交子裡盤區設計方案
柳灣煤礦通風區
2023年11月3日
交子裡盤區設計方案
一、通風設計的內容與要求
礦井通風設計的基本任務是建立乙個安全可靠、技術先進和經濟合理的礦井通風系統。本次通風設計主要是確定交子裡回風井負責區域的風量，滿足「以風定產」的要求，保證交子裡盤區通風能力達到設計產量的要求，確保通風系統具有較強的抗災能力，當井下一旦發生災害事故時能將災害控制在較小範圍，並能迅速恢復生產。
礦井通風設計一般分為基建時期和生產時期，分別進行設計計算。
1、交子裡風井基建時期的通風
基建時期的通風指開鑿井筒、井下硐室、施工軌道巷、回風巷、皮帶巷時的通風，此時期多用區域性通風機對獨頭巷道通風，當兩個井筒貫通後，主要通風機安裝完畢。便可使用主要通風機對已開鑿的井巷實行全風壓通風。
2、交子裡盤區生產時期的通風
生產時期的通風指交子裡盤區投產後，包括開拓、掘進、採煤工作面的通風及其他巷道的通風。由於交子裡盤區為我礦主採區，服務年限較長，按通風阻力最小時為通風容易時期和通風阻力最大時為通風困難時期分別進行設計計算，並選出對此兩時期通風皆為適宜的裝置。
3、交子裡風井
1）確定通風系統；
2）礦井風量計算和風量分配；
3）礦井通風阻力計算；
4）礦井通風機選型；
5）概算通風費用。
4、交子裡風井通風設計的要求
1）將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產和創造良好的勞動條件；
2）通風系統簡單，風流穩定，易於管理，具有抗災能力；
3）發生事故時，風流易於控制，人員便於撤出；
4）有符合規定的井下環境及安全監測系統或檢測措施；
5）通風系統的基建投資省、營運費用低、綜合經濟效益好。
二、擬定礦井通風系統
交子裡盤區設計生產能力為300萬噸，礦井2023年瓦斯等級鑑定結果相對湧出量為：0.52m3/t，絕對湧出量：
2.54m3/min，瓦斯等級為低瓦斯礦井，煤層具有自燃傾向性，自然發火期6—12個月，煤塵具有**性，**指數24.76—27.
25%。針對此情況我礦擬定交子裡回風井負責交子裡盤區。結合柳灣礦採掘布置，定為5個進風井、3個回風井，礦井通風方式為分割槽式，通風方法為抽出式。
三、交子裡盤區風量計算
1、交子裡盤區風量計算原則。
礦井需風量，按下列要求計算並採取其中最大值。
1）按井下同時工作最多人數計算，每人每分鐘供給風量不少於4m3/min。
2）按採煤、掘進、硐室及其他實際需風量總和進行計算。
按實際需要計算風量時，為保證最遠處掘進工作面風量，保證區域性通風機全風壓供風量不少於局扇吸風量的1.43倍。
2、按井下同時工作的最多人數計算
q=4nk m3/min
式中：n --------井下同時工作的最多人數，取350人；
4--------井下工作人員供風標準，每人4m3/min.人;
k--------產量不均衡係數，備用工作面的風量係數和礦井內部漏風係數的總概括，取1.35
q=4×350×1.35=1890m3/min
3、按採掘、硐室及其他地點實際需風量計算
1）使用公式
q交=（∑q採+∑q掘+∑q硐+∑q備+∑q其它）×k礦通
式中：∑q採--------採煤工作面實際需風量的總和；
∑q硐--------硐室實際需要風量的總和；
∑q備--------備用工作面實際需風量的總和，工作面採高和長度相同的備用工作為回採工作面風量的一半；
∑q其它-------其它巷道需風量的總和；
k礦通--------礦井通風係數（低瓦斯礦抽出式通風取1.15）
四、交子裡盤區範圍內的風量計算
1、採煤工作面風量計算（交01、10#煤）
1）按工作面進風流溫度計算
（1）q採=q基本×k採高×k採區長×k溫
式中：q基本-------不同採煤方式工作面所需的基本風量；
（q基本=l平均控頂距×h工作面實際採高×70×v適宜風速）
k採高--------回採工作面採高調整係數，到1.5；
k採面長-------回採工作面長度調整係數，取1；
k溫--------回採工作面溫度與對應風速調整係數，取1。
q基本=3.64×1.5×70%×60=229m3/min
q採高01=229×1.5×1×1=344m3/min
q備交05=0.5q採高01=172m3/min
(2)按工作面人數計算
q=4n
式中：n-------工作面同時工作最多人數，取40人。
q=4×40=160m3/min
(3)按工作面ch4湧出量計算
q=100×q×k
式中：q--------ch4絕對湧郵量，取1.72
k--------ch4湧出量不均勻係數，取1.5
q=100×1.72×1.5=258m3/min
(4)按風速驗算最大、最小風量
q最大=5×s×60=1638m3/min
q最小=0.25×5.46×60=82m3/min
通過風量計算，q交01取最大值為344m3/min，經風速驗算，符合要求。
2）掘進工作面風量計算（交02材，11#煤）
（1）按瓦斯湧出量計算
q掘=100×q掘×k
式中q掘-------掘進工作面瓦斯絕對湧出量，取1.72
k--------瓦斯湧出不均勻備用風量係數，取1.5
q掘=100×1.72×1.5
=258m/分
②按區域性通風機實際吸風量計算
q掘=q局×n+15s
=200×1+15×7.23
=308 m/min
③按掘進工作面作業人數計算
q=4n
=4×45
=140 m/min
④按最大裝藥量計算
q掘=25a=25×3.7=92.5 m/分
⑤按風速進行驗算
15s掘< q掘<240 s掘
108< q掘<1735
經驗算交子裡盤區02材風量取308 m/分
※ 同理交子裡盤區02運風量取322 m/min
3) 採煤工作面風量計算（交04 11#煤）
① q採= q基本×k採面×k採區長×k溫
q基本=3.89×3.3×70%×60
=539 m/min
式中 q基本=不同採煤方式工作面所需的基本風量
q基本=l平均控頂距×h工作面採高×70%×v適宜風速
k採高--------採高調整係數取1.5；
k採面長-------回採高長度調整係數取1；
k溫取0.9。
q採=539×1.5×1×0.9
=728 m/min
②按工作面人數計算
q=4n
式中：n--------工作面同時工作最多人數取40人
q=4×40=160 m/min
③按工作面ch4湧出量計算
q=100×1.72×1.5=258 m/min
④按風速驗算最大最小風量
q最大=5×s×60
5×8.9×60
=2695 m/min
q最小=0.25×s×60=134 m/min
15s通過風量計算交子裡盤區04工作面風量為728 m/min
則q交06備=0.5q交04採=364 m/min
4）各種硐室變電所風量確定（共計5個變電所，1個水倉）
①變電所硐室確定為80 m/min
②水倉取60 m/min
5）其它巷道實際需風量
q交皮帶巷前=15×8.36 即 q=0.25×60×s
=125
q交大巷=0.15×60×14=126 m/min
q交膠巷後=15×8.36=125 m/min
q交軌道巷=15×13.8=207 m/min
q交南軌道巷=15×10.08=151 m/min
6）總風量計算
q交總 =（q交01+q交04+q交03備+q交06備+q交02材+q交02運+σq變++q水倉+σq其它）×1.15
344+728+172+364+308+322+400+60+734) ×1.15
=3432×1.15
=3946 m/min
四、交子裡盤區通風阻力計算
（一） 礦井通風阻力計算原則
1 礦井通風的總阻力不應超過2940pa
2 礦井井巷的區域性阻力，新建礦（包括擴建礦井獨立通風的擴建區）宜按井巷摩擦阻力10%計算，擴建礦井宜按井巷摩阻15%計算。
（二） 礦井通風阻力計算
本次通風阻力，針對交子裡風井啟用後負責區域範圍內的最遠通風線路和最近通風線路確定礦井通風阻力。
交子裡盤區通風困難時期確定線路為：
交子裡進風井———立井底———進風聯巷———交子裡軌道巷———交子裡輔助進風巷口———交子裡01材巷口 ———01切巷———01運巷口 ———03回風口處———交子裡輔助回風巷口———交子裡回風巷———交子裡回風聯巷口———交子裡回風聯巷———回風井井底———交子裡回風立井———風硐
交子裡盤區通風容易時期確定線路為：
沿著上述通風阻力最小和最大的風路，分別計算出各區段井巷的摩擦阻力：
hfr=aluq/s(pa)
式中分別是井巷的長度（m）周邊長（m）淨斷面（m2）
q—--——分配給井巷的風量
a———--摩擦阻力係數
沿著上述兩條風路，將各區段的摩阻力累加，並考慮適當的區域性阻力和自然風壓就可計算出交子裡盤區通風容易和困難時期的阻力分為：
hrmin=1.2σhfrmin-hn
hrmax=1.15σhfrmax+hn
自然風壓的計算：
hn=ρgz
式中ρ———空氣密度取1；
g———重力加速度9.8；
z———井口標高差4m；
則hn=1×9.8×4=39（pa）
則hrmin=1.2×598.27-39
=679（pa）
hrmax=1.15×1356+39
=1598（pa）
礦井工況點的選擇
1. 計算通風機風量
qf = kqm
式中qf———主扇的工作風量
k———漏風係數取1.1
qm———礦井需風量
qf =1.1×4145=4560=76 m/min
則交子裡風井工況點為：
（hfmin.，qf）=（679pa，76 m/min）
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