煤礦局部通風設計
膠帶大巷掘進局部通風設計
為確保礦井的正常生產，根據采掘銜接設計要求，現準備開掘15號煤膠帶大巷。為確保礦井安全生產，特製定局部通風設計如下：
一、通風係統
主斜井、副斜井新風直接進入15號煤膠帶大巷和15號煤軌道大巷，該掘進工作麵屬實體煤開采，瓦斯湧出量小，局部通風機安設在15#煤膠帶大巷與第一聯絡巷丁字口南10m以外的膠帶大巷新鮮風流中。
二、支護設計
斷麵形式為矩形或拱形斷麵；支護形式均采用錨網索+噴砼支護；巷道淨寬4.2m、淨高2.5m，淨斷麵積10.5m2，巷道設計長度537m。
三、風量計算：
1、按瓦斯湧出量計算
Q掘=100×q瓦掘×k掘通m3/min
式中：
Q掘—為該掘進工作麵需風量 m3/min。
q瓦掘—為該掘進工作麵最大絕對瓦斯湧出量0.09 m3/min。（根據我礦2012年度瓦斯等級鑒定報告，礦井15號煤單個掘進工作麵最大瓦斯湧出量0.2 m3/min）；
k掘通—為該掘進工作麵的瓦斯湧出不均衡係數，取1.5
Q掘＝100×0.2×1.5＝30 m3/min
2、按二氧化碳的湧出計算
Q掘=67×q碳掘×k掘通m3/min
式中：
Q掘—為一個掘進工作麵實際所需風量m3/min。
q碳掘—為掘進工作麵回風流二氧化碳的絕對湧出量1.23 m3/min
k掘通—為二氧化碳湧出不均衡係數1.2
Q掘=67×1.23×1.5=124 m3/min
3、按炸藥量計算
Q掘=25A＝25×8=200 m3/min
式中：
A-掘進工作麵一次爆破所用的最大炸藥量。
25—每公斤炸藥需共給的風量
4、按工作麵最多人數（每人每分需用4m3風量）計算
Q＝4kn＝4×1.5×15＝90m3/min
式中：
k—風量備用係數,取1.5
n—工作麵最多人數,取15人
5、按最低風速計算
15#煤膠帶大巷為煤巷、半煤岩巷掘進工作麵的風量應滿足：
故：Q掘=15·Shf
式中：
Q掘——掘進工作麵實際需要風量，m3/min；
Shf——掘進工作麵巷道淨斷麵積。淨斷麵10.5m2。
15——有瓦斯湧出的煤巷和半煤岩巷最低允許風速，m/min。
故：Q掘=15×10.5=158m3/min
由以上計算可知，確定15#煤膠帶大巷掘進工作麵所需風量為158m3/min。
6、按照風速進行驗算
a）、按煤巷最小風速驗算
Q=60×0.25·Shf故Q=60×0.25×10.5=158m3/min
b）、按照最大風速驗算
Q≤60×4.0·Shf故Q=60×4×10.5=2520m3/min
Shf——掘進工作麵巷道淨斷麵積，10.5m2。
故：15#煤膠帶大巷158 m3/min≤200m3/min≤2520 m3/min符合規定。
7、按局部通風機實際吸風量計算全風壓風量
Q=Q局·I+60×0.15·Shd
Q局——局部通風機實際吸風量，取最大值360m3/min；
I ——掘進工作麵同時通風的局部通風機台數；
Shd——局部通風機安裝地點到回風口間的巷道最大斷麵，m2。
15#煤膠帶大巷掘進工作麵配置兩台FBD No5.6/2×15kw局部通風機供風（一用一備），最大吸風量360m3/min，局部通風機安裝地點的巷道最大斷麵為12.39m2。
故：Q=360×1+60×0.15×12.39=472 m3/min
由以上計算可知，確定15#煤膠帶大巷掘進工作麵局部通風機安裝地點全風壓風量所需風量為472m3/min。
四、局部通風機、風筒的選型
1、風機選型
通過以上計算及驗算，來選擇局部通風機，局部通風機的選型應根據工作麵的需要風量，考慮局部通風距離、風筒直徑、風筒質量、管理等因素，按下式計算：
Q局=Ki×Q掘
式中：Q局----局部通風機的吸風量；
Q掘----掘進工作麵需要的需風量；
Ki-----風筒漏風係數，根據通風距離、風筒直徑、風筒質量、管理等因素確定，見下表：
風筒漏風係數表
風筒最大長（m） |
＜500 |
500～1000 |
1000～1500 |
＞1500 |
風筒漏風係數 |
1.00 |
1.05 |
1.10 |
1.20 |
15#煤膠帶大巷設計長度600米，通風距離選擇風筒最大長度500～1000米。
故：Q局=1.05×200=210m3/min。
根據計算結果，參照“常用局部通風機吸風量表”選用FDo5.6/2*15KW型對旋風機。
常用局部通風機吸風量表
編號 |
型 號 |
風量 |
風壓 |
絕緣 |
電機型號 |
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、風筒選型
（1）、選型原則：風筒直徑能保證在最大通風長度時局部通風機供風量能滿足工作麵實際所需風量的要求；在巷道斷麵允許的情況下，盡可能選擇直徑較大的風筒，以降低風阻，減少漏風，節約通風電耗。
（2）、風筒的阻力
風筒的摩擦阻力係數與百米風阻值
風簡直徑／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）風筒的漏風
正常情況下，膠布風筒接口、全長的壁麵和縫合針眼都有漏風，所以風筒漏風屬於連續的均勻漏風。
柔性風筒的百米漏風率
通風距離/m |
＜200 |
200～500 |
500～1000 |
1000～2000 |
η漏100% |
＜15 |
＜10 |
＜3 |
＜2 |
（4）風筒選擇
綜合以上因素，根據巷道最大斷麵S=10.5m2，因此風筒選用直徑Φ600mm膠質阻燃風筒。
巷道斷麵S/ m2 |
最小風筒直徑/mm |
備注 |
S＜5 |
400 |
|
5≤S＜8 |
500 |
|
8≤S＜12 |
600 |
|
12≤S＜15 |
800 |
巷道斷麵與風筒規格配套標準
3、風機安裝
巷道開工前，由施工單位負責根據《作業01manbetx 》及局部通風設計要求，向機電部門申請，機電部門根據申請配置局部通風機交施工隊進行安裝。
壓入式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口不得小於10m，距離底板大於0.3m，附近5m內頂板完好，衛生清潔，無淋水，電纜懸掛整齊。全風壓供給該處的風量必須大於局部通風機的吸入風量，嚴禁發生循環風。
根據現場實際情況，該局部通風機安設在15#煤膠帶大巷與第一聯絡巷丁字口南10m以外的膠帶大巷內的進風流中；風機安裝後必須經機電科、通風科、使用隊組共同驗收合格後交溫州建峰項目部，局部通風機必須由指定人員負責管理，保證正常運轉。
五、安全管理
1.局部通風機（包括備用局部通風機）的“三專三閉鎖”供電管理
井下局部通風供電必須做到“三專三閉鎖”，掘進供電必須做到雙電源、雙局部通風機和主、備局部通風機自動切換，實行掛牌專人管理。安裝時必須有甲烷電和風電閉鎖。
雙電源：1）主局部通風機電源；2）動力設備、備用局部通風機電源：
雙局部通風機：主局部通風機，備用局部通風機
三專：1）主局部通風機必須由專用高、低壓開關；2）專用變壓器；3）專用供電線路供電。
三閉鎖：1）甲烷電閉鎖：當瓦斯超限後，必須立即切斷局部通風機供風區域內的動力設備電源，並閉鎖。
2）風電閉鎖：主局部通風機不工作，必須切斷局部通風供風區域內的所有非本質安全型電器設備的電源；
3)主、備局部通風機閉鎖：當主局部通風機停運時，備用局部通風機必須自動開啟；備用局部通風機停運時，主局部通風機隻許人工開啟；當雙電源同時掉電再恢複送電時，主局部通風機、備用局部通風機均在待用狀態，隻許人工起動。當主局部通風機停運時，備用局部通風機自動開啟運轉時；掘進工作麵必須停止工作、撤出人員，主局部通風機正常運轉，備用局部通風機在待用狀態時，方可恢複正常作業。
風電閉鎖與甲烷電閉鎖必須具備以下功能：
1）當15#煤膠帶大巷掘進麵甲烷濃度超過斷電濃度時，發出聲光報警，並切斷15#煤膠帶大巷掘進工作麵全部非本質安全型電氣設備的電源並閉鎖，甲烷濃度低於複電濃度時，自動解鎖。
2）15#煤膠帶大巷掘進麵局部通風機停止運轉或風筒風量低於規定值時，發出聲光報警，同時切斷15#煤膠帶大巷掘進工作麵全部非本質安全型電氣設備的電源並閉鎖，當局部通風機或風筒恢複正常工作時，自動解鎖。
2.風筒及通風設施的管理
風筒是確保掘進工作麵供給足夠有效風量的關鍵設備，必須加強管理與維護。風筒接設與管理應符合下列要求：
1）必須采用抗靜電、阻燃風筒、有煤安標誌的風筒。風機出口必須使用能防止風流回串的三通聯接。
2）懸掛風筒的拉線至少每隔30m進行一次固定，拉線要與巷道坡度一致，風筒吊掛高度不低於1.6m。風筒拐彎處設彎頭或緩慢拐彎（90度及以下的拐彎必須設彎頭），不準拐死彎。異徑風筒接頭用過度節，先大後小，不準花接。
3）風筒接頭嚴密，無破口、無反接頭，軟質風筒接頭要反壓邊，反壓邊要規正，嚴密不漏風，硬質風筒接頭要加墊，上緊螺釘。
4）風筒無破口，修補破口的補丁要剪裁正規，粘貼牢固。風筒吊掛要平、直、穩，要逢環必掛，要貼幫貼頂，隨巷道起伏；吊掛材料要相同，吊掛方式要統一，30m長度內高低差不大於50mm。
5）風筒要編號管理，貼號向外，號碼正規大小一致，距接頭1m,並在一條直線上（臨時風筒除外）。
6）風筒上的塵、漿由施工單位負責清掃或衝洗。
7）掘進工作麵迎頭前兩節使用舊風筒，人為破壞一節風筒按風筒原值的2倍進行處罰。
8）采掘工作麵準備每天不少於1節的備用風筒，以滿足生產需要。所有使用風筒的工作麵的備用風筒必須疊放整齊，全部存放在統一的硐室內，備用風筒放置地點距迎頭不的大於100m。
9）跟班隊幹要仔細檢查掘進工作麵通防設施、風筒吊掛情況，嚴禁隨意斷開風筒，風筒有脫節、落地現象時，班組長要負責立即處理。風筒出口距工作麵距離不得大於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轉時，必須提前辦理有計劃停風手續，否則不準停風。
11）行人經過風門時，嚴禁同時打開兩道風門，必須過一道關一道，通風設施及前後5米範圍內嚴禁堆放材料和雜物。
12）、甲烷傳感器及甲烷斷電儀由監控中心監管，任何人不得拆卸和損壞。
3.安全監測係統管理
1）、監測儀表安裝：在距工作麵迎頭5m，距頂板300mm，距風筒另一側巷幫200mm處，懸掛甲烷傳感器連續監測工作麵的瓦斯湧出情況。在掘進工作麵距回風口10m—15m，距頂板300mm，距風筒另一側巷幫200mm處懸掛甲烷傳感器，連續監測回風流的瓦斯濃度。掘進機安設機載式甲烷報警斷電儀。
2）、工作麵因瓦斯濃度超限斷電後、複電前，必須由當班瓦檢員檢查證實；工作麵及回風流瓦斯濃度均小於0.8%，方可恢複掘進工作麵供風巷道內的一切電器設備的電源。
3）、工作麵甲烷傳感器的報濃警濃度、斷電度、複電濃度分別為≥0.8%、≥1.2%、<0.8%，回風流甲烷傳感器的報濃警濃度、斷電度、複電濃度分別為≥0.8%、≥0.8%、<0.8%。
4）、監測電纜必須使用專用電纜，應同動力電纜分掛在巷道的兩側，因條件限製，必須在同一側懸掛時，應在動力電纜上方至少0.1m處懸掛，應在風筒或水管以上至少0.3m處懸掛。
5）、風筒傳感器必須隨著巷道的前進而跟進，傳感器時刻保持在風筒的末端。
6）、現場施工區隊衝洗巷道積塵時，嚴禁水流直射瓦斯監控電纜接線盒、傳感器、分站等瓦斯監控設備。
7）、工作麵甲烷傳感器的挪移、回撤移動管理
⑴工作麵甲烷傳感器的續線、挪移、回撤移動，現場施工區隊跟班隊長必須電話彙報礦調度監控中心，經調度監控中心同意並記錄台賬後方可移動。
⑵巷道維修地點需對監測線纜落地時，要在維修地點前後20米範圍內用鋼管對監測線纜進行保護，再用舊皮帶做表層防護。
⑶挪移、回撤移動甲烷傳感器必須由當班隊長（班長）負責，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工作麵甲烷傳感器。在挪移傳感器時必須輕挪輕放，移動過程中必須兩手操作，一手緊握固定板吊環，一手托住甲烷傳感器下部；麵對甲烷傳感器觀察數值變化。另一人負責回撤收放瓦斯監控電纜，移動過程中兩人必須相互配合，嚴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工作麵爆破後，由當班隊長（班長）、當班工作麵甲烷傳感器專職監管人對甲烷傳感器進行再次吊掛。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“三紮一固定”。
六、附圖
1.局部通風係統示意圖
2.瓦斯監測監控布置示意圖
