京东煤矿南采区压风系统改造

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1、京东煤矿地面及南采区压风系统改造摘要：合理选择压风系统管径，取消瓶颈减少管阻，使之符合安全生产要求。关键词：长度、压力、管径、耗气量随着京东煤矿南采区各水平延深，用气量逐步增加，原地面到南采区到+580m压风管路内径太小，已不能满足井下用气的需要。设计用Φ159×4.5mm管子替代地面段总压风管，用Φ108×4mm管子替代南区方向Φ89的管子。按目前开拓布置203采区+460m水平供风线路最长，压降最大，空压机及管路计算选型即以此为计算依据。矿井203采区+460m区段用风点计2个。203采区与南采区共用主管道,因此复核主供气管路时应考虑南采区5个用气点，其压气管路系统示意见下图。5

2、空压机计算选型和压风管路计算：1按最大作业人员需风量计算矿井生产规模为8.5万吨/年，目前我矿单班下井最多下井人数为220人。压缩空气的供给量，每个不得小于0.1m3/min，故按最大作业人员需风量计算空压机排气量如下：式中：----当班最多人数，取220人----每人需风量，取0.10m3/min----安全系数，取1.22最大班同时使用风动工具及风动设备数量见下表风动工具工作压力Pa105N/m2耗气量qim3/min总台数ni同时使用系数kiYT-24型风钻4.9052.8160.82G-11型风镐3.924140.972.1空压机站必须的排气量为：式中：----沿管路全长的漏

3、气系数，取1.2----风动机具磨损后，耗气量增加的系数，一般选取1.10-1.15对风动工具取较大值。----海拔高度修正系数，取1.07----一天中可能出现的最大需气量时，使用的同型号风动机具的台数----每台风动机具的耗气量，m3/min----同型号风动机具的同时工作系数，风镐不与风钻同时使用2.2估算空压机必须的出口压力从图中可看出，203采区+460水平东石门的用气量较大且管路较长，为2860m，则最大压力损失将发生在这趟管路中。若取每km压降为0.35×105N/m3，则压力损失为：Σ△ｐi=△ｐ1-2+△ｐ2-A=0.35×105×2.860=1.001×105N/

4、m3Σ△ｐi5----压气管路中，最远一趟管路的压力损失之和，可按每公里管路损失(0.3～0.6)×105N/m3进行估算，取0.35×105N/m3。空压机必须的出口压力为：ｐ=ｐg+Σ△ｐi+0.981×105=(4.905+1.001+0.981)×105=6.887×105N/m2式中：ｐ----空压机的出口压力，N/m2ｐg----风动工具的工作压力，N/m20.981×105----考虑到橡胶软管、旧管和上下山的影响而增加的压力值，N/m22.3确定空压机的台数和型号根据计算所得的Ｑ、ｐ值，原有地面空压机符合生产要求,该空压机组额定排气量为55m3/min，排气压力为7.

5、2×105N/m2。2.4压气管路的直径计算及选择2.4.1压风管管径的选择按《煤炭工业矿井设计规范》规定，压缩空气管道干管管径应按矿井服务年限内最远采区供气距离确定；采区管道管径可按矿井达到设计生产能力时，采区内供气最远距离计算。根据流体动力学的压力损失，压风管路内径计算如下：式中—气管直径mm；L—管路计算长度，取最远长度，为2860m；Q—通过主管路的供气量,取54.2m3/mind=6.51×54.20.3704×28600.2=140.32mm矿井实际的所需风量最大值为54.2m3/min。主供风管道选用直径为φ159×4.5的无缝钢管，符合要求。式中—南采区方向支管路气管

6、直径mm；L—管路计算长度，取最远长度，为2700m；Q—通过南采区方向支管路的供气量,取25.8m3/min5d=6.51×25.80.3704×27000.2=105.37mm通南采区方向的支管（指分支管路）选φ108×4的无缝钢管，符合要求。φ108×4的气管进南采区主平硐入付斜井下+500m水平，经+500m北石门到203采区+500m付斜井下+460m水平直到+460m车场尾端。式中—一二采区方向支管路气管直径mm；L—管路计算长度，取最远长度，为2600m；Q—通过一二采区方向支管路的供气量,取28.4m3/mind=6.51×28.40.3704×26000.2=108

7、.36mm通一二采区方向的支管（指分支管路）选φ108×4的无缝钢管，符合要求。2.4.2校验管路压力损失取最远一路管道进行验算，该管道中各段的压力损失按下式计算：式中——该管径的标准管径，m；——考虑局部损失在内的该管段折算长度，=1.15，m；——该管段实际管长，m；——通过管段的空气流量，m3/min；总压力损失为各管段压力之和，即：灾变时，一台空压机即可满足要求，最远的供风位置为203+460m掘进工作面，距离为2860m，该路线上共有8段管路，各