煤礦局部通風(fēng)設(shè)計(jì)
膠帶大巷掘進(jìn)局部通風(fēng)設(shè)計(jì)
為確保礦井的正常生產(chǎn)，根據(jù)采掘銜接設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)準(zhǔn)備開掘15號(hào)煤膠帶大巷。為確保礦井安全生產(chǎn)，特制定局部通風(fēng)設(shè)計(jì)如下：
一、通風(fēng)系統(tǒng)
主斜井、副斜井新風(fēng)直接進(jìn)入15號(hào)煤膠帶大巷和15號(hào)煤軌道大巷，該掘進(jìn)工作面屬實(shí)體煤開采，瓦斯涌出量小，局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在15#煤膠帶大巷與第一聯(lián)絡(luò)巷丁字口南10m以外的膠帶大巷新鮮風(fēng)流中。
二、支護(hù)設(shè)計(jì)
斷面形式為矩形或拱形斷面；支護(hù)形式均采用錨網(wǎng)索+噴砼支護(hù)；巷道凈寬4.2m、凈高2.5m，凈斷面積10.5m2，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度537m。
三、風(fēng)量計(jì)算：
1、按瓦斯涌出量計(jì)算
??????? Q掘=100×q瓦掘×k掘通??? m3/min
式中：
Q掘? —為該掘進(jìn)工作面需風(fēng)量? m3/min。
q瓦掘—為該掘進(jìn)工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量0.09 m3/min。（根據(jù)我礦2012年度瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告，礦井15號(hào)煤?jiǎn)蝹€(gè)掘進(jìn)工作面最大瓦斯涌出量0.2 m3/min）；
k掘通—為該掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.5
Q掘＝100×0.2×1.5＝30 m3/min
2、按二氧化碳的涌出計(jì)算
??????? Q掘=67×q碳掘×k掘通??? m3/min
式中：
Q掘—為一個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際所需風(fēng)量m3/min。
q碳掘—為掘進(jìn)工作面回風(fēng)流二氧化碳的絕對(duì)涌出量1.23 m3/min
k掘通—為二氧化碳涌出不均衡系數(shù)1.2
Q掘=67×1.23×1.5=124 m3/min
3、按炸藥量計(jì)算
Q掘=25A＝25×8=200 m3/min
式中：
?A-掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量。
?25—每公斤炸藥需共給的風(fēng)量
4、按工作面最多人數(shù)（每人每分需用4m3風(fēng)量）計(jì)算
Q＝4kn＝4×1.5×15＝90m3/min
式中：
k—風(fēng)量備用系數(shù),取1.5?????
n—工作面最多人數(shù),取15人
5、按最低風(fēng)速計(jì)算
15#煤膠帶大巷為煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：
故：Q掘=15·Shf
式中：
Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/min；
Shf——掘進(jìn)工作面巷道凈斷面積。凈斷面10.5m2。
15——有瓦斯涌出的煤巷和半煤巖巷最低允許風(fēng)速，m/min。
故：Q掘=15×10.5=158m3/min
由以上計(jì)算可知，確定15#煤膠帶大巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量為158m3/min。
6、按照風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算
a）、按煤巷最小風(fēng)速驗(yàn)算
Q=60×0.25·Shf???? 故Q=60×0.25×10.5=158m3/min
b）、按照最大風(fēng)速驗(yàn)算
Q≤60×4.0·Shf???? 故Q=60×4×10.5=2520m3/min
Shf——掘進(jìn)工作面巷道凈斷面積，10.5m2。
故：15#煤膠帶大巷158 m3/min≤200m3/min≤2520 m3/min符合規(guī)定。
7、按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算全風(fēng)壓風(fēng)量
Q=Q局·I+60×0.15·Shd
Q局——局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，取最大值360m3/min；
I? ——掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)；
Shd——局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道最大斷面，m2。
15#煤膠帶大巷掘進(jìn)工作面配置兩臺(tái)FBD No5.6/2×15kw局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)（一用一備），最大吸風(fēng)量360m3/min，局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)的巷道最大斷面為12.39m2。
故：Q=360×1+60×0.15×12.39=472 m3/min
由以上計(jì)算可知，確定15#煤膠帶大巷掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)全風(fēng)壓風(fēng)量所需風(fēng)量為472m3/min。
四、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒的選型
1、風(fēng)機(jī)選型
通過以上計(jì)算及驗(yàn)算，來選擇局部通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)工作面的需要風(fēng)量，考慮局部通風(fēng)距離、風(fēng)筒直徑、風(fēng)筒質(zhì)量、管理等因素，按下式計(jì)算：
Q局=Ki×Q掘
式中：Q局----局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量；
? ??Q掘----掘進(jìn)工作面需要的需風(fēng)量；
Ki-----風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)，根據(jù)通風(fēng)距離、風(fēng)筒直徑、風(fēng)筒質(zhì)量、管理等因素確定，見下表：
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風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)表
風(fēng)筒最大長(zhǎng)（m） | ＜500 | 500～1000 | 1000～1500 | ＞1500 |
風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù) | 1.00 | 1.05 | 1.10 | 1.20 |
15#煤膠帶大巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度600米，通風(fēng)距離選擇風(fēng)筒最大長(zhǎng)度500～1000米。
故：Q局=1.05×200=210m3/min。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，參照“常用局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量表”選用FDo5.6/2*15KW型對(duì)旋風(fēng)機(jī)。
常用局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量表
編號(hào) | 型?? 號(hào) | 風(fēng)量 | 風(fēng)壓 | 絕緣 | 電機(jī)型號(hào) | 電壓 | 電流 |
1 | FBD No5.0/2*5.5kw | 160-240 | 2540-320 | F | YBF132S1-2 | 380/660 | 11.1/6.4 |
2 | FBD No5.6/2*7.5kw | 170-270 | 3155-400 | F | YBF132S2-2 | 380/660 | 14.8/8.66 |
3 | FBD No5.6/2*11kw | 190-310 | 3500-550 | F | YBF160M1-2 | 380/660 | 21.8/12.59 |
4 | FBD No5.6/2*15kw | 210-360 | 3850-580 | F | YBF160M2-2 | 380/660 | 29.4/16.97 |
5 | FBD No5.6/2*18.5kw | 256-440 | 5470-660 | F | YBF160L-2 | 380/660 | 35.5/20.5 |
6 | FBD No6/2*22kw | 320-500 | 5700-800 | F | YBF180M2-2 | 380/660 | 42.2/24.1 |
2、風(fēng)筒選型
（1）、選型原則：風(fēng)筒直徑能保證在最大通風(fēng)長(zhǎng)度時(shí)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量能滿足工作面實(shí)際所需風(fēng)量的要求；在巷道斷面允許的情況下，盡可能選擇直徑較大的風(fēng)筒，以降低風(fēng)阻，減少漏風(fēng)，節(jié)約通風(fēng)電耗。
（2）、風(fēng)筒的阻力
風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)與百米風(fēng)阻值
風(fēng)簡(jiǎn)直徑／mm | 300 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
α╳104/N·s2·m－4 | 53 | 45 | 41 | 38 | 32 | 30 | 29 |
R100/N·s2·m－8 | 412 | 94 | 34 | 14.7 | 6.5 | 3.3 | 2.0 |
（3）風(fēng)筒的漏風(fēng)
正常情況下，膠布風(fēng)筒接口、全長(zhǎng)的壁面和縫合針眼都有漏風(fēng)，所以風(fēng)筒漏風(fēng)屬于連續(xù)的均勻漏風(fēng)。
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柔性風(fēng)筒的百米漏風(fēng)率
通風(fēng)距離/m | ＜200 | 200～500 | 500～1000 | 1000～2000 |
η漏100% | ＜15 | ＜10 | ＜3 | ＜2 |
（4）風(fēng)筒選擇
綜合以上因素，根據(jù)巷道最大斷面S=10.5m2，因此風(fēng)筒選用直徑Φ600mm膠質(zhì)阻燃風(fēng)筒。
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巷道斷面S/ m2 | 最小風(fēng)筒直徑/mm | 備注 |
S＜5 | 400 | ? |
5≤S＜8 | 500 | ? |
8≤S＜12 | 600 | ? |
12≤S＜15 | 800 | ? |
巷道斷面與風(fēng)筒規(guī)格配套標(biāo)準(zhǔn)
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3、風(fēng)機(jī)安裝?
巷道開工前，由施工單位負(fù)責(zé)根據(jù)《作業(yè)規(guī)程》及局部通風(fēng)設(shè)計(jì)要求，向機(jī)電部門申請(qǐng)，機(jī)電部門根據(jù)申請(qǐng)配置局部通風(fēng)機(jī)交施工隊(duì)進(jìn)行安裝。
壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置，必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m，距離底板大于0.3m，附近5m內(nèi)頂板完好，衛(wèi)生清潔，無淋水，電纜懸掛整齊。全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量，嚴(yán)禁發(fā)生循環(huán)風(fēng)。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在15#煤膠帶大巷與第一聯(lián)絡(luò)巷丁字口南10m以外的膠帶大巷內(nèi)的進(jìn)風(fēng)流中；風(fēng)機(jī)安裝后必須經(jīng)機(jī)電科、通風(fēng)科、使用隊(duì)組共同驗(yàn)收合格后交溫州建峰項(xiàng)目部，局部通風(fēng)機(jī)必須由指定人員負(fù)責(zé)管理，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
五、安全管理
1.局部通風(fēng)機(jī)（包括備用局部通風(fēng)機(jī)）的“三專三閉鎖”供電管理
井下局部通風(fēng)供電必須做到“三專三閉鎖”，掘進(jìn)供電必須做到雙電源、雙局部通風(fēng)機(jī)和主、備局部通風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換，實(shí)行掛牌專人管理。安裝時(shí)必須有甲烷電和風(fēng)電閉鎖。
雙電源：1）主局部通風(fēng)機(jī)電源；2）動(dòng)力設(shè)備、備用局部通風(fēng)機(jī)電源：
雙局部通風(fēng)機(jī)：主局部通風(fēng)機(jī)，備用局部通風(fēng)機(jī)
??? 三專：1）主局部通風(fēng)機(jī)必須由專用高、低壓開關(guān)；2）專用變壓器；3）專用供電線路供電。
?? 三閉鎖：1）甲烷電閉鎖：當(dāng)瓦斯超限后，必須立即切斷局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)力設(shè)備電源，并閉鎖。
2）風(fēng)電閉鎖：主局部通風(fēng)機(jī)不工作，必須切斷局部通風(fēng)供風(fēng)區(qū)域內(nèi)的所有非本質(zhì)安全型電器設(shè)備的電源；
3)主、備局部通風(fēng)機(jī)閉鎖：當(dāng)主局部通風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，備用局部通風(fēng)機(jī)必須自動(dòng)開啟；備用局部通風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，主局部通風(fēng)機(jī)只許人工開啟；當(dāng)雙電源同時(shí)掉電再恢復(fù)送電時(shí)，主局部通風(fēng)機(jī)、備用局部通風(fēng)機(jī)均在待用狀態(tài)，只許人工起動(dòng)。當(dāng)主局部通風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，備用局部通風(fēng)機(jī)自動(dòng)開啟運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)；掘進(jìn)工作面必須停止工作、撤出人員，主局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，備用局部通風(fēng)機(jī)在待用狀態(tài)時(shí)，方可恢復(fù)正常作業(yè)。
風(fēng)電閉鎖與甲烷電閉鎖必須具備以下功能：?
1）當(dāng)15#煤膠帶大巷掘進(jìn)面甲烷濃度超過斷電濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，并切斷15#煤膠帶大巷掘進(jìn)工作面全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源并閉鎖，甲烷濃度低于復(fù)電濃度時(shí)，自動(dòng)解鎖。?
2）15#煤膠帶大巷掘進(jìn)面局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒風(fēng)量低于規(guī)定值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)切斷15#煤膠帶大巷掘進(jìn)工作面全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源并閉鎖，當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒恢復(fù)正常工作時(shí)，自動(dòng)解鎖。?
??? 2.風(fēng)筒及通風(fēng)設(shè)施的管理
風(fēng)筒是確保掘進(jìn)工作面供給足夠有效風(fēng)量的關(guān)鍵設(shè)備，必須加強(qiáng)管理與維護(hù)。風(fēng)筒接設(shè)與管理應(yīng)符合下列要求：?
1）必須采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒、有煤安標(biāo)志的風(fēng)筒。風(fēng)機(jī)出口必須使用能防止風(fēng)流回串的三通聯(lián)接。?
2）懸掛風(fēng)筒的拉線至少每隔30m進(jìn)行一次固定，拉線要與巷道坡度一致，風(fēng)筒吊掛高度不低于1.6m。風(fēng)筒拐彎處設(shè)彎頭或緩慢拐彎（90度及以下的拐彎必須設(shè)彎頭），不準(zhǔn)拐死彎。異徑風(fēng)筒接頭用過度節(jié)，先大后小，不準(zhǔn)花接。
3）風(fēng)筒接頭嚴(yán)密，無破口、無反接頭，軟質(zhì)風(fēng)筒接頭要反壓邊，反壓邊要規(guī)正，嚴(yán)密不漏風(fēng)，硬質(zhì)風(fēng)筒接頭要加墊，上緊螺釘。?
4）風(fēng)筒無破口，修補(bǔ)破口的補(bǔ)丁要剪裁正規(guī)，粘貼牢固。風(fēng)筒吊掛要平、直、穩(wěn)，要逢環(huán)必掛，要貼幫貼頂，隨巷道起伏；吊掛材料要相同，吊掛方式要統(tǒng)一，30m長(zhǎng)度內(nèi)高低差不大于50mm。?
5）風(fēng)筒要編號(hào)管理，貼號(hào)向外，號(hào)碼正規(guī)大小一致，距接頭1m,并在一條直線上（臨時(shí)風(fēng)筒除外）。?
6）風(fēng)筒上的塵、漿由施工單位負(fù)責(zé)清掃或沖洗。
7）掘進(jìn)工作面迎頭前兩節(jié)使用舊風(fēng)筒，人為破壞一節(jié)風(fēng)筒按風(fēng)筒原值的2倍進(jìn)行處罰。?
8）采掘工作面準(zhǔn)備每天不少于1節(jié)的備用風(fēng)筒，以滿足生產(chǎn)需要。所有使用風(fēng)筒的工作面的備用風(fēng)筒必須疊放整齊，全部存放在統(tǒng)一的硐室內(nèi)，備用風(fēng)筒放置地點(diǎn)距迎頭不的大于100m。
9）跟班隊(duì)干要仔細(xì)檢查掘進(jìn)工作面通防設(shè)施、風(fēng)筒吊掛情況，嚴(yán)禁隨意斷開風(fēng)筒，風(fēng)筒有脫節(jié)、落地現(xiàn)象時(shí)，班組長(zhǎng)要負(fù)責(zé)立即處理。風(fēng)筒出口距工作面距離不得大于10米。
10）任何人不得隨意停開局扇，因檢修等原因需停止局扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須提前辦理有計(jì)劃停風(fēng)手續(xù)，否則不準(zhǔn)停風(fēng)。
11）行人經(jīng)過風(fēng)門時(shí)，嚴(yán)禁同時(shí)打開兩道風(fēng)門，必須過一道關(guān)一道，通風(fēng)設(shè)施及前后5米范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆放材料和雜物。?
12）、甲烷傳感器及甲烷斷電儀由監(jiān)控中心監(jiān)管，任何人不得拆卸和損壞。
3.安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理
1）、監(jiān)測(cè)儀表安裝：在距工作面迎頭5m，距頂板300mm，距風(fēng)筒另一側(cè)巷幫200mm處，懸掛甲烷傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)工作面的瓦斯涌出情況。在掘進(jìn)工作面距回風(fēng)口10m—15m，距頂板300mm，距風(fēng)筒另一側(cè)巷幫200mm處懸掛甲烷傳感器，連續(xù)監(jiān)測(cè)回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?。掘進(jìn)機(jī)安設(shè)機(jī)載式甲烷報(bào)警斷電儀。
2）、工作面因瓦斯?jié)舛瘸迶嚯姾?、?fù)電前，必須由當(dāng)班瓦檢員檢查證實(shí)；工作面及回風(fēng)流瓦斯?jié)舛染∮?.8%，方可恢復(fù)掘進(jìn)工作面供風(fēng)巷道內(nèi)的一切電器設(shè)備的電源。?
3）、工作面甲烷傳感器的報(bào)濃警濃度、斷電度、復(fù)電濃度分別為≥0.8%、≥1.2%、<0.8%，回風(fēng)流甲烷傳感器的報(bào)濃警濃度、斷電度、復(fù)電濃度分別為≥0.8%、≥0.8%、<0.8%。?
4）、監(jiān)測(cè)電纜必須使用專用電纜，應(yīng)同動(dòng)力電纜分掛在巷道的兩側(cè)，因條件限制，必須在同一側(cè)懸掛時(shí)，應(yīng)在動(dòng)力電纜上方至少0.1m處懸掛，應(yīng)在風(fēng)筒或水管以上至少0.3m處懸掛。?
5）、風(fēng)筒傳感器必須隨著巷道的前進(jìn)而跟進(jìn)，傳感器時(shí)刻保持在風(fēng)筒的末端。
6）、現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)隊(duì)沖洗巷道積塵時(shí)，嚴(yán)禁水流直射瓦斯監(jiān)控電纜接線盒、傳感器、分站等瓦斯監(jiān)控設(shè)備。
7）、工作面甲烷傳感器的挪移、回撤移動(dòng)管理
⑴工作面甲烷傳感器的續(xù)線、挪移、回撤移動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)隊(duì)跟班隊(duì)長(zhǎng)必須電話匯報(bào)礦調(diào)度監(jiān)控中心，經(jīng)調(diào)度監(jiān)控中心同意并記錄臺(tái)賬后方可移動(dòng)。
⑵巷道維修地點(diǎn)需對(duì)監(jiān)測(cè)線纜落地時(shí)，要在維修地點(diǎn)前后20米范圍內(nèi)用鋼管對(duì)監(jiān)測(cè)線纜進(jìn)行保護(hù)，再用舊皮帶做表層防護(hù)。
⑶挪移、回撤移動(dòng)甲烷傳感器必須由當(dāng)班隊(duì)長(zhǎng)（班長(zhǎng)）負(fù)責(zé)，與瓦斯檢查員二人共同完成傳感器的挪移、回撤及再吊掛過程，其他人不得私自移動(dòng)工作面甲烷傳感器。在挪移傳感器時(shí)必須輕挪輕放，移動(dòng)過程中必須兩手操作，一手緊握固定板吊環(huán)，一手托住甲烷傳感器下部；面對(duì)甲烷傳感器觀察數(shù)值變化。另一人負(fù)責(zé)回撤收放瓦斯監(jiān)控電纜，移動(dòng)過程中兩人必須相互配合，嚴(yán)禁碰撞傳感器或手拽傳感器電纜，防止傳感器摔落至巷道底板。禁止硬拉硬拽，做到輕拿輕放。
⑷工作面爆破后，由當(dāng)班隊(duì)長(zhǎng)（班長(zhǎng)）、當(dāng)班工作面甲烷傳感器專職監(jiān)管人對(duì)甲烷傳感器進(jìn)行再次吊掛。瓦斯檢查員要檢查航空插頭接頭與甲烷傳感器是否連接緊固，緊固圈是否緊到位，做到“三扎一固定”。
六、附圖
1.局部通風(fēng)系統(tǒng)示意圖
2.瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控布置示意圖
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