生产矿井配风量技术标准.docx
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生产矿井配风量技术标准
生产矿井配风量技术标准
1矿井需要总进风量计算
矿井需要总进风量按各采煤工作面、掘进工作面、硐室、备用工作面及其它巷道等用风地点实际需要风量分别进行计算(各地点的风量计算值遇小数点向上进位取整数)。
Q矿=(∑Q采+∑Q掘全+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K矿通(m3/min)(1-1)
式中:
Q矿——矿井需要总进风量,m3/min;
∑Q采——矿井独立通风采煤工作面需要风量之和,m3/min;
∑Q掘全——矿井独立通风掘进工作面局部通风机安装处全风压需要风量之和,m3/min;
∑Q硐——矿井独立通风硐室需要风量之和,m3/min;
∑Q备——矿井独立通风备用工作面需要风量之和,m3/min;
∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室和备用工作面以外的其它用风巷道需要风量之和,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1.15~1.2。
1.1采煤工作面需要风量计算
每个采煤工作面需要风量,应按工作面气象条件、瓦斯、二氧化碳绝对涌出量、人数和爆破后有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算,然后取Q采1~Q采5的最大值作为该采煤工作面需要风量。
1.1.1采煤工作面按气象条件确定需要风量,其计算公式为:
Q采1=60×70%×Vcf×Scf×K采高×K采面长(m3/min) (2-1)
式中:
Q采1——采煤工作面需要风量,m3/min;
Vcf——按采煤工作面进风流的温度从表1中选取,m/s;
Scf——采煤工作面平均有效断面积,按平均控顶距计算,m2;
K采高——采煤工作面采高调整系数(见表2);
K采面长——采煤工作面长度调整系数(见表3);
表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)
<20
1.0
20~23
1.0~1.5
23~26
1.5~1.8
26~28
1.8~2.5
28~30
2.5~3.0
表2 K采高——采煤工作面采高调整系数
采高(m)
﹤2.0
2.0~2.5
>2.5及放顶煤工作面
系数(K采高)
1.0
1.1
1.2
表3 K采面长——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K采面长
﹤15
0.8
15~80
0.8~0.9
80~120
1.0
120~150
1.1
150~180
1.2
﹥180
1.30~1.40
1.1.2按照瓦斯绝对涌出量计算需要风量
根据《煤矿安全规程》规定,按采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%的要求计算
Q采2=100×q采CH4×K采CH4(m3/min) (2-3)
式中:
Q采2——采煤工作面实际需要风量,m3/min;
q采CH4——采煤工作面回风巷风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min;
K采CH4——采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数;取1.5
100——采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
按二氧化碳或其它有害气体的绝对涌出量计算需要风量,根据《煤矿安全规程》规定,按采煤工作面回风流中不同有害气体的允许浓度并参照按瓦斯绝对涌出量的计算方法执行。
1.1.3按二氧化碳涌出量计算需要风量
Q采3=67×q采CO2×K采CO2(m3/min) (2-4)
式中:
Q采3——采煤工作面实际需要风量,m3/min;
q采CO2——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;
K采CO2——采煤工作面二氧化碳涌出不均衡系数;取1.5
67——按采煤工作面回风流中二氧化碳浓度不超过1.5%的换算系数。
1.1.4按工作人员数量和炸药量计算需要风量
每人供风量≮4m3/min:
Q采4≥4N(m3/min) (2-5)
式中:
N——采煤工作面同时工作的最多人数。
按炸药量:
Q采5≥25A药(m3/min)一级煤矿许用炸药 (2-6)
Q采5≥10A药(m3/min)二、三级煤矿许用炸药
式中:
A药——一次爆破炸药最大用量,Kg。
此公式仅适用于使用硝酸铵炸药的矿井计算需要风量,使用水胶炸药的煤矿不进行此步计算,但要有相关说明。
1.1.5按采煤工作面风速进行验算
15Smax≤Q采≤240Smin(m3/min) (2-7)
Smax=采煤工作面最大控顶距×实际采高×70%
Smin=采煤工作面最小控顶距×实际采高×70%
式中:
Smax——采煤工作面最大控顶断面积,m2;
Smin——采煤工作面最小控顶断面积,m2。
1.2备用采煤工作面需要风量计算
备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量,且最少不得低于同一采煤方式相同的采煤工作面实际需要风量的50%。
Q备≥0.5×Q采 (2-8)
1.3掘进工作面局部通风机处的需要风量
1.3.1掘进工作面的需要风量
每个掘进工作面需要风量,应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算,然后取Q掘1~Q掘4的最大值作为该掘进工作面需要风量。
①按照瓦斯绝对涌出量计算
Q掘1=100×q掘×K掘 (m3/min) (3-1)
式中:
Q掘1——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平均绝对涌出量,m3/min;
K掘——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数;1.5
100——掘进工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
按二氧化碳绝对涌出量计算需要风量时,可参照瓦斯绝对涌出量计算方法进行。
②按照风速计算掘进工作面需要风量
Q掘2=60×V掘×S掘max m3/min (3-2)
式中:
V掘——局部通风机供风巷道内最低允许风速,m/s;
岩巷V掘≥0.15m/s,煤巷和半煤岩巷V掘≥0.25m/s;
S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积,m2;
③按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量
每人供风量≮4m3/min:
Q掘3≥4N(m3/min)(3-3)
式中:
N——掘进工作面最多人数;
按炸药量:
Q掘4≥25A药(m3/min)一级煤矿许用炸药 (3-4)
Q掘4≥10A药(m3/min)二、三级煤矿许用炸药
式中:
A药——一次爆破炸药最大用量,Kg。
此公式仅适用于使用硝酸铵炸药的矿井计算需要风量,使用水胶炸药的煤矿不进行此步计算,但要有相关说明。
④按风速进行验算
岩巷掘进最低风量,Q岩掘≥9S掘max(m3/min)
煤巷、半煤岩巷掘进最低风量,Q煤掘≥15S掘max(m3/min)
煤巷、半煤岩巷掘进最高风量,Q掘≤240S掘min(m3/min)
式中:
S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积,m2;
S掘min——局部通风机供风巷道的最小净断面积,m2。
1.3.2局部通风机选型
①局部通风机工作风量计算
Q扇≥Q掘×Pm3/min (3-5)
式中:
Q扇——局部通风机工作风量,m3/min;如有实测百米漏风率P100,可按公式(3-6)计算,当无实测资料时,应按公式(3-5)计算。
Q扇≥Q掘/(1-L×P100/100)(3-6)
L——风筒长度,m;
P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数,
柔性风筒应按下式计算:
P=1/(1-nL接), (3-7)
n——风筒接头数;
L接——一个接头漏风率。
反压边连接时,L接=0.002~0.006(煤巷取小值,岩巷取大值)。
②局部通风机工作风压计算
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机工作风压值:
ht≥Rp×Q扇×Q掘Pa(公式中Q扇、Q掘的计算单位均为m3/s) (3-8)
式中:
Rp——压入式风筒的总风阻,N.S2/m8;如有实测百米风阻值R100,可按公式(3-9)计算,当无实测资料时,应按公式(3-10)计算。
ht——压入式局部通风机全风压,Pa;
Rp=R100×(L/100), (3-9)
Rp=6.5α×L/(d5)×ζ(3-10)
α——风筒摩擦阻力系数(无实测资料时可参用表5),N.S2/m4;
L——风筒长度,m;
d——风筒直径,m;
ζ——供风距离调整系数,按表5选取。
表5 胶质风筒α、ζ选用范围参考表
风筒直径(mm)
摩擦阻力系数α(N.S2/m4)
供风距离(m)
ζ
300
0.0053
≤500
0.5
400
0.0049
500
0.0045
500~1000
1
600
0.0041
700
0.0038
1000~1500
3
800
0.0032
1000
0.0029
1500~2000
6
③选择合适局部通风机
根据工作风压、风量和局部通风机的性能曲线,选择合适的局部通风机。
④根据所选用局部通风机型号,确定局部通风机的工作风量。
局部通风机的工作风量范围应以该局部通风机出厂说明书中提供的有效风量范围为准,各矿必须保存好局部通风机出厂说明书,以此为矿井配风计算和局部通风机选型的凭证,无此资料时,可按照同功率原则参考表6选取。
表6 部分局部通风机选型表
型号
功率(KW)
级数
建议Q扇(m3/min)
风压Pa
备注
JBT-51
5.5
1
225-145
245-1177
JBT-52
11
1
225-145
490-2350
JBT-61
14
1
390-250
343-1569
JBT-62
28
2
390-250
686-3139
DSFA-5
2×5.5
2
230-150
350-2800
DSFA-5.6
2×15
2
395-230
450-4850
FBD5/2×5.5
2×5.5
2
200-140
500-2800
FBD5/2×7.5
2×7.5
2
240-180
700-3200
FBD5.6/2×11
2×11
2
350-240
800-3700
FBD6/2×15
2×15
2
400-300
1500-4400
FBD6/2×22
2×22
2
500-380
1600-5000
FBD6/2×30
2×30
2
600-430
2000-5800
FBD6/2×55
2×55
2
1100-800
3000-5800
1.3.3局部通风机安装处巷道全风压供风量的计算
Q掘全=∑Q扇实+60×V安×S安 (m3/min) (3-11)
式中:
Q掘全——局部通风机安装处巷道的全风压供风量,m3/min;
∑Q扇实—安装在同一地点并联通风的各局部通风机实际工作风量之和,m3/min。
可现场实测或参考表6选取,供风长度小时取大值,反之取小值。
V安—局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速,m/s。
安装局部通风机的巷道中的风量,除了满足局部通风机的吸风量而外,还应保证局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速,以防止局部通风机吸入循环风和词段巷道内风流停滞,造成瓦斯积聚。
风速岩巷取≥0.15m/s、煤巷和半煤巷取≥0.25m/s;
S安—局部通风机吸入口至局部通风机供风巷道回风口之间的巷道断面,m2。
1.4水采工作面需要风量计算
水采工作面按3台正常运转局部通风机配风,并保证水采区域内温度、瓦斯浓度及风速等符合《煤矿安全规程》的有关规定。
Q水=K×∑Q掘(m3/min)(4-1)
式中:
K----工作面供风系数,取1.1~1.6。
1.5井下硐室需要风量计算
按矿井各个独立通风硐室需要风量的总和确定:
∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐n (m3/min) (5-1)
式中:
∑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——不同独立通风硐室需要风量,按硐室配风原则计算,并与大屯矿区实际配风情况相比,取其最大值,m3/min。
1.5.1井下不同硐室配风原则
井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量
Q库=4V/60=0.07V(m3/min) (5-2)
式中:
Q库——井下爆炸材料库需要风量,m3/min;
V——井下爆炸材料库的体积(包括联络巷在内的爆炸材料库的空间总体积),m3。
井下充电室,应按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算风量。
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℃,其它硐室温度不超过26℃。
1.5.2根据经验和大屯矿区实际配风情况,井下硐室供风量应为:
充电硐室和爆炸材料库等按100~150m3/min供风,其它硐室按60~90m3/min供风。
1.6其它巷道需要风量计算
按矿井各个其它巷道需要风量的总和确定:
∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+…+Q其n (m3/min) (6-1)
式中:
Q其1、Q其2、Q其3、…、Q其n——各其它巷道需要风量,m3/min。
按瓦斯涌出量计算:
Q其i=100×qCH4×K其通(m3/min) (6-2)
式中:
Q其i——第i个其它巷道需要风量,m3/min;
qCH4——第i个其它巷道最大瓦斯绝对涌出量,m3/min;
K其通——其它巷道瓦斯涌出不均衡系数,取K其通=1.2~1.3;
100——其它巷道中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
按其风速验算:
Q其它i≥9×S其i(m3/min) (6-3)
架线机车巷中的风速验算:
Q其它架线机车≥60×S其i (m3/min) (6-4)
式中:
S其i——第i个其它巷道断面,m2。
2矿井有关通风参数的计算方法
2.1矿井有效风量是指风流通过井下各用风地点实测风量之和(包括独立通风采煤工作面、掘进工作面、备用工作面、硐室及其它用风巷道)。
矿井有效风量计算:
Q有效=∑Q采i+∑Q掘全i+∑Q硐i+∑Q备i+∑Q其它i (m3/min) (7-1)
式中:
Q有效——矿井有效风量,m3/min;
∑Q采i——矿井独立通风采煤工作面实测风量之和,m3/min;
∑Q掘全i——矿井独立通风掘进工作面局部通风机安装处全风压实测风量之和(不重复计算),m3/min;
∑Q硐i——矿井独立通风硐室实测风量之和,m3/min;
∑Q备i——矿井独立通风备用工作面实测风量之和,m3/min;
∑Q其它i——矿井其它独立用风巷道实测风量之和,m3/min。
2.2矿井有效风量率(E)是矿井有效风量占矿井总进风量的百分数。
矿井有效风量率计算:
E=Q有效÷Q进×100 (7-2)
式中:
E——矿井有效风量率,%;
Q有效——矿井有效风量,m3/min;
Q进——矿井总进风量,m3/min。
2.3矿井外部漏风量是指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量之和。
矿井外部漏风量计算:
∑Q外漏=∑Q主通i-∑Q井i (m3/min) (7-3)
式中:
∑Q外漏——矿井外部漏风量之和,m3/min;
∑Q主通i——各台主要通风机工作风量总和,m3/min;
∑Q井i——各回风井的实测风量之和,m3/min。
2.4矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机工作风量总和之比。
矿井外部漏风率计算:
L=∑Q外漏÷∑Q主通i×100 (7-4)
式中:
L——矿井外部漏风率,%。
∑Q外漏——矿井外部漏风量之和,m3/min;
∑Q主通i——各台主要通风机工作风量总和,m3/min。
2.5矿井内部漏风量是指矿井实际总进风量与矿井有效风量之差。
矿井内部漏风量计算:
Q内漏=Q实进-Q有效 (m3/min) (7-5)
式中:
Q内漏——矿井内部漏风量,m3/min;
Q实进——矿井实际总进风量,m3/min;
Q有效——矿井有效风量,m3/min。
2.6矿井主要通风机工作风量(排风量),应等于矿井的实际总回风量、外部漏风量之和。
2.7矿井总进风量比(G)是反映矿井通风能力大小的指标,该值合理范围应在100%<G<110%。
G=Q实进÷Q矿×100 (7-6)
式中:
G——矿井总进风量比,%;
Q实进——矿井实际总进风量,m3/min;
Q矿——矿井需要总进风量,m3/min。
2.8矿井等积孔(A)是用以表示矿井通风难易程度的指标。
①单风井矿井等积孔计算:
(7-7)
式中:
A——矿井等积孔,m2;
Q主通——主要通风机工作风量,m3/s;
H——主要通风机的静压,Pa。
②多风井矿井等积孔计算:
(7-8)
式中:
A——矿井等积孔,m2;
∑Q主通——各台主要通风机工作风量总和,m3/s;
∑QiHi——各台主要通风机工作风量和对应的主要通风机静压乘积之和,Pa·m3/s。
∑QiHi=Q1H1+Q2H2+…+QnHn
2.9矿井内部漏风系数是指矿井实际总进风量与矿井总有效风量之比。
矿井内部漏风系数计算:
K=Q实进÷Q有效 (7-9)
式中:
K——矿井内部漏风系数;
Q实进——矿井实际总进风量,m3/min;
Q有效——矿井有效风量,m3/min。
2.10计算矿井有效风量、有效风量率、漏风量、漏风率、漏风系数及主要通风机工作风量时,风量均应换算成标准状态下的风量,可按下式计算:
Q标=Q测×ρ测÷1.2 (7-10)
式中:
Q标——标准状态下的风量,m3/min;
Q测——测定地点的实际风量,m3/min;
ρ测——测定地点的空气密度,kg/m3;
1.2——标准状态下矿井空气密度,kg/m3。
3说明:
3.1矿井必须每月按本细则进行风量核算,列出矿井配风计划,做到“以风定产”,并报矿总工程师审核、签字。
3.2在计算和考核矿井需要风量时,应扣除矿井实际发生的不违反《煤矿安全规程》串联通风规定的串联通风用风地点的风量。
3.3备用工作面是指具备生产条件而没有生产的采煤工作面;如不具备生产条件的,应按巷道供风标准考核。
3.4新投产的采掘工作面的风量计算,可参考同一煤层相邻工作面的空气温度、瓦斯绝对涌出量等参数进行计算。
3.5采煤工作面实际供风量符合本细则风量计算要求的情况下,若发现有煤炭自燃隐患需要采取调风措施时,经公司批准后,可适当调整工作面风量。
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