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某煤矿瓦斯涌出量较大,采空区多,漏风严重,自然发火严重。该矿有主斜井、副斜井、回风立井3个井筒,采用中央边界式通风。副斜井主进风,回风立井回风,地面建有永久瓦斯抽放系统。综采工作面采用U型通风,上隅角附近设置木板隔墙引导风流稀释冲淡瓦斯。矿井煤尘瓦斯含量为14.9m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量为42.3m3/min,相对瓦斯涌出量为35.6m3/t,综采工作面绝对瓦斯涌出量为28.3m3/min,掘进工作面绝对瓦斯涌出量为4.3m3/min。根据矿井通风阻力测定报告,矿井通风路线长度为11000m,较投产初期增加5000m;矿井有5处巷道失修,变形严重,断面减小;1处有严重积水。测定结果显示:矿井进风井口标高均为+50m,开采水平标高为-450m。进风井空气密度为1.35kg/m3,回风井空气密度为

1.30kg/m3。总进通风量为6000m3/min,总阻力为2600Pa,矿井风量大且过于集中。根据矿井通风阻力测定报告反映出的问题,为保证矿井安全生产,提高矿井的抗灾能力,该矿决定进行全面的通风系统优化改造,对矿井进行改扩建,优化通风系统。通风科编制了通风阻力测定方案,制定了相关安全措施,组织相关部门进行全矿井通风阻力测定,采用气压计法。测量仪器有干湿球温度计、精密气压计、机械式叶轮风表(高、中、低速)和巷道尺寸测量工具等。其中,风表启动初速度设定为0.5,校正系数为1.2。经测定石门测风站巷道断面为三心拱形,巷宽B=4m,巷高4.5m,风表的表风速为5m/s。矿井综采工作面使用一级煤矿许用炸药9kg;平均采高3m,最大控顶距6m,最小控顶距4m,有效通风断面面积按66%考虑;同时最多作业人数为30人。

根据以上场景,回答下列问题(共22分)

1.判定该矿井的瓦斯等级,并列出该等级的判定标准。

2.计算矿井的自然风压、总风阻和石门测风站的通风量。

3.测风时,分为迎面法和侧身法,请简述两种测风方法实施的技术要求。

4.根据炸药量和作业人数分别计算综采工作面的配风量,按照风速进行验算并给出结论。

答案:
本题解析:

1.判定该矿井的瓦斯等级,并列出该等级的判定标准。

该矿井为高瓦斯矿井。

判定依据:具备下列条件之一的,就是高瓦斯矿井。

矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t;

矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;

矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min。

矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。

2.计算矿井的自然风压、总风阻和石门测风站的通风量。

自然风压:Hn=Zg(ρm1-ρm2)=(50+450)*9.8*(1.35-1.30)=245(Pa)

石门测风站风量:Q 石=Sv

石门测风站S=B(H-0.07B)=4(4.5-0.07*4)=16.88(m2)

石门测风站v=a+bv=0.5+1.2*5=6.5(m/s)

石门测风站Q=Sv=16.88*6.5=109.72(m3/s)

矿井总风阻:Q=6000/60=100(m3/s);R=h/Q2=2600/1002=0.26(N·s2/m8)

3.测风时,分为迎面法和侧身法,请简述两种测风方法实施的技术要求。

迎面法:测风员面向风流,手持风表手臂伸向前方测风。由于测风断面位于人体前方,且人体阻挡了风流,会使风表读数值偏小,为了消除人体的影响,需将测得的真风乘以1.14 的校正系数,才能得到实际风速。

侧身法:测风员背向巷道站立,手持风表将手臂向风流垂直方向伸直,然后在巷道断面内作匀速移动。由于测风员立于测风断面内减少了通风面积,从而增大了风速,测量结果较实际风速偏大,故需对测得的真风速进行校正。

4.根据炸药量和作业人数分别计算综采工作面的配风量,按照风速进行验算并给出结论。

采煤工作面有效断面积S=(3*6+3*4)/2*0.66=10(m2)

按炸药量计算:

Q 采1=25A=25*90=2250(m3/min)

Q 采1=2250/60=37.5(m3/s)

对应风速V=Q/S=37.5/10=3.75(m/s)

按照同时最多作业人数计算:

Q 采2=4*N=4*30=120(m3/min)

Q 采2=120/60=2(m3/s)

对应风速v=Q/S=2/10=0.2(m/s)

二者均低于最高风速,但是按照作业人数进行计算时,其对应风速不满足最低风速要求,因此取按照炸药量进行计算。

更新时间:2022-10-01 05:45
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