-1501.1

150~1801.2

>1801.30-1.40

(3)按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算

采煤工作面應有良好的勞動氣象條件，溫度和風速應符合表4TT的要

求。

采煤工作面風量按下式計算：

Q采二60XV采XS采

式中：V采一一采煤工作面風速，按其工作面溫度從上表選取。根據井

下工作面溫度不超過20℃,本設計取1.Om/s；

S采一一采煤工作面的平均斷面積，根據該礦井下工作面平均控頂距情

況，取14.5m2；

Q=6OX1.0X16.2=972m7min=16.2m3/s

(4)按采煤工作面人數計算

Q采=4XNXk

式中：N-一采煤面同時工作的最多人數20人；

k風量備用系數：取1.45。

則:Q-=4X20XL45=116m3/min=l.93m7s

(5)按風速驗算

最低風速

Q采20.25XS采

式中：S采一采煤面平均斷面積16.2m2。

3

Q采20.25X16.2=4.05m/s

最高風速

Q采W4XS采

3

Q采W4X16.2=64.8m/s

根據上述計算取最大值，采煤工作面需風量為

Q采=18.9m/s

2、掘進工作面實際需要風量計算

一、綜合機械化掘進工作面風量計算：

①按照瓦斯、二氧化碳涌出量計算：

a、按瓦斯涌出量計算：Q=100qK

式中：q掘—掘進工作面絕對瓦斯涌出量，根據《新疆呼圖壁縣西溝煤礦2011

年瓦斯涌出量報告》取0.43m7min

K-掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數一般取L5?2

即：Q=100X0.43X2=86m3/min

b、按二氧化碳涌出量進行計算：Q=100qK/1.5

式中：q臺掘進工作面絕對二氧化碳涌出量，根據《新疆呼圖壁縣西溝煤

礦2011年瓦斯涌出量報告》取0.45m7min

K-掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數一般取1.5?2

即：Q=100X0.45X2/1.5=60mVmin

②按掘進工作面同時工作的最多人數計算：

Q堀=4XNXK=4X25X1.25=125(m7min)

式中：4一每人每分鐘4m，的風量

N一工作面同時工作的最多人數取25

K-備用系數；取1.25

③按炸藥量計算：綜掘機掘進破煤不需要使用炸藥。

④按風速進行驗算：

巖巷掘進最低風量：Q掘＞60X0.15S擷

煤巷掘進最低風量：Q?＞60X0.25Sit

巷道最高風量：Q堀＜60X4.0S掘

式中：S規一掘進工作面的斷面積，m2

掘進工作面的風量應滿足：

60X0.25XS掘WQ掘W60X4XS掘

即：按最小風速驗算，掘進工作面最小風量

Q握小＞60X0.25X15=225m7min

按最高風速驗算，掘進工作面最大風量

Q堀大V60X4.0X15=3600m7min

經驗算掘進工作面的需風量選取最小風速要求225m;'/min即可滿足要

求。

⑤安局扇位置風量計算

按照風量計算結果選擇FBD6.0-2X15局扇滿足要求。此局扇開單機

即可滿足風量要求，取吸風量300/min,按照吸風量計算局扇所在位置最小

配風量

按局部通風機吸風量計算：

Q掘=。通XI+Q巷=300X1+225

=525m'7min=8.75m7S

式中：Q通一掘進工作面局部通風機額定風量（根據掘進工作面需風量計算

選取FBD6.0?2X15型對旋風機最小吸風量300m3/min）

I一掘進工作面同時運轉的局部通風機臺數，1臺：

Q巷一所在巷道的最小風量（取最大巷道設計斷面15nl2按照最低風速

要求Q巷=0.25XSm2=0.25X15X60=225m7min）

按照以上計算，綜合機械化掘進需要風量8.75n)3/S

二、炮掘進工作面風量計算：

①按照瓦斯、二氧化碳涌出量計算：

a、按瓦斯涌出量計算：Q=100q?.K

式中：q掘一掘進工作面絕對瓦斯涌出量，根據《新疆呼圖壁縣西溝煤礦2011

年瓦斯涌出量報告》取0.43m7min

K-掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數一般取1.5?2

即：Q=100X0.43X2=86m7min

b、按二氧化碳涌出量進行計算：Q=100q?.K/1.5

式中：q捉-掘進工作面絕對二氧化碳涌出量，根據《新疆呼圖壁縣西溝煤

礦2011年瓦斯涌出量報告》取0.45m3/min

K-掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數一般取1.5?2

即：(2=100X0.45X2/1.5=60m7min

②按掘進工作面同時工作的最多人數計算：

Q堀=4XNXK=4X25X1.25=125(m3/min)

式中：4一每人每分鐘4m，的風量

N一工作面同時工作的最多人數取25

K-備用系數；取1.25

③按炸藥量計算：

Q堀=10A=10X30=300m7min

Q摑--爆破后工作面所需風量

A一同時爆破的炸藥量；取22kg

10—三級煤礦許用炸藥每公斤需風量

④按最低風速進行驗算：

巖巷掘進最低風量：Q掘＞60X0.15S提

煤巷掘進最低風量：Q掘＞60X0.25S報

巖煤巷道最高風量：Q掘＜60X4.OS提

式中：S掘一掘進工作面的斷面積，m2巷道寬5m高3.3m

掘進工作面的風量應滿足：

60X0.25XS掘WQ據W60X4XS提

即：按最小風速驗算，掘進工作面最小風量

Q堀小＞60X0.25X15=225m7min

按最高風速驗算，掘進工作面最大風量

Q堀大＜60X4.0X15=3600m7min

根據上述計算比較，炮掘進工作面的需風量選取炸藥消耗風量

225m7min即為工作面所需風量。

⑤安局扇位置風量計算

按照風量計算結果選擇FBD6.0^X15型號局扇（風量300?440m3/min,

風壓750?4750Pa）即可滿足要求。此局扇開單機吸風量300m：'/min滿足風

量要求，按照需風量計算局扇所在位置最小配風量。

按局部通風機吸風量計算：

Q通XI+Q巷=300X1+225

=525m'7min=8.75m3/S

式中：Q通一掘進工作面局部通風機額定風量（根據掘進工作面需風量計算

選取FBD-N0.6.3型對旋風機單機吸風量380m3/min）

I一掘進工作面同時運轉的局部通風機臺數，1臺：

Q巷一所在巷道的最小風量（按照最低風速要求Q巷=0.15Xm=0.25X

15X60=225m7min）

按照以上計算，炮掘工作面需要風量8.75m3/S

3、井下碉室所需新鮮風流的風量

各個獨立通風的碉室供風量，應根據不同的碉室分別計算。

①井下中央水泵房實際需要的風量可按機電設備運轉的發熱量計算，

即：Q水=49.97(0SW/At)=49.97(0.02X600/4.5)

=133.25m7min=2.22m：7S

式中：。一水泵房嗣室的發熱系數，取0.02(表1)

2W一機電碉室內所有電動機總功率，Kw

△t一機電碉室進、回風氣溫差，。C

②井下中央變電所實際需要的風量可按機電設備運轉的發熱量計算,

即：Q水=49.97（。SW/At）=49.97（0.03X1512/4.5）

=503.7m3/min=8.4m3/S

式中：。一水泵房碉室的發熱系數，取0.03（表1）

2W一機電碉室內所有電動機總功率，Kw

△t一機電碉室進、回風氣溫差，℃

機電碉室發熱系數表（表1）

機電碉室名稱發熱系數（9）

空氣壓縮機房0.15?0.23

水泵房0.01-0.04

變電所、絞車房0.02-0.04

井下碉室需風量合計：10.62m7s

4）其他巷道實際需風量：

《煤礦安全規程》第136條規定：其他通風和人行巷道的風量按最低

風速0.15m/s計算

①+1670m石門需風量：

Q#=0.15XS=0.15X15X60=135m3/mi=2.25m75

式中：S—Hl670m石門斷面積

②+1610m石門需風量：

Q*=0.15XS=0.15X10.57X60=95.13m7min=l.59m3/S

式中：S-+1610m石門斷面積

③+1650m石門需風量：

Qjt=0.15XS=0.15X11.15X60=100.35m7min=l.67m：7S

式中：S-+1650m石門斷面積

@+1610m皮帶搭接巷需風量：

Q*=0.15XS=0.15X19.29X60=173.61m7min=2.89m7S

式中：S-+1610m皮帶搭接巷斷面積

⑤+1650m皮帶聯絡巷需風量：

Q#=0.15XS=0.15X11.86X60=106.74m7min=l.78m3/S

式中：S-+1650m皮帶聯絡巷斷面積

其他巷道風量合計：10.18n?/S

礦井總需風量為：

Q礦井=(18.9+8.75+8.75+10.62+10.18)XI.2

=68.64m3/s,取69m'/s。

4.2礦井風量分配

1、按照礦井設計2018年用風最大時期為：一個綜采工作面，一個綜

掘工作面，一個炮掘工作面同時作業時期，對此時進行風量分配

回采工作面：20m3/s；

綜掘工作面：9m3/s；

炮掘工作面：9m3/s；

采區變電所：12m7s；

其它風量：llm'/s。

風量分配及風速詳見表4-l-2o

礦井風量分配表

表4-1-2

用風地點配風量

回采工作面20m3/s；

綜掘工作面9m3/s；

炮掘工作面9m3/s；

機電嗣室12m3/s；

其它巷道風量llm3/s；

合計61m3/s

第五章通風負壓及等積孔計算

5.1負壓計算

礦井采用分區式通風，按照各風井服務時期分別計算負壓。通風總阻

力按下式計算：

h=h摩+h局+1%

式中：

h——礦井通風總阻力，Pa；

h摩一一井巷摩擦阻力，Pa；

h局——井巷局部阻力，Pa；

hn---自然風壓，Pa。

井巷摩擦阻力按下式進行計算：

h^Za.XLiXPiXQVS31

式中：

24

a,——井巷摩擦阻力系數，N-s/m;

L——井巷長度，m；

Pi——井巷凈周長，m；

Qi---井巷通風量，m7s；

2

Si——井巷通風凈斷面積，mo

該項目為改建項目，礦井通風局部阻力按井巷摩擦阻力的15%計算。

礦井開采深度未超過400m,無需計算自然負壓。

礦井風井服務期內，容易時期、困難時期負壓計算見插表4-1-3、4-1-4。

5.2等積孔

礦井等積孔(A)按下式計算：

A=lA9xQ/4h(*

根據上述計算，礦井風井服務時期通風容易時期最小負壓、通風困難時

期最大負壓結果詳見表4-『5。

風機服務時期負壓計算結果表

表4-1~5

項目容易時期困難時期

最小負壓(Pa)等積孔(n?)最大負壓(Pa)等積孔面)

斜風井493.672.78538.982.66

計算結果表明：經通風系統調整后，全礦井屬通風容易礦井，即小阻

力礦井。

第六章礦井通風設備的選擇

6、1礦井通風設備的要求

1、礦井通風設備是指主要通風機和電動機

2、礦井每個裝備主要通風機的風井，必須在地面裝設兩套同等能力的

通風設備，其中一套工作，一套作備用，交替工作。

3、選擇通風設備應滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使通風設

備長期高效率運行。當工況變化較大時，應根據礦井分期時間及節牟情況,

分期選擇電動機。

4、風機能力應留有一定的余量。

5、進、回風井井口的高差在150nl以上，或進、回風井井口標高相同，

但井深400m以上時，宜計算礦井的自然風壓。

6、主要通風機必須裝有反風設備，必須能在lOmin內改變巷道中的風

流方向。

7、裝有主要通風機的回風井口，應安裝保護通風機的防爆門。

6.1選擇主扇

現礦井選用兩臺FBCDZNo：20/2X110型同型號礦用隔爆型地面抽出式

軸流通風機，其中一臺運轉，一臺備用，額定功率2X110kW,額定風量2580?

5400m：7min,靜壓650?2300Pa。

6.1.1計算風源（主扇）必須產生的風量和負壓

1.風源產生的風量：

Qy=kQ

其中Q——礦井總需風量，m7s；

k——設備漏風系數，取1.05

=69X1.05=72.45m7s

2.風源產生的靜壓：

hfmax=1.15hrmax+h?=1.15X6.378+98.32=105.65Pa

其中h_一風源產生的最大靜壓，Pa；

hN——礦井通風困難時期的礦井負壓，Pa；

6.1.2風機型號、臺數及配套電機的選擇

依據上述計算結果現安裝FBCDZNQ：20/2X110型礦用隔爆軸流式風機,

配套電機型號為YBF2-315L2-8,電機功率為2義UOKw,風機風量范圍2580?

5400m7min,靜壓650?2300Pa。，電機轉速為740轉/分鐘，葉片安裝角

15°~45°連續可調，葉輪最高全壓效率為0.83,裝置最高全壓效率為

0.80,最高靜壓效率為0.75,反風量75%以上，完全符合礦井通風要求。

根據《煤礦安全規程》要求，低沼氣礦井主要通風設備必須有兩套，一

套運轉，一套備用。

6.2對礦井主要通風設備的要求

1、礦井主扇必須裝置兩套同等能力的裝置（包括電動機），其中一套運

轉，一套備用，備用一套必須在10分鐘內起動。

2、主扇要有靈活可靠、合乎要求的反風裝置和防爆門，要有規格質量

符合要求的風碉和擴散器。

3、礦井主扇應有兩路直接由變（配）電所的供電線路，線路上不得接

任何負荷。

4、主扇和電動機的機座必須牢固耐用，要設置在不受采動影響的穩定

地層上。

第七章礦井空氣調節

本礦屬大陸性干旱氣候，冬季最低氣溫-30（根據《煤礦安全規程》要

求，礦井進風口氣溫不得低于2（。

1、空氣加熱方式：

本礦井通風方式采用抽出式通風，為保證礦井安全生產，使礦井井筒在

冬季不結冰，在礦井主副井井口附近均設置空氣加熱室。

井筒空氣加熱均采用冷熱空氣在井口房混合的有風機進風方式，室外冷

空氣經進風百葉進入空氣加熱室，通過空氣加熱器加熱后，由通風機送入

井口房與室外冷空氣混合，利用井筒負壓經井筒進入礦井。

2、計算條件

(1)主斜井井筒防凍

主井進風量：30m3/s

冬季極端最低平均溫度：T8.5C

熱風計算溫度：25℃

井口冷熱風混合溫度：2℃

加熱熱媒：110℃高溫乳化液；

主井筒防凍熱負荷：

Ql=Gcp(t2-tl)=30Xl.248X1.01X(2+18.5)=775KW

考慮1.10的富余系數Q1=L10X775=852.5KW

(2)副斜井井筒防凍

副井進風量：39m3/s

冬季極端最低平均溫度：T8.5℃

熱風