煤矿需要风量计算Word文档下载推荐.docx

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井下测风点温度21091工作面19℃、11040工作面18℃，故均取vcf=1m/s。

Scf——采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算；

根据采煤工作面作业规程，21091工作面采高平均2.0m，最大和最小控顶距分别为2.4m、3.4m；

11040工作面采高平均2.0m，最大和最小控顶距分别为2.4m、3.4m。

所以，

21091工作面：

Scf=（2.5+3.6）/2×

2.0=6.1（㎡）。

11040工作面：

kch——采煤工作面采高调整系数，具体取值见表3-2；

11001工作面取1.0，13012工作面取1.0。

kcl——采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3-3；

11040工作面长度250m，取kcl=1.3。

21091工作面长度275m，取kcl=1.4。

70％——有效通风断面系数；

60——为单位换算产生的系数。

故：

Qcf=60×

0.7×

1×

6.1×

1.0×

1.3=333.06m³

1.4=358.68m³

/min。

表3-1采煤工作面进风流气温与对应风速

采煤工作面进风流气温

（℃）

采煤工作面风速

（m·

s-1）

＜20

1.0

20～23

1.0～1.5

23～26

1.5～1.8

表3-2kch—采煤工作面采高调整系数

采高／m

＜2.0

2.0～2.5

＞2.5及放顶煤面

系数（kch）

1.1

1.2

表3-3kcl—采煤工作面长度调整系数

采煤工作面长度／m

长度风量调整系数（kcl）

＜15

0.8

15～80

0.8～0.9

80～120

120～150

150～180

＞180

1.30～1.40

（2）按照瓦斯涌出量计算

Qcf=100×

qcg×

kcg………………………………………（3-3）

qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。

进行计算；

kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；

100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。

根据煤矿瓦斯检查日报表，当月21091工作面回风流中最大瓦斯浓度为0.04％，平均瓦斯浓度为0.03％；

11040工作面回风流中最大瓦斯浓度为0.04％，平均瓦斯浓度为0.03％；

又根据瓦斯检查日报表同时提供的当月的通风系统图，21091工作面回风385m³

/min，11040工作面回风356m³

故

qcg=0.04％×

385=0.15m³

/min

11041工作面：

356=0.14m³

采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数为1.8

Qcf=100×

kcg=100×

0.15×

1.8=27m³

0.14×

1.8=25.2m³

（3）按照二氧化碳涌出量计算

Qcf=67×

qcc×

kcc…………………………………………（3-4）

qcc——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

kcc——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；

67—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。

根据2013年4月份天河煤矿瓦斯检查日报表和通风系统图显示，当月井下测风地点回风流中二氧化碳浓度平均为0.08％，井下作业地点的最大二氧化碳浓度不超过0.1％。

因此，二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数取1.3。

则:

11001工作面：

Qcf=67×

kcc=67×

510×

0.1％×

1.3=44.42m³

13012工作面：

521×

1.3=45.38m³

（4）按炸药量计算

一级煤矿许用炸药

Qcf≥25Acf………………………………………………（3-5）

Acf——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；

11001工作面取3.6kg，13012工作面取3.6kg。

25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min。

所以:

Qcf=25A=25×

3.6=90m³

Qcf=25A=25×

综合以上计算，采煤工作面实际需要风量：

11001工作面Qcf=219.24m³

/min≈220m³

13012工作面Qcf=341.04m³

/min≈350m³

（5）按工作人员数量验算

Qcf≥4Ncf…………………………………………………（3-6）

Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数，人；

依据作业规程，11001工作面30人，13012工作面30人；

4——每人需风量，m³

Qcf≥4Ncf=4×

30=120m³

30＝120m3/min。

综合上述计算结果，

Qcf=510m³

/min≥220m³

/min，符合要求。

Qcf=681m³

/min≥350m³

/min，符合要求；

所以能够满足要求。

（6）按风速进行验算

a）验算最小风量

Qcf≥60×

0.25Scb………………………………………（3-7）

Scb=lcb×

hcf×

70%………………………………………（3-8）

b）验算最大风量

Qcf≤60×

4.0Scs………………………………………（3-9）

Scs=lcs×

70%………………………………………（3-10）

Scb—采煤工作面最大控顶距有效断面积，㎡；

lcb—采煤工作面最大控顶距，m；

两采面均为3.4m；

hcf—采煤工作面实际采高，m；

11001工作面2.0m，13012工作面2.0m；

Scb—采煤工作面最小控顶距有效断面积，㎡；

lcs—采煤工作面最小控顶距，m；

两采面均为2.4m；

0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s；

70%—有效通风断面系数；

4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s。

因此，验算最小风量

0.25Scb=60×

0.25×

3.4×

2.0×

70%=71.4m³

Qcf=220m³

/min符合要求。

70%=71.4m³

Qcf=350m³

验算最大风量

Qcf≤60×

4.0Scs=60×

4.0×

2.4×

70%=806.4m³

Qcf=220m³

通过以上的风量计算及验算结果，选取最大的风量11001工作面Qcf=220m³

/min、13012工作面Qcf=681m³

/min能够满足工作面安全生产需要，工作面环境发生变化时,通风科要随时调节风量，根据实际瓦斯涌出量和工作面工人工作的最适宜环境随时进行风量调节。

（7）根据2013年4月天河煤矿矿井下测风情况，采煤工作面实际进风量为11001工作面510m³

/min、13012工作面681m³

/min，该风量均满足步骤（6）的要求。

（8）验算风量是否满足回风巷瓦斯浓度不超过1％的要求。

根据上述第

（2）步骤，可知：

11001工作面回风巷最大瓦斯浓度为0.08％，回风量510m³

/min，故回风巷最大绝对瓦斯涌出量为0.0008×

805=0.644m³

/min。

故回风巷瓦斯浓度不超过1％时的要求最小需风量为0.644/0.01=64.4<

510m³

/min，风量满足要求。

13012工作面回风巷最大瓦斯浓度为0.05％，风量681m³

/min，故回风巷最大绝对瓦斯涌出量为0.0005×

681=0.34m³

故回风巷瓦斯浓度不超过1％时的要求最小需风量为0.34/0.01=34<

681m³

综合上述，生产的采煤工作面实际需要风量

∑Qcf=220+350=570m³

（9）备用工作面风量取值

备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50％。

13062准备工作面与13012工作面相邻，煤层赋存条件和开采条件相近，采煤方法相同，故13062准备工作面实际需要风量取13012工作面风量的50％。

所以，13062准备工作面Qsc=Qcf×

50％=350×

50％=175m³

2.4掘进工作面实际需要风量的计算

每个掘进工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量以及局部通风机实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

（1）按照瓦斯涌出量计算

Qhf=100×

qhg×

khg………………………………………（3-11）

qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m³

／min。

抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算。

khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。

100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。

根据天河煤矿瓦斯检查日报表，11032上付巷工作面回风流最大瓦斯浓度为0.05％，平均瓦斯浓度为0.02％；

11032下付巷工作面回风流最大瓦斯浓度为0.05％，平均瓦斯浓度为0.03％；

15皮带巷工作面回风流最大瓦斯浓度为0.06％，平均瓦斯浓度为0.05％。

又根据当月的矿井测风报表和通风系统图，11032上付巷工作面回风180m³

/min，11032下付巷工作面回风190m³

/min，15皮带巷回风联巷上段工作面回风170m³

工作面日最大绝对瓦斯涌出量为

11032上付巷：

0.05％×

180≈0.09m³

11032下付巷：

190≈0.095m³

15皮带巷：

0.06％×

192≈0.115m³

日平均绝对瓦斯涌出量为

0.02％×

180≈0.036m³

0.03％×

190≈0.057m³

192≈0.096m³

掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数

khg=0.05/0.02≈2.5

1032下付巷：

khg=0.05/0.03≈1.67

khg=0.06/0.05≈1.2

所以，掘进工作面需风量

Qhf=100×

khg=100×

0.036×

2.5=9m³

0.057×

1.67=9.52m³

0.096×

1.2=11.52m³

（2）按照二氧化碳涌出量计算

Qhf=67×

qhc×

khc…………………………………………（3-12）

qhc——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m³

khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。

67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。

根据天河煤矿瓦斯检查日报表和通风系统图显示，当月井下测风地点回风流中二氧化碳浓度平均为0.9％，井下作业地点的最大二氧化碳浓度不超过0.13％。

故:

掘进工作面日最大绝对二氧化碳涌出量为

0.13％×

180≈0.23m³

190≈0.19m³

0.08％×

192≈0.15m³

日平均绝对二氧化碳涌出量为

180≈0.18m³

0.09％×

190≈0.17m³

192≈0.12m³

二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数

khh=0.13/0.1≈1.30

khh=0.1/0.09≈1.11

khh=0.08/0.06≈1.33

所以，掘进工作面实际需要风量

Qhf=67×

khc=67×

0.18×

1.30≈15.7m³

0.17×

1.11≈12.6m³

0.12×

1.33=10.7m³

（3）按炸药量计算

Qhf≥25Ahf………………………………………………（3-13）

Ahf——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；

11032上付巷取5.55kg，11032下付巷和15皮带巷取5.55kg；

所以，掘进工作面需要风量

Qhf≥25Ahf=25×

5.55=138.75m3/min

（4）按局部通风机的吸风量计算

a）无瓦斯涌出的岩巷

Qhf=Qaf×

I+60×

0.15Shd…………………（3-14）

b）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

0.25Shd…………………………………（3-15）

Qaf——局部通风机实际吸风量，m3/min；

根据当月的矿井测风报表和通风系统图，11032上付巷工作面风量115m³

/min、11032下付巷工作面风量115m³

/min、15皮带巷工作面风量115m³

I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数；

0.15——无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；

0.25——有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；

Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m2。

Shd=6.7㎡，Qaf=115×

1+60×

6.7=215.5m³

/min

Shd=6.7㎡，Qaf=192×

6.7=215.5m³

Qhf≥4Nhf…………………………………………………（3-15）

Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，人；

Nhf=12人，Qhf≥4Nhf=4×

12=48m³

12=48m³

按上述计算，掘进工作面风量符合要求。

a）验算最小风量

Qhf≥60×

0.25Shf………………………………………（3-16）

Shf——掘进工作面巷道的净断面积，m2。

故，

Shf=6.5㎡，Qhf≥60×

6.5=97.5m³

6.5=97.5m³

b）验算最大风量

Qhf≤60×

4.0Shf……………………………………………（3-17）

Shf=6.5㎡，Qhf≤60×

6.5=1560m³

通过以上的风量计算及验算结果，掘进工作面安装风机巷道风量取11032上付巷Qhf=215.5m³

/min、11032下付巷Qhf=215.5m³

/min、15皮带巷Qhf=215.5m³

/min，能够满足工作面安全生产需要，工作面环境发生变化时,通风科要随时调节风量，根据实际瓦斯涌出量和工作面工人工作的最适宜环境随时进行风量调节。

综合上述，掘进工作面实际需要风量

∑Qhf=215.5+215.5+215.5=646.5m³

2.5硐室实际需要风量的计算

井下硐室需要风量，应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算，如下式：

…………………（3-18）

∑Q硐—所有独立通风硐室需要风量总和，m3/min；

Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n—不同独立供风硐室需要风量，m3/min。

1.1.1机电硐室需要风量计算：

矿井共有1处独立通风硐室，变电所。

发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：

……………………………………（3-19）

——机电硐室的需要风量，m3/min；

——机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），kW；

——机电硐室发热系数，数值见表3-４；

——空气密度，一般取

=1.20kg/m3；

——空气的定压比热，一般可取

=1.0006KJ/（kg·

K）；

——机电硐室的进、回风流的温度差，K。

表3-4　机电硐室发热系数（

）表

机电硐室名称

发热系数

空气压缩机房

0.20～0.23

水泵房

0.01～0.03

变电所、绞车房

0.02～0.04

机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；

采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取60～80m3/min；

选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30℃，其他硐室温度不超过26℃。

2.6矿井总需风量的确定

根据式（3-1）提供的计算方法，矿井总风量确定如下：

Qrs≥（∑Qcf+∑Qhf+∑Qur+∑Qsc+∑Qrl）×

kaq

=（745+646.5+80）×

1.18=1471.5m3/min。