十一矿通风设计.doc

1 -第一章第一章 矿井基本概况矿井基本概况一、井田范围及储量：十一矿位于平顶山市区西部，距市中心 13 公里香山寺南麓井田处在煤田李口向斜的西南端，东起 50 号勘探线与平煤集团公司五矿相邻，西至 59 号勘探线以凤凰岭断层为界，南部为各组煤层露头，北部为无限煤田，目前二水平开采下限为-800M 水平矿井东西走向长为 6.6Km,南北倾斜宽为 3.5Km,井田范围为 23.5KM²十一矿井田现有地质储量 2.21 亿t，工业储量 2.11 亿 t，可采储量 1.53 亿 t二、矿井生产能力：矿井设计能力为 120 万吨，根据豫煤行[2005]576 号文“河南省煤炭工业局关于确定煤矿通风及综合能力核定结果的通知”十一矿核定通风能力 242 万 t/a，核定矿井综合能力 180 万 t/a2005 年原煤生产将达到175 万吨，矿井现有两个水平（-180 水平、-593 水平） ，三个生产采区，即己二采区、丁二采区、丁戊六采区联合生产2006 年度矿井将在上述三个采区内从事采掘作业，计划产量为 175 万吨三、矿井通风方式：矿井通风方式为中央分列抽出式通风，即广场内两个立副井进风，一个斜风井回风。

矿井主要通风机为 BDK-8-NO28 高效对旋风机两台（一台备用） ，其电机功率为 500KW×2，转速为 739 转/min，现风叶角为 27.5 度，矿井需风量 9650m³/min，矿井总排风量为 11380m³/min四、矿井开拓方式：矿井开拓方式为立井—底板水平运输大巷—石门贯穿各组煤层两个水平开拓全井田，一水平副井标高-180m，二水平副井落底标高-593m，水- 2 -平以上、下山方式布置五、开拓方案：（1）丁二采区：本着减少工程量，优化系统，兼顾丁六采区及丁二下部采区的开发，故在采区内布置三条上山分别为：轨道上山、皮带上山、回风上山二水平丁戊石门与-593 西大巷连通将三条上山布置在丁 5-6煤层底板灰岩中使轨道上山、皮带上山与丁六轨道下山、皮带下山接轨，回风上山与丁六总回连通2）己二采区：根据己二采区所处的位置与层位，本着简化系统，减少工程量，缩短工期，早见效益的原则，兼顾下部采区的开发，首先重点对三条下山的位置进行选择将皮带下山、回风下山布置在己 16-17 煤层底板灰岩中，并使三条下山直接与己二上山采区的三条上山接轨，三条下山（两煤一岩）正倾斜布置，轨道下山在皮带下山的西侧，回风下山布置在皮带下山东侧。

三条下山沿煤层侧斜方向布置在采区中部，上部分别与己二上山采区的三条上山及-593 西大巷，石门连通六、矿井瓦斯、水文地质：矿井从 84 年定为高沼矿井以来，一直按高沼矿井进行瓦斯管理，2005 年矿井瓦斯鉴定相对涌出量 7.09M³/t.d,绝对涌出量 22.19M³/min,其中二水平瓦斯相对涌出量为 10.64M³/t.d，绝对涌出量为 11.58M³/min,二水平担负全矿全年产量 80％以上且二水平埋深大、矿压大、瓦斯动力大、局部区域有动力现象，矿井现在仍按高突矿井管理矿井水主要来自寒武系灰岩熔岩裂隙水、顶底版砂岩承压水和大气降水三部分建矿以来矿井最大涌水量为 3497M³/h最小涌水量为340M³/h，矿井受大气降水影响较为敏感，其原因为矿井煤层露头正处在- 3 -青石山与香山、红石岩相交的底凹处，又加之地方矿和小煤窑在浅部开采所造成的塌陷区和裂隙带，大气降水很容易在低洼处积存和通过裂隙渗入井下2005 年矿井最大涌水量为 1892M³/h，其中-180 水平最大涌水量为1002M³/min七、煤层自燃倾向性：十一矿属 I 级自然发火矿井，其目前开采的丁组煤层、己组煤层均有自燃倾向性，发火期 2～3 个月，在生产过程中，曾发生从揭煤到着火期只有 18 天的案例。

从 1980 年 3 月 25 日，己 16-17-11060 架子后发生煤层自燃火灾以后，累计百万吨发火 1.89 次八、各煤层爆炸指数我矿所开采的丁、戊、己三组煤层，经过多次煤样鉴定，煤尘爆炸指数为丁组煤层 37.40%；己组煤层为 33.40%；戊组煤层为 38.89%鉴定数据证明，我矿所开采的丁、戊、己三组煤的爆炸指数均大于 10%，有爆炸的危险性 4 -第二章第二章 矿井通风系统优化设计的可行性论证矿井通风系统优化设计的可行性论证第一节 矿井通风系统优化设计背景2006 年是我矿二次改扩建工程全面铺开的第二年，中央回风立井、西翼回风立井、西翼进风立井全面开工矿井通风系统面临的压力大，开拓头数多，掘采比例偏大，采面交替时间过长，生产基建争风整个矿井只有一组主要通风机，若发生矿井灾变，其抗灾性差整个矿井只有一个回风井，内部虽然分区通风，但丁六、丁二采区实际上为串联式通风，造成通风网络不合理，一旦出事故，波及面广，受灾面积扩大，不便于救灾矿井进回风路线长，风阻大随着己二采区向-1000 米水平延伸，丁、戊、己组煤层生产量逐步增大，通风线路越来越长，阻力越来越大，通风越来越困难另外改扩建工程全面投入，生产与基建争风矛盾突出。

己二采区西翼目前主体工程贯通，形成了独立的进回风系统但 2006 年工程计划己二轨道下山、皮带下山、回风下山要向-900 水平延伸，这对于高瓦斯矿井、容易自然发火矿井来说，增大了通风管理难度丁二采区专回没有与中央回风井形成完整的通风系统之前，仍与丁六采区共用回风系统，两个采区的通风完整性差，而进回风分别在-180、-440、-593 水平交叉，靠风门控制环节多，稳定性差，也消弱了本采区和丁六采区的抗灾能力，在这个系统内，任何一个采区自然灾变将影响到另一个采区所以必须对矿井通风系统优化，使通风系统更合理，更有效的为全矿井服务 5 -第二节 方案确定的基本原则根据《平煤集团十一矿关于 2004 年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定的报告》 ，矿井相对涌出量为 7.18 m3/t，绝对涌出量为24.9m3/min；其中己二采区相对涌出量 10.23 m3/t，绝对涌出量17.1m3/min，占全矿井的 68.7%，属于高瓦斯采区1、煤层自燃倾向性丁 5-6 煤层自燃发火期为 2～3 个月，煤层自燃等级为二级；己 16-17煤层自燃发火期为 1 个月，煤层自燃等级为二级；戊 9-10 煤层自燃发火期为 2～3 个月，煤层自燃等级为二级；矿井自燃危险等级为容易自燃。

2、发火及煤尘爆炸性十一矿丁 5-6 煤层煤尘爆炸指数为 39.0～42.46%己 16-17 煤层煤尘爆炸指数为 26.45～35.48%；戊 9-10 煤层煤尘爆炸指数为39.21～44.0%3、地温本井田大部分区域地温正常已组煤 730m～970m 为局部高温区域，原始岩温在 32.4～41.6℃之间，属一级高温区970m～1100m 原始岩温属二级高温区4、通风系统方案制定原则：1）保证矿井实现按需分风；2）保证主要通风机安全稳定运转；3）从实际出发，尽量利用已有的设备设施和井巷；4）方案可行，有实施的可能在 2006 年的生产布局条件下，考虑了如下增风对策： 利用现有风机改造风机动轮利用已有风机联合运行改造通风系统，主要是回风系统- 6 -第三节 通风系统一、十一矿通风方式根据十一矿的地形条件，由于煤层倾角大、埋藏深，走向长度不大，故采用中央并列式因为它的开采顺序一般为前进、区内后退式回采，所以采用这种通风方式和其他方式相比，它的总回风石门长度小，开掘费用低；两井筒集中，便于开掘，开掘费用少；便于贯通、工期短，初期投资较少，出煤较快的优点同时它的护井煤柱较少，便于井筒延深，为深部通风的准备工作提供有利条件。

二、矿井的通风方法由于十一矿煤田地表没有塌陷区，小煤窑分布较少因为要采用立井提升，为了减少漏风决定采用抽出式通风因为采用抽出式通风使井下风流处于负压状态，一旦主扇因故停止运行时，井下风流的压力提高，有可能使采区瓦斯涌出量减少，比较安全而压入式通风使井下风流处于正压状态，当主扇停转时，风流压力降低，有可能使采区瓦斯涌出量增加1) 主要通风机参数矿井安装两台型号为 BDK-8-№28 主要通风机，转速 n=750r/min，电机型号：YBFe630S1－8 ，功率 500kW×2目前运行的叶片安装角：前级30°后级 25°，平均 27.5°（实际为 32.5°） 2) 主要通风机工况点目前主要通风机风量 10920m3/min（182 m3/s） ，负压 1813Pa（185mmH2O） ，矿井风阻为 R＝0.05473kg/m7第四节 方案比较、分析1、方案一1） 、生产布局根据规划，2006 年矿井有三个采区，即丁戊六采区、丁二采区和己二采区；有丁 5-6-22061 采面、丁 5-6-22101 采面和己 16-17-22071 采面三个采煤工作面，18 个掘进工作面，- 7 -其中丁组 10 个掘进工作面，己组 8 个掘进工作面。

2） 、方案主要内容将丁六轨道下山（872m）和丁六总回巷道（305m）断面由 7.8 m2扩至14m2；将暗斜井（287m）断面由 8 m2扩至 14m23） 、配风井负压由 4110Pa 降至 3721Pa，降低 389Pa；若风机效率按 80%，电机效率按 96%计算，则其功率将达 1076kw，已超出现有电机的额定功率（1000kW） ，故该方案不可取 2、方案二1） 、生产布局该方案生产布局同方案一2） 、方案主要内容扩大丁六轨道下山（872m）的断面 7.8 m2至 10.8m2； -180 主石门和-180 西大巷改为回风巷；3） 、模拟结果从模拟结果知：风量 218.3 m3/s （13098m3/min）时，矿井负压3375Pa（降阻前 4110 Pa） 根据发动机研究所风机厂校验，考虑电机功率10%的富余量的条件下，所需轴功率为 1109.4kw，大于现有电机额定功率1000kw 的承受能力因此，该方案也不可取二） 、调整生产布局根据方案一和方案二的模拟结果和风机的特性估计算，电机功率可能超过 1000kw（分别为 1076 - 8 -kw、1109.4kw） 。

即单靠扩巷降阻不能实现改造目标因此，考虑在降阻的同时，适当调整生产布局由于将丁六轨道下山巷道断面由 7.8m3扩至 14m3有一定的难度，而将其扩至 10.8m3较容易实现；且将-180 主石门和-180 西大巷改造为回风巷，只需增加 6 道风门就可实现因此，在方案二为基础上考虑了四种调整布局方案1、方案三1） 、生产布局根据规划，2006 年矿井有三个采区，即丁戊六采区、丁二采区和己二采区；有丁 5-6-22061、丁 5-6-22101 和己 16-17-22071 三个采煤工作面；18 个掘进工作面，其中丁组 8 个掘进工作面，己组 10 个掘进工作面2） 、方案描述调整丁组和己组的生产布局，在方案二的基础上，丁组减少两个掘进工作面（由 10 个减为 8 个） ，己组增加两个掘进工作面（由 8 个增为 10个） 3） 、模拟结果根据模拟结果，风量为 228.7 m3/s （13722m3/min）时，矿井负压为3359Pa由此可见，该方案模拟结果负压已超出 3000Pa 的要求2、方案四从方案三的解算结果看出，丁戊只能适量增风，为了扩大生产，可将采掘重心转向己组为此，了解丁戊组少量增风，己组扩大生产后，矿井通风系统的状况。

9 -1） 、生产布局矿井有丁 5-6-22061、丁 5-6-22101 和己 16-17-22071 三个采煤工作面，18 个掘进工作面2） 、方案描述将丁戊组掘进工作面数量由 10 个减少到 6 个；同时增加己组掘进工作面数量，由 8 个增加到 12 个目的是通过进一步调整生产布局，寻求解决方案3） 、模拟结果模拟结果为：风量 235.4 m3/s（14124m3/min）时，负压 3088P。