煤矿局部通风设计
胶带大巷掘进局部通风设计
为确保矿井的正常生产，根据采掘衔接设计要求，现准备开掘15号煤胶带大巷。为确保矿井安全生产，特制定局部通风设计如下：
一、通风系统
主斜井、副斜井新风直接进入15号煤胶带大巷和15号煤轨道大巷，该掘进工作面属实体煤开采，瓦斯涌出量小，局部通风机安设在15#煤胶带大巷与第一联络巷丁字口南10m以外的胶带大巷新鲜风流中。
二、支护设计
断面形式为矩形或拱形断面；支护形式均采用锚网索+喷砼支护；巷道净宽4.2m、净高2.5m，净断面积10.5m2，巷道设计长度537m。
三、风量计算：
1、按瓦斯涌出量计算
Q掘=100×q瓦掘×k掘通 m3/min
式中：
Q掘 —为该掘进工作面需风量 m3/min。
q瓦掘—为该掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.09 m3/min。（根据我矿2012年度瓦斯等级鉴定报告，矿井15号煤单个掘进工作面最大瓦斯涌出量0.2 m3/min）；
k掘通—为该掘进工作面的瓦斯涌出不均衡系数，取1.5
Q掘＝100×0.2×1.5＝30 m3/min
2、按二氧化碳的涌出计算
Q掘=67×q碳掘×k掘通 m3/min
式中：
Q掘—为一个掘进工作面实际所需风量m3/min。
q碳掘—为掘进工作面回风流二氧化碳的绝对涌出量1.23 m3/min
k掘通—为二氧化碳涌出不均衡系数1.2
Q掘=67×1.23×1.5=124 m3/min
3、按炸药量计算
Q掘=25A＝25×8=200 m3/min
式中：
A-掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量。
25—每公斤炸药需共给的风量
4、按工作面最多人数（每人每分需用4m3风量）计算
Q＝4kn＝4×1.5×15＝90m3/min
式中：
k—风量备用系数,取1.5
n—工作面最多人数,取15人
5、按最低风速计算
15#煤胶带大巷为煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：
故：Q掘=15·Shf
式中：
Q掘——掘进工作面实际需要风量，m3/min；
Shf——掘进工作面巷道净断面积。净断面10.5m2。
15——有瓦斯涌出的煤巷和半煤岩巷最低允许风速，m/min。
故：Q掘=15×10.5=158m3/min
由以上计算可知，确定15#煤胶带大巷掘进工作面所需风量为158m3/min。
6、按照风速进行验算
a）、按煤巷最小风速验算
Q=60×0.25·Shf 故Q=60×0.25×10.5=158m3/min
b）、按照最大风速验算
Q≤60×4.0·Shf 故Q=60×4×10.5=2520m3/min
Shf——掘进工作面巷道净断面积，10.5m2。
故：15#煤胶带大巷158 m3/min≤200m3/min≤2520 m3/min符合规定。
7、按局部通风机实际吸风量计算全风压风量
Q=Q局·I+60×0.15·Shd
Q局——局部通风机实际吸风量，取最大值360m3/min；
I ——掘进工作面同时通风的局部通风机台数；
Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面，m2。
15#煤胶带大巷掘进工作面配置两台FBD No5.6/2×15kw局部通风机供风（一用一备），最大吸风量360m3/min，局部通风机安装地点的巷道最大断面为12.39m2。
故：Q=360×1+60×0.15×12.39=472 m3/min
由以上计算可知，确定15#煤胶带大巷掘进工作面局部通风机安装地点全风压风量所需风量为472m3/min。
四、局部通风机、风筒的选型
1、风机选型
通过以上计算及验算，来选择局部通风机，局部通风机的选型应根据工作面的需要风量，考虑局部通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素，按下式计算：
Q局=Ki×Q掘
式中：Q局----局部通风机的吸风量；
Q掘----掘进工作面需要的需风量；
Ki-----风筒漏风系数，根据通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素确定，见下表：
风筒漏风系数表
风筒最大长（m） | ＜500 | 500～1000 | 1000～1500 | ＞1500 |
风筒漏风系数 | 1.00 | 1.05 | 1.10 | 1.20 |
15#煤胶带大巷设计长度600米，通风距离选择风筒最大长度500～1000米。
故：Q局=1.05×200=210m3/min。
根据计算结果，参照“常用局部通风机吸风量表”选用FDo5.6/2*15KW型对旋风机。
常用局部通风机吸风量表
编号 | 型 号 | 风量 | 风压 | 绝缘 | 电机型号 | 电压 | 电流 |
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、风筒选型
（1）、选型原则：风筒直径能保证在最大通风长度时局部通风机供风量能满足工作面实际所需风量的要求；在巷道断面允许的情况下，尽可能选择直径较大的风筒，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗。
（2）、风筒的阻力
风筒的摩擦阻力系数与百米风阻值
风简直径／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）风筒的漏风
正常情况下，胶布风筒接口、全长的壁面和缝合针眼都有漏风，所以风筒漏风属于连续的均匀漏风。
柔性风筒的百米漏风率
通风距离/m | ＜200 | 200～500 | 500～1000 | 1000～2000 |
η漏100% | ＜15 | ＜10 | ＜3 | ＜2 |
（4）风筒选择
综合以上因素，根据巷道最大断面S=10.5m2，因此风筒选用直径Φ600mm胶质阻燃风筒。
巷道断面S/ m2 | 最小风筒直径/mm | 备注 |
S＜5 | 400 |
|
5≤S＜8 | 500 |
|
8≤S＜12 | 600 |
|
12≤S＜15 | 800 |
|
巷道断面与风筒规格配套标准
3、风机安装
巷道开工前，由施工单位负责根据《作业规程》及局部通风设计要求，向机电部门申请，机电部门根据申请配置局部通风机交施工队进行安装。
压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10m，距离底板大于0.3m，附近5m内顶板完好，卫生清洁，无淋水，电缆悬挂整齐。全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，严禁发生循环风。
根据现场实际情况，该局部通风机安设在15#煤胶带大巷与第一联络巷丁字口南10m以外的胶带大巷内的进风流中；风机安装后必须经机电科、通风科、使用队组共同验收合格后交温州建峰项目部，局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。
五、安全管理
1.局部通风机（包括备用局部通风机）的“三专三闭锁”供电管理
井下局部通风供电必须做到“三专三闭锁”，掘进供电必须做到双电源、双局部通风机和主、备局部通风机自动切换，实行挂牌专人管理。安装时必须有甲烷电和风电闭锁。
双电源：1）主局部通风机电源；2）动力设备、备用局部通风机电源：
双局部通风机：主局部通风机，备用局部通风机
三专：1）主局部通风机必须由专用高、低压开关；2）专用变压器；3）专用供电线路供电。
三闭锁：1）甲烷电闭锁：当瓦斯超限后，必须立即切断局部通风机供风区域内的动力设备电源，并闭锁。
2）风电闭锁：主局部通风机不工作，必须切断局部通风供风区域内的所有非本质安全型电器设备的电源；
3)主、备局部通风机闭锁：当主局部通风机停运时，备用局部通风机必须自动开启；备用局部通风机停运时，主局部通风机只许人工开启；当双电源同时掉电再恢复送电时，主局部通风机、备用局部通风机均在待用状态，只许人工起动。当主局部通风机停运时，备用局部通风机自动开启运转时；掘进工作面必须停止工作、撤出人员，主局部通风机正常运转，备用局部通风机在待用状态时，方可恢复正常作业。
风电闭锁与甲烷电闭锁必须具备以下功能：
1）当15#煤胶带大巷掘进面甲烷浓度超过断电浓度时，发出声光报警，并切断15#煤胶带大巷掘进工作面全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁，甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁。
2）15#煤胶带大巷掘进面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，发出声光报警，同时切断15#煤胶带大巷掘进工作面全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁，当局部通风机或风筒恢复正常工作时，自动解锁。
2.风筒及通风设施的管理
风筒是确保掘进工作面供给足够有效风量的关键设备，必须加强管理与维护。风筒接设与管理应符合下列要求：
1）必须采用抗静电、阻燃风筒、有煤安标志的风筒。风机出口必须使用能防止风流回串的三通联接。
2）悬挂风筒的拉线至少每隔30m进行一次固定，拉线要与巷道坡度一致，风筒吊挂高度不低于1.6m。风筒拐弯处设弯头或缓慢拐弯（90度及以下的拐弯必须设弯头），不准拐死弯。异径风筒接头用过度节，先大后小，不准花接。
3）风筒接头严密，无破口、无反接头，软质风筒接头要反压边，反压边要规正，严密不漏风，硬质风筒接头要加垫，上紧螺钉。
4）风筒无破口，修补破口的补丁要剪裁正规，粘贴牢固。风筒吊挂要平、直、稳，要逢环必挂，要贴帮贴顶，随巷道起伏；吊挂材料要相同，吊挂方式要统一，30m长度内高低差不大于50mm。
5）风筒要编号管理，贴号向外，号码正规大小一致，距接头1m,并在一条直线上（临时风筒除外）。
6）风筒上的尘、浆由施工单位负责清扫或冲洗。
7）掘进工作面迎头前两节使用旧风筒，人为破坏一节风筒按风筒原值的2倍进行处罚。
8）采掘工作面准备每天不少于1节的备用风筒，以满足生产需要。所有使用风筒的工作面的备用风筒必须叠放整齐，全部存放在统一的硐室内，备用风筒放置地点距迎头不的大于100m。
9）跟班队干要仔细检查掘进工作面通防设施、风筒吊挂情况，严禁随意断开风筒，风筒有脱节、落地现象时，班组长要负责立即处理。风筒出口距工作面距离不得大于10米。
10）任何人不得随意停开局扇，因检修等原因需停止局扇运转时，必须提前办理有计划停风手续，否则不准停风。
11）行人经过风门时，严禁同时打开两道风门，必须过一道关一道，通风设施及前后5米范围内严禁堆放材料和杂物。
12）、甲烷传感器及甲烷断电仪由监控中心监管，任何人不得拆卸和损坏。
3.安全监测系统管理
1）、监测仪表安装：在距工作面迎头5m，距顶板300mm，距风筒另一侧巷帮200mm处，悬挂甲烷传感器连续监测工作面的瓦斯涌出情况。在掘进工作面距回风口10m—15m，距顶板300mm，距风筒另一侧巷帮200mm处悬挂甲烷传感器，连续监测回风流的瓦斯浓度。掘进机安设机载式甲烷报警断电仪。
2）、工作面因瓦斯浓度超限断电后、复电前，必须由当班瓦检员检查证实；工作面及回风流瓦斯浓度均小于0.8%，方可恢复掘进工作面供风巷道内的一切电器设备的电源。
3）、工作面甲烷传感器的报浓警浓度、断电度、复电浓度分别为≥0.8%、≥1.2%、<0.8%，回风流甲烷传感器的报浓警浓度、断电度、复电浓度分别为≥0.8%、≥0.8%、<0.8%。
4）、监测电缆必须使用专用电缆，应同动力电缆分挂在巷道的两侧，因条件限制，必须在同一侧悬挂时，应在动力电缆上方至少0.1m处悬挂，应在风筒或水管以上至少0.3m处悬挂。
5）、风筒传感器必须随着巷道的前进而跟进，传感器时刻保持在风筒的末端。
6）、现场施工区队冲洗巷道积尘时，严禁水流直射瓦斯监控电缆接线盒、传感器、分站等瓦斯监控设备。
7）、工作面甲烷传感器的挪移、回撤移动管理
⑴工作面甲烷传感器的续线、挪移、回撤移动，现场施工区队跟班队长必须电话汇报矿调度监控中心，经调度监控中心同意并记录台账后方可移动。
⑵巷道维修地点需对监测线缆落地时，要在维修地点前后20米范围内用钢管对监测线缆进行保护，再用旧皮带做表层防护。
⑶挪移、回撤移动甲烷传感器必须由当班队长（班长）负责，与瓦斯检查员二人共同完成传感器的挪移、回撤及再吊挂过程，其他人不得私自移动工作面甲烷传感器。在挪移传感器时必须轻挪轻放，移动过程中必须两手操作，一手紧握固定板吊环，一手托住甲烷传感器下部；面对甲烷传感器观察数值变化。另一人负责回撤收放瓦斯监控电缆，移动过程中两人必须相互配合，严禁碰撞传感器或手拽传感器电缆，防止传感器摔落至巷道底板。禁止硬拉硬拽，做到轻拿轻放。
⑷工作面爆破后，由当班队长（班长）、当班工作面甲烷传感器专职监管人对甲烷传感器进行再次吊挂。瓦斯检查员要检查航空插头接头与甲烷传感器是否连接紧固，紧固圈是否紧到位，做到“三扎一固定”。
六、附图
1.局部通风系统示意图
2.瓦斯监测监控布置示意图
