淮北矿业矿井风量计算方法.docx

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淮北矿业矿井风量计算方法

淮北矿业矿井风量计算方法

一、矿井风量计算的基本原则

1、矿井用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、氢气及其他有害气体浓度符合《煤矿安全规程》、《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）及安徽省有关规定；用风地点的风量、风速、温度、粉尘浓度等符合规定要求。

2、按井下同时工作的最多人数计算，每人供风量不少于4m3/min；井下作业地点实际供风量不小于所需风量；矿井通风系统阻力合理。

3、无违反《煤矿安全规程》规定的扩散通风、采空区通风；无不合理的串联通风，局部通风机无循环风。

二、矿井需要总风量计算

矿井需要总风量应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。

Q需＝（∑Q采＋∑Q备+∑Q掘＋∑Q硐+∑Q其他）×K矿通

式中：

Q需——矿井需要的总风量，m3/min

∑Q采——采煤工作面需风量总和，m3/min；

∑Q备——备用（收作）工作面需风量总和，m3/min；

∑Q掘——掘进工作面需风量总和，m3/min；

∑Q硐——硐室需风量总和，m3/min；

∑Q其他——其他巷道需风量总和，m3/min；

K矿通——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均衡等因素，取1.20。

三、采煤工作面需要风量计算

采煤工作面需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、同时工作的最多人数、一次爆破使用的最大炸药量和最多同时运行矿用防爆柴油机车功率等分别进行计算，取其中最大值。

1、按气象条件计算

Q采=60×70%×vef×Scf×Kch×Kri×K温

式中：

Q采——采煤工作面需要风量，m3/min；

60——为单位换算产生的系数；

70%——有效通风断面系数；

Vef——第i个采煤工作面风速，m/s，按采煤工作面进风流的气温选取，m/s；见表1

Scf——第i采煤工作面的平均有效断面积，可按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2；

最大控顶断面积＝最大控顶距×实际采高，m2；最小控顶断面积＝最小控顶距×实际采高，m2；平均有效断面积＝（最大控顶断面积+最小控顶断面积）÷2。

Kch——第i采煤工作面采高调整系数，见表2；

Kri——第i采煤工作面长度调整系数，见表3；

K温——采煤工作面进风流气温与对应工作面风速调整系数，见表1。

表1K温采煤工作面进风流气温与对应工作面风速及调整系数

采煤工作面气温（℃）

采煤工作面风速（m/s）

调整系数K温

<20

1.0

1.00

20～23

1.0～1.5

1.00～1.10

23～26

1.5～1.8

1.10～1.25

26～28

1.8～2.5

1.25～1.40

28～30

2.5～3.0

1.40～1.60

表2Kch采煤工作面采高调整系数

采高（m）

<2

2～2.5

2.5以上及放顶煤工作面

系数Kch

1.0

1.1

1.2

表3Kri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（Kri）

＜120

1.0

120～150

1.1

150～180

1.2

180以上

1.3～1.4

2、按瓦斯涌出量计算

Q采i＝125q瓦采i×K采通i

式中：

Q采i——第i个采煤工作面需要风量，m3/min；

125——按采煤工作面回风流中的瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数；

q瓦采i——第i个采煤工作面风巷风流中的瓦斯涌出量（不包括瓦斯抽放量），m3/min；

K采通i——第i个采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，须在正常生产条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；

综采工作面取1.2～1.6，炮采工作面取1.4～2.0，放顶煤工作面取1.5～2.2；各矿总工程师根据具体情况确定。

3、按二氧化碳涌出量计算

Q采i＝67qcgi×Kcgi

Q采i——第i个采煤工作面需要风量，m3/min；

67—按采煤工作面回风流中的二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数；

qcgi——第i个采煤工作面风巷风流中的平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

Kcgi——第i个采煤工作面二氧化碳涌出不均衡的备用风量系数，须在正常生产条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。

4、按一次爆破使用的最大炸药量计算

三级煤矿许用炸药计算公式：

Q采i≥10Ai

式中：

Q采i——第i个采煤工作面需要风量，m3/min；

10——每公斤三级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

Ai——第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。

5、按同时工作的最多人数计算

Q采i≥4Ni

式中：

Q采i——第i个采煤工作面需要风量，m3/min；

Ni——第i个采煤工作面同时工作的最多人数，人。

6、按最多同时运行矿用防爆柴油机车功率计算

Q柴油车＝4.0×P柴油车

式中：

Q柴油车——使用矿用防爆柴油机车地点的需风量，m3/min；

4.0——每千瓦每分钟供给的最低风量，m3/min；

P柴油车——最多同时运行矿用防爆柴油机车的功率，kw。

7、最大风量选择

经上述瓦斯、二氧化碳、气象条件、人数、一次爆破使用的最大炸药量、矿用防爆柴油机车功率等计算得出的采煤工作面实际需风量取其最大值。

8、按风速进行验算：

按最低风速验算，最低风量计算公式：

Q采i≥15×S采maxi

按最高风速验算，最高风量计算公式：

Q采i≤240×S采mini

式中：

Q采i——第i个采煤工作面按风速验收需要的风量，m3/min；

15——《煤矿安全规程》规定的最低允许风速0.25m/s×60s，m/min；

240——《煤矿安全规程》规定的最高允许风速4.0m/s×60s，m/min；

S采maxi——第i个采煤工作面的最大断面积，m2；

S采mini——第i个采煤工作面的最小断面积，m2。

四、掘进工作面需要风量计算

每个掘进工作面需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、一次爆破使用的最大炸药量、同时工作的最多人数、最多同时运行矿用防爆柴油机车功率等分别进行计算，取其中最大值。

1、按瓦斯涌出量计算

Q掘i＝125qhgi×Khgi

式中：

Q掘i——第i个掘进工作面需风量，m3/min；

125——按掘进工作面回风流中的瓦斯浓度不应超过0.8%的换算系数；

qhgi——第i个掘进工作面风排瓦斯绝对涌出量，m3/min。

Khgi——掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，须在正常生产条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；一般取1.5～2.0。

2、按照二氧化碳涌出量计算

Q掘i＝67qhci×Khci

Q掘i——第i个掘进工作面需风量，m3/min；

67——按掘进工作面回风流中的二氧化碳浓度不应超过1.5%的换算系数；

qhci——第i个掘进工作面风流中的二氧化碳涌出量，m3/min；

Khci——第i个掘进工作面二氧化碳涌出不均衡的备用风量系数，须在正常进尺条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。

3、按一次爆破使用的最大炸药量计算

三级煤矿许用炸药计算公式：

Q掘i≥10Ai

式中：

Q掘i——第i个掘进工作面需风量，m3/min；

10——每公斤三级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

Ai——第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。

4、按人数计算

Q掘i=4×Ni

式中：

Q掘i——第i个掘进工作面需风量，m3/min；

Ni—第i个掘进工作面同时工作最多人数，人。

5、按最多同时运行矿用防爆柴油机车功率计算

Q柴油车＝4.0×P柴油车

式中：

Q柴油车——使用矿用防爆柴油机车地点的需风量，m3/min；

4.0——每千瓦每分钟供给的最低风量，m3/min；

P柴油车——最多同时运行矿用防爆柴油机车的功率，kw。

6、按局部通风机型号核定

按上述5种方法分别计算后，取其最大值作为该工作面的实际需风量；然后根据实际需风量、百米漏风率、通风距离、风筒出口断面等计算出局部通风机的风量和风压。

具体计算方法如下：

（1）局部通风机风量计算公式：

Qa＝Qh/（1-L/100×Le100）

式中：

Qa——局部通风机的风量，m3/min；

Qh——掘进工作面的需风量，m3/min；

L——掘进工作面的最远通风距离，m；

Le100——柔性风筒的百米漏风率，可实测确定，如无实测数据，按表4选取。

表4柔性风筒的百米漏风率

通风距离（m）

＜200

200～500

500～1000

1000～2000

＞2000

Le100（%）

＜15

＜10

＜3

＜2

＜1.5

（2）局部通风机风压计算公式：

Ht＝RQaQh/3600+hv＝RQaQh/3600+ρ×[Qh÷（S0×60）]2/2

式中：

Ht——局部通风机风压，Pa；

R——风筒通风阻力，N·S2/m8；

Qa——局部通风机的风量，m3/min；

Qh——掘进工作面的需风量，m3/min；

ρ——空气密度，取值1.2kg/m3；

S0——风筒出口断面积，m2。

（3）通风阻力计算公式：

R＝R100×L/100

式中：

R——风筒通风阻力，N·S2/m8；

L——掘进工作面的最远通风距离，m；

R100——风筒的百米风阻，N·S2/m8。

根据实测确定，无实测数据可参考表5。

表5胶布风筒的百米风阻值

风筒直径（mm）

300

400

500

600

700

800

900

1000

R100（N·S2/m8）

412

314

94

34

14.7

6.5

3.3

2.0

根据风量、风压选择相应型号的局部通风机，其实际吸风量以实测为准，且不少于表6取值。

表6局部通风机吸风量（m3/min）参考表

功率（KW）

吸风量

功率（KW）

吸风量

备注：

风量必须满足瓦斯、风速等各项要求且不少于本表数据。

5.5×2对旋

210

7.5×2对旋

230

11×2对旋

270

15×2对旋

320

22×2对旋

360

30×2对旋

430

45×2对旋

500

55×2对旋

600

局部通风机的实际吸风量加上吸风口到掘进工作面回风巷道最低供风量（为防止循环风，除保证局部通风机吸风量外，其吸风口至掘进工作面回风巷口之间的岩巷风速不低于9m/min，煤、半煤巷风速不低于15m/min）即为掘进面应配风量。

7、按风速进行验算

按最低风速验算公式：

Q岩掘i≥9×S岩掘i（岩巷）

Q煤掘i≥15×S煤掘i（煤、半煤巷）

按最高风速验算公式：

Q掘i≤240×S掘i

式中：

Q岩掘i——第i个岩巷掘进工作面应配风量，m3/min；

S岩掘i——第i个岩巷掘进工作面断面积，m2；

Q煤掘i——第i个煤（半煤）巷掘进工作面应配风量，m3/min；

S煤掘i——第i个煤（半煤）巷掘进工作面的断面积，m2；

Q掘i——第i个掘进工作面应配风量，m3/min；

S掘i——第i个掘进巷道的断面积，m2。

五、硐室实际需要风量计算

1、机电硐室实际需风量

（1）机电设备发热量大的大泵房、固定压风机房，实际需要的风量（Q机硐），可按机电运转的发热量计算。

Q机硐＝3600×∑W×θ／（1.2×1.005×60×△t）

式中：

Q机硐——机电硐室实际需要风量，m3/min；

∑W——机电硐室中运转电机总功率，kw；

△t——机电硐室进、回风之间气温差，℃；

θ——机电硐室的发热系数，压风机房可取0.2～0.23，大泵房可取0.02～0.04；

1.2——空气密度，kg/m3；

1.005——空气定压比热容，KJ／kg·k。

（2）在保证硐室气温符合《规程》规定的情况下，一般大泵房可取150～200m3/min，固定压风机房可取200～250m3/min。

2、爆炸物品库实际需风量

（1）按每小时4次换气量计算。

Q爆＝0.07×V爆

式中：

Q爆——爆炸物品库实际需风量，m3/min；

V爆——包括联络巷在内的爆炸物品库的空间总体积，m3。

（2）经验配风量为：

大型爆炸物品库100～150m3/min，中、小型爆炸物品库（包括发放硐室）70～120m3/min。

3、井下充电室

应按其回风流中氢气浓度小于0.5％计算风量。

4、其他机电硐室

需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风，选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃。

一般可按经验配风：

充电硐室150～250m3/min，采区绞车房及变电硐室80～100m3/min。

六、其它巷道实际需风量计算

根据瓦斯涌出量、最多同时运行矿用防爆柴油机车功率和风速分别计算，取其最大值。

1、按瓦斯涌出量计算

Q它通i＝333×q瓦它i×k它通i

式中：

Q它通i——第i个其他井巷实际用风量，m3／min；

333——其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.3％所换算的常数；

q瓦它i——第i个其它巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/min；

k它通i——第i个其它巷道瓦斯涌出不均衡配风系数，一般可取1.2－1.3。

2、按最多同时运行矿用防爆柴油机车功率计算

Q柴油车＝4.0×P柴油车

式中：

Q柴油车——使用矿用防爆柴油机车地点的需风量，m3/min；

4.0——每千瓦每分钟供给的最低风量，m3/min；

P柴油车——最多同时运行矿用防爆柴油机车的功率，kw。

3、按风速计算

Q它通i≥9（15）×S它i

式中：

Q它通i——第i个其他井巷实际用风量，m3／min；

S它i——第i个其它巷道断面积，m2。

七、其它有关规定说明

1、采、掘、硐室和其它所需风量均指独立供风的风量。

2、备用采煤工作面、正在收作的工作面根据气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、同时工作的最多人数、一次爆破使用的最大炸药量和最多同时运行矿用防爆柴油机车功率等分别进行计算，取其中最大值；且不应小于相似条件下正常生产工作面的50％，特殊情况配风量由矿总工程师确定。

3、大断面巷道全断面一次起爆炸药量较多而供风量无法满足要求可以延长通风时间，工作人员应全部撤至新鲜风流中，待炮烟吹散、有害气体符合规定后方可进入工作地点。