采掘开工作面风量计算细则.docx
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采掘开工作面风量计算细则
采、掘、开工作面风量计算细则
一、回采工作面风量计算(以2180⑩工作面为例)
1、按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q采×KCH4/(C-CO)(m3/min)
式中:
Q采—回采工作面实际总需要风量,m3/min;
q采—采煤工作面回风流中瓦斯(二氧化碳)的绝对涌出量,0.06m3/min;
KCH4—采面瓦斯涌出不均衡通风系数(1.5)。
C:
回风流瓦斯浓度。
(1%)此处1%应改为1。
CO:
进风流瓦斯浓度(0)。
Q采=100×0.06×1.5/(1-0)=9m3/min=0.15m3/s
2、按工作面温度计算:
Q采=60×V采×S采(m3/min)
式中V采—采煤工作面风速,m/s;
S采—采煤工作面的平均断面积,m2
a、适宜气候的风速和温度表8中未列出的温度和风速,可按平均插入法找出适宜的风速。
表8回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度(℃)
采煤工作面风速(m/s)
配风调整系数(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
b、有效通风断面是指平均控顶距与平均采高的乘积。
(有效断面是去掉工作面的支架等设备占用的断面后的过风断面。
其系数一般为0.8。
最大控顶距是平均控顶距的1.2倍。
两者乘积近似于1不再修正)
c、工作面的温度取工作面下出口的回风温度。
设计工作面的温度按同等条件的工作面取值。
Q采=60×1.0×(3.69+3.19)/2×2.1=433.44m3/min=7.224m3/s
3、按工作面每班工作最多人数计算:
Q采=4×N×K(m3/min)
式中:
N——工作面同时作业人数,取53人
K:
备用系数。
取1.25
4—每人每分钟供风标准,4m3/min。
Q采=4×53×1.25=265m3/min=4.42m3/s
4、按炸药量计算
Q采=10×A(m3/min)
式中A—一次爆破炸药最大用量,(kg)
Q采=10×12=120m3/min=2m3/s
5、按排除煤尘需要风量计算:
综采、放顶煤(综放、轻放)工作面易产生煤尘,应有效排放煤尘。
排放煤尘最佳风速是1m/s。
Q采=1.0×(3.69+3.19)/2×2.1=7.224m3/s
经上述计算,风量Q取最大值7.224m3/s进行验算。
6、按风速进行验算:
经上述计算,风量Q取最大值12.91m3/s进行验算。
15×S最大<Q采<240×S最小
式中S最大——工作面最大断面积,m2。
S最小——工作面最小断面积,m2。
15×(3.69+3.19)/2×2.1<Q采<240×(3.69+3.19)/2×2.1
108.36m3/min<Q采<1733.76m3/min
1.806m3/s<Q采<28.896m3/s
通过验算可知,7.224m3/s满足风速要求,因此确定2180(10)工作面实际需风量为7.224m3/s。
三、掘进工作面需要计算:
(以3623S工作面为例)
A.计算风筒距迎头距离:
L L射=4× =4× =13.7m 式中: L—风筒距迎头距离; S—巷道断面,取最小断面11.75m2, 根据以上计算及施工经验,规定风筒出口距迎头距离机掘时不超过8m,炮掘时不超过5m。 B.计算工作面风量: 煤巷﹑半煤岩和岩巷掘进工作面的风量,应按下列因素分别计算,取其最大值。 (1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算: Q掘=100×q掘×K掘通 则Q掘=100×0.08×2.0=16m3/min=0.267m3/s 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量,取0.08m3/min; K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值),一般可取1.5-2.0,取2.0 (2)按掘进工作面同时作业人数计算: Q掘=4×N×K=4×27×1.25=135m3/min=2.25m3/s 式中: N——工作面同时作业人数,取27人; K——备用系数,取1.25 4——每人每分钟供风标准,4m3/min (3)按炸药量计算: Q掘≧10A=10×12.3=123m3/min=2.05m3/s 式中: 10——使用1kg炸药的供风量,m3/min; A——工作面一次爆破最大装药量,取12.3kg;炮烟散尽后人员即可进入。 (4)按风速进行验算 按最小风速验算,煤巷、半煤巷掘进工作面的最小风量: Q掘≧60×0.25×S=60×0.25×11.75=176.25m3/min 按最高风速验算,掘进工作面的最大风量: Q掘≦60×4×S=60×4×11.75=2820m3/min 综上可得176.25m3/min≦Q掘≦2820m3/min 式中: S——掘进工作面巷道的净断面积,取11.75m2。 通过以上计算,确定掘进工作面风量不得低于176.25m3/min,即2.94m3/s;风量不得高于2820m3/min,即47m3/s (5)局部通风机选型: 1根据经验,风筒的百米风阻值,R100=2.37Kμ改为R100=23.25(NS2/m8) 2每个弯头风阻R弯=ξ·γ/(2·g·S2) =1.3×1.2/(2×9.8×0.282) =1.02Kμ 改为: R弯=ξ·ρ/2S2 =1.3×1.2/2×0.282 =9.95NS2/m8 式中: ξ——风筒拐弯处局部阻力系数,取1.3 ρ——空气密度,取1.2kg/m3 S——风筒断面积,取0.28m2 ③风筒总风阻: R=NR弯+ R100=4×9.95+17×23.25=435.05NS2/m8 式中: N——风筒弯头的个数个 L——风筒总长度m ④所需风机的风量: Q扇=Q/(1-P漏)=2.94/(1-17×2%)=4.455m3/s=267.3m3/min 式中: P漏= P100 L——风筒总长度m P100——风筒百米漏风率,取2%; ⑤局部通风机全风压: h扇全=R·Q扇·Q=435.05×4.455×2.94=5698.15Pa 式中: h扇全——压入式局部通风机全风压Pa R——风筒总风阻NS2/m8 Q扇——局部通风机吸风量m3/s Q——掘进工作面需要风量m3/s 关于风筒风阻值R的计算说明: R的工程制单位是Kμ,现在均采用国际制单位NS2/m8。 ⑥选择局部通风机 根据Q扇和h扇全,查轴流式扇风机特性曲线,选择FBDNO.6/2×15型扇风机,技术性能为全风压1500~4400Pa,风量300~400m3/min功率30kw,最高全压效率80℅,所计算的风量和风压均在所选风机的技术参数内。 所以,选择FBDNO.6/2×15型扇风机是合适的。 一台使用一台备用,备用风机必须加好电源指示灯。 每台风机使用好两个消音器。 表5-1 风机功率(kw) 风筒直径(mm) 15×2 600/800(视现场风量是否能够满足生产需要更换) (6)按局部通风机实际吸风量计算需要风量 煤巷掘进: Q掘′=Q扇×Ii+15×S=400×1+15×11.75=576.25m3/min=9.6m3/s 式中: Q扇——局部通风机实际吸风量,选择风机的最大吸风量400m3/min。 Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 根据以上计算确定掘进工作面迎头风量应不小于2.94m3/s,风机处巷道供风量应不小于于9.6m3/s。 三、开拓工作面风量计算: 1、按瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算: Q掘=100×q掘×K掘通 式中: Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘——掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的绝对涌出量,取0.06m3/min; K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数(正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值),取1.3. 则Q掘=100×0.06×1.3=7.8m3/min=0.13m3/S 2、按掘进工作面同时作业人数计算 供井下工作人员呼吸用的新鲜风量每人不少于4m3/min。 计算公式: Q掘=4×N×K(m3/min) =4×15×1.25=75(m3/min) 式中: Q掘——需要风量(m3/min); N——工作面最多停留人数,取15人; K——备用系数,取1.25。 3、按炸药量计算 Q掘=10×A(m3/min) =10×47.4=474(m3/min)=7.9(m3/s) 式中: A——工作面一次爆破最大装药量,取47.4kg; Q掘——需要风量(m3/min)。 通过延长吹炮眼时间降低风量取值 Q掘=474/N=474/2=237(m3/min)=3.95(m3/s) N为15分钟的整数倍,取值为2 根据以上计算,工作面所需风量取值为Q掘=3.95(m3/s) 吹炮烟时间为15×2=30分钟。 此段计算应删除,按照《国家AQ-1056-2008》中矿井需要风量计算中规定: 按炸药量计算风量: (1)一级煤矿许用炸药Q掘=25×A(m3/min) (1)二、三级煤矿许用炸药Q掘=10×A(m3/min) 我公司井下爆破所使用的炸药均为三级煤矿许用乳化炸药。 该炸药在煤矿井下爆破属于安全系数比较高,产生的有毒有害气体少,每kg炸药爆破时所产生的有毒有害气体,有10m3/min的风量就足够,所以无需再有N。 4.按风速进行验算 岩巷: 9×S大<Q掘<240×S小 9×12.2<Q掘<240×11 109.8m3/min<Q掘<1032m3/min 式中: S——掘进工作面断面积,取最小断面4.3m2;最大断面12.2m2。 根据以上计算可见按炸药量计算时风量满足风速要求,因此工作面风量取值为237m3/min=3.95m3/s。 5.局部通风机工作风量: 3根据经验,风筒的百米风阻值,R100=2.37Kμ 4每个弯头风阻R弯=ξ·γ/(2·g·S2) =1.3×1.2/(2×9.8×0.282) =1.02Kμ 式中: ξ——风筒拐弯处局部阻力系数,取1.3 γ——空气比重,取1.2kg/m3 g——重力加速度,取9.8m/S2 S——风筒断面积,取0.28m2 ③风筒总风阻: R=2R弯+3R100=2×1.02+3×2.37=9.15Kμ ④所需局部通风机的风量: Q扇=Q掘/(1-P漏)=3.95/(1-3×0.02)=4.1m3/s 式中: P漏=nP100 其中: n——巷道长度百米数,取3; P100——风筒百米漏风率,取0.02; ⑤局部通风机全风压: h扇全=R·Q扇·Q掘=9.15×4.1×3.9=146.3Pa 6.选择局部通风机 根据Q扇和h扇全,查轴流式局部通风机特性曲线,选择2BKJNO6/30型局部通风机,技术性能为全风压440~5030Pa,风量260~447m3/min,功率2*15kw,最高全压效率80℅,一台使用一台备用,备用局部通风机必须加好电源指示灯。 7.按局部通风机实际吸风量计算风机位置需要风量 岩巷掘进: Q吸=Q扇×Ii+9×S(m3/min) =447*1+9*9.85 =535.65(m3/min)=8.9m3/s 式中: Q扇——局部通风机实际吸风量,m3/min。 Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数,取1。 S——局部通风机处的巷道(3.8×3.0米)断面积,取9.85m2。 根据风量计算,局部通风机处巷道供风量不低于8.9m3/s。 ..
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