矿井风量调节方法.docx

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矿井风量调节方法

矿井风量调节方法

在矿井通风网络中，风量的自然分配往往不能满足作业地点的风量需求，因而需要对风量进行调节。

按其调节范围可分为局部风量调节与矿井总风量调节。

4.1局部风量调节

局部风量调节是指在采工内部各工作面间，采区之间或生产水平之间的风量调节。

调节方法有增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。

增阻调节法是通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量，其主要有调节风窗、临时风帘、空气幕调节装置等。

这是目前使用最普遍存在局部调节风量的方法。

减阻法是通过在巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减少与其关联的通路上的风量。

主要有扩大巷道断面、降低摩擦阻力系数、清除巷道中的局部阻力物、采用并联风路、缩短风流路线的总长度等。

辅助风机调节法是在井下巷道中安装通风机来增加风量。

4.2矿井总风量的调节

当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总风量，也就是调整主通风机的工况点。

采取的措施是：

改变主通风机的工作特性，或改变矿井风网的总风阻。

改变主通风机的工作特性就是通过改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶片安装角度和离心式风机前导器叶片角度等。

5．矿井风量计算方法

5.1全矿井风量计算方法

矿井需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。

Q矿=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备＋∑Q其它）×K矿通m3/min

式中：

∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和m3/min

∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和m3/min

∑Q硐——硐室实际需要风量的总和m3/min

∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和m3/min

∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和m3/min

K矿通——矿井通风系数（抽出式K矿通取1.15~1.2,压入式

K矿通取1.25~1.3）

5.2采掘工作面及其它地点风量计算方法

（1）采煤工作面的需要风量

每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的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，然后取其中最大值。

高瓦斯矿井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算。

根据《煤矿安全规程》规定，按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不超过1％的要求计算：

式中：

Q采——回采工作面实际需要风量，m3/min；

q采——回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/min；

KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数。

（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瓦斯绝对涌出量的比值）。

按工作面温度选择适宜的风速进行计算

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。

按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量：

每人供风≮4m3/min：

Q采>4N（m3/min）；

每千克炸药供风≮25m3/min：

Q采>25A（m3/min）；

式中：

N——工作面最多人数，

A——一次爆破炸药最大用量，Kg。

按风速进行验算：

15S

S——工作面平均断面积，m2

备用工作面亦应满足瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。

（2）掘进工作面的需要风量

和回采工作面所需风量的计算方法基本相同

按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：

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，m3/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）。

按二氧化碳的涌出量计算需要风量，可参照瓦斯涌出量计算方法进行。

按局部通风机实际吸风量计算需要风量:

岩巷掘进：

Q掘=Q扇×Ii+9S

煤巷掘进：

Q掘=Q扇×Ii+15S

式中：

Q扇——局部通风机实际吸风量，m3/min。

安设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掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s，以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚。

Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

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≮4m3/min：

　　Q掘>4N（m3/min）

每千克炸药供风≮25m3/min：

Q掘>25A（m3/min）

式中：

N——掘进工作面最多人数

A——一次爆破炸药最大用量，Kg

按风速进行验算:

岩巷掘进最低风量Q岩掘>9S掘（m3/min）

煤巷掘进最低风量Q煤掘>15S掘（m3/min）

岩煤巷道最高风量Q掘<240S掘（m3/min）

式中：

S掘——掘进工作面的断面积，m2

（3）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：

∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+...+Q硐n

式中：

∑Q硐——所有独立通风硐室风量总和，m3/min

Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n——不同独立供风硐室风量，m3/min

矿井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）

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，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℃。

（4）其它井巷实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算：

∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n

式中：

Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各为其它井巷风量，m3/min。

按瓦斯涌出量计算：

Q其i=100qCH4×K其通（m3/min）

式中：

Q其i——第i个其它井巷实际用风量，m3/min

qCH4——第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量，m3/min

K其通——瓦斯涌出不均衡系数，取1.2～1.3，

100——其它井巷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）

架线机车巷中的风速验算:

　　　　　Q其它架线机车＞60×S其i

式中：

S其i——第i个其它井巷断面，m2

6．采掘头面供风方式

6.1回采工作面通风系统

回采工作面通风系统是由进、回风巷（顺槽）、工作面、采空区等构成的。

它包括采煤工作面风流流动方式和通风方式等。

回采工作面风流流动方式

回采工作面风流流动的方式是指工作面采用上行风或下行风。

工作面风流上行者称为上行风；工作面风流下行者称为下行风。

上行风是煤矿采用较广泛的风流流动方式，适用范围广。

下行风从国内外经验看，对降尘、降温、减少工作面瓦斯有积极作用。

但《煤矿安全规程》规定，有煤与瓦斯突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。

回采工作面通风方式

回采工作面的通风方式由进、回风巷与工作面的相对位置所决定。

其基本形式有U形、Z形、H形、Y形、W形和双Z形等，如图所示。

回采工作面通风方式

a—U形；b—Z形；c—H形；d—Y形；e—双Z形；f—W形

我国主要采用U形通风方式，其它通风方式是为加大工作面长度，增加工作面风量，改善工作面气候条件，预防采空区漏风和瓦斯涌出等目的，在U形通风方式的基础上进一步演变而来的。

6.2掘进通风

《煤矿安全规程》规定：

掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。

局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法。

按照通风机的工作方式分为压入式、抽出式和混合式3种，如图所示。

局部通风机布置图

a—压入式；b—抽出式；c—混合式

a.压入式通风

局部通风机吸入巷道中新风后，经风筒送入掘进工作面，污风则通过掘进巷道排出称为压入式通风。

《煤矿安全规程》规定：

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必须制定安全措施。

压入式通风巷道内风流污染大，卫生条件差，但是局部通风机具有安全性好，通风距离长，可使用轻便柔性风筒等特点。

b.抽出式通风

新风由掘进巷道流入，污风通过风筒由局部通风机抽出称为抽出式通风。

抽出式通风局部通风机安装与压入式相反，且使用的风筒为刚性风筒，价格贵，风筒质量大，安装也麻烦。

抽出式通风巷道内空气新鲜，卫生条件较好，但是，污浊空气通过局部通风机，安全性能差，通风距离也短，不适宜瓦斯矿井，所以抽出式通风很少应用。

c.混合式通风

用两套风机风筒装置，一套向掘进迎头压入新风，一套为工作面抽出污风，这种通风方式称为混合式通风。

混合式通风兼有压入式和抽出式通风的优点，通风能力强，效果好，但它只能使用在低瓦斯的工作面内。

掘进工作面通风除加强局部通风机管理外，还必须加强风筒的管理。

风筒要吊挂平、稳、直，接头严密、无破洞。

搞好掘进通风是通风部门的一项重要工作。

6.3局部通风机通风管理

局部通风机通风是煤矿普遍采用的掘进通风方式。

它已成为掘进工作的组成部分，也是保证安全生产的前提。

局部通风机通风管理的目的主要是：

提高局部通风机的有效风量，保证局部通风机安全可靠的运行，为巷道掘进提供安全条件和良好的作业环境。

在通风管理工作中，应加强局部通风机的选择与安装、使用和维修，严格执行局部通风机的检查、维修和开停等管理制度，以保证其正常运转。

局部通风机使用应在作业规程中明确规定，一般应满足以下基本要求：

a.局部通风机和启动装置必须安在进风巷道中，距回风口的距离不得小于10m，距巷底的距离大约0.3m（吊挂或垫起）；局部通风机的吸风量必须小于矿井全风压供给该处的风量，以免发生循环风。

一般要求是：

全风压供风量为局部通风机的吸风量为的1.34倍，或保持局部通风机吸风口至回风巷之间巷道的风速不低于0.15m／s。

b.局部通风机的供风量应满足工作面稀释并排除炮烟，瓦斯和各种有害气体及粉尘的需要，且保证风筒出风口风量不小于40m3／min。

煤巷工作面风筒出风口距工作面的距离不得大于5m，岩巷不得大于15m。

c.局部通风机和掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。

当局部通风机停止运转时，能自动切断该风机供风巷道的一切电源。

d.在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯突出矿井中的所有掘进工作面的局部通风机，都应装设“三专”（专用变压器、专用开关、专用线路）、“两闭锁”（风电闭锁、瓦斯电闭锁）设施，并保证局部通风机可靠运转。

高突瓦斯矿井的厚煤层分层开采顶层掘进工作面，要设双风机、双电源（其中一路必须是“三专”）自动倒台装置。

“三专”、“两闭锁”设施的安装、使用和维修，应遵守下列规定：

e.严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。

不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。

f.局部通风机必须保证经常运转，不准停风。

因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。

恢复通风前，必须检查瓦斯。

只有局部通风机和开关附近10m以内风流中的瓦斯不超过0.5％时，方可人工开动局部通风机。

g.局部通风机设备应齐全。

吸风口有风罩和整流器，高压部位有衬垫。

并使用高能、低耗、低噪音的局部通风机或安设消音器。

h.局部通风机要设专人管理，保证正常运转，对无计划停电停风要认真登记，并上报有关部门。

7．矿井负压、风速

井巷风流中两断面的压力差是造成空气流动的根本原因，空气流动的方向总从压力大的地方流向压力小的地方。

井巷内空气得以流动的压力称之为通风压力。

矿井的通风压力就是进风井井口断面与出风井口断面处的压力之差，它是由通风机的作用造成的。

全矿井通风负压的大小可以通过通风机房U型水柱计读出来。

我公司目前主要通风机负压在1000~4000Pa左右，负压越大，反映通风越困难。

对井下巷道中的风速，从安全生产和职工健康出发，必须对最高与最低风速加以限制。

对最高风速限制的理由一是风速过高对人体健康不利；二是会增加巷道通风阻力；三是可以减少煤尘飞扬。

规定最低风速主要是防止在巷道中或工作面中瓦斯局部积聚或成层。

《煤矿安全规程》规定井下巷道中风流速度应符合下表要求。

井巷中的允许风流速度规定

井巷名称

允许风速（m/s）

最低

最高

无提升设备的风井和风硐

15

专为升降物料的井筒

12

风桥

10

升降人员和物料的井筒

8

主要进、回风巷

8

架线电机车巷道

1.0

8

运输机巷，采区进、回风巷

0.25

6

采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷

0.25

4

掘进中的岩巷

0.15

4

其他通风行人巷道

0.15

一、掘进通风参数计算以及局扇选择：

㈠按巷道内最多人数计算

Qhp=4N=4×36=144m3/min

式中：

N------交接班人数，取36

㈡按瓦斯涌出量计算：

（1）岩巷：

Qhp=100×Qm×Km

=100×1.5×1.2

=180m3/min

式中Qhp----掘进工作面所需风量m3/min

Qm-----掘进工作面预计瓦斯涌出量1.5m3/min

Km----掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取1.2

（2）煤及半煤岩巷：

Qhp=100×Qm×Km

=100×3×1.2

=360m3/min

式中Qhp----掘进工作面所需风量m3/min

Qm-----掘进工作面预计瓦斯涌出量3m3/min

Km----掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取1.2

㈢按吹散炮烟计算：

Qhp=15.8÷τ×（AS2L2÷P2）1/3

=15.8÷15×（62.3×15.22×1002÷1.52）1/3

=421.3m3/min

式中：

τ---通风时间，取15min

A---一次放炮最多炸药消耗量，29.85kg

L---炮烟稀释长度，取100m

S---巷道掘进断面，m2

P---风筒进出风量比，即局扇风量与风筒末端风量之比，取1.5。

2、局扇选型：

通过上述计算，巷道掘进时工作面所需最大风量为421.3m3/min。

因此，掘进时选择一组FBDZO60/15KW×2型自动倒台风机（额定风量450m3/min）可满足生产需要。

3、风筒选择：

风筒选择抗静电阻燃柔性风筒￠=800mm

4、风速校验

最低风速：

V1=Qmin（1－k）/（Smax×60）

=421.3×（1－0.1）/（16.7×60）

=0.36m/s

最高风速：

V2=Qmax（1－k）/（Smin×60）

=450×（1－0.1）/（15.2×60）

=0.38m/s

式中：

Qmax、Qmin-------最大风量、最小风量，m3/min

Smax、Smin-------最大面积、最小面积，m2

K----------------漏风系数，取0.1

根据《煤矿安全规程》规定，掘进中的岩巷允许风速0.15（煤巷0.25）m/s～4m/s的规定，本掘进工作面风速不超限。

此外，在实际的生产中要按照上月工作面实际瓦斯涌出量重新核定风量并在月补充中说明（煤巷掘进中如瓦斯涌出量增大必须重新核定工作面需风量，根据需要更换风机）

二、规定风筒口到窝头的最大距离：

1、岩巷：

风筒口到窝头的最大距离15m。

2、半煤岩巷：

风筒口到窝头的最大距离10m。

3、煤巷：

风筒口到窝头的最大距离5m。

三、通风系统：

1、进风：

北副井→北副井底西码→风机→工作面。

2、回风：

工作面－240m水平轨道暗斜井―――――――――――→

—————→－240m水平轨道暗斜井联络巷→－230m水平专用

－240m水平轨道暗斜井→－230m水平专用回风暗斜井联络巷

回风暗斜井→贾吕寨风井总回风巷→贾吕寨风井底→地面。

四、局扇及瓦斯管理制度和措施：

㈠局扇管理制度和措施：

1、掘进通风方式、局扇和风筒安装使用：

通风方式：

压入式。

局扇由瓦斯检查员和施工单位小班电工共同负责管理，局扇和启动装置必须安装在进风巷中，距掘进巷道回风口＞10m，全风压供给该处的风量必须大于局扇通风机的吸入量，局部通风机安装地点到回风口间巷道中的最低风速岩巷＞0.15m/s，煤及半煤岩巷＞0.25m/s。

2、供电：

局部通风机采用三专（专用变压器，专用开关，专用线路）供电，两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）可靠，使用动力和闭锁专用线路必须位于新鲜风流中。

3、岩巷掘进安全技术装备系列化标准：

⑴双风机双电源（其中一路为三专电源,另一路电源可与其它设备共用）。

⑵局扇自动倒台，自动换向分风器。

⑶风与电闭锁、瓦斯与电的闭锁装置。

⑷不燃性风筒，接头双反压边。

⑸局扇消音器。

⑹过地质构造带瓦斯增大时设专职瓦斯检查员。

⑺瓦斯遥测或断电仪。

⑻瓦斯指示报警仪。

⑼防尘，消防供水管路。

⑽水炮泥。

⑾水幕。

⑿电机综合保护。

⒀防爆率达到100%的电气设备。

⒁动力线为阻燃电缆。

⒂照明、通讯、信号使用橡套电缆。

⒃专职放炮员配备瓦斯检定器，实行“一炮三检查”。

⒄乳化炸药。

⒅自救器（采用隔离式）。

⒆专用电话。

4、安全装备系列化的使用、管理、维护制度：

⑴对系列化装备必须人人爱护，不准随意乱动和损坏。

⑵每台设备都必须分管到个人，定期保养，经常检查，失灵损坏的必须及时的维修和更换。

⑶每台设备都必须挂牌，开关上架，接地线符合要求。

⑷系列化装备必须坚持正确使用，否则，按违章处理。

⑸要保证每台设备都具有良好的防爆性能，严禁电气设备失爆。

⑹放炮时，工作面的电气设备要停电闭锁，电缆、风水管放下并掩盖好，工具移到安全地点，开关、操作按钮等电气设备，用木板或其他物料掩盖好，以防崩坏。

⑺五小电气必须上板，并有合格接地线。

5、瓦斯监测监控：

⑴瓦斯监测设备配置：

设备名称

型号

数量

设备安装地点

监测分站

KG2007G1

1台

局扇开关配电点处

开关量传感器

KGTK--G0

2个

局扇开关负荷测

瓦斯传感器

KG101--45

2个

工作面5m内；距回风巷口10～15m回风流。

传感器电缆

4×1mm2矿用

（2）瓦斯管理自动监测仪表：

地点

回风流

工作面

悬挂标准

维护使用

位置

距回风流口

10～15m

岩巷距迎头

≤5m

报警浓度

≥0.8%

≥0.8%

断电浓度

≥0.8%

≥0.8%

复电浓度

＜0.8%

断电范围

掘进巷道内全部非本质安全型电气设备

注：

传输外线：

KUVYR41mm2矿用阻燃型

（3）供电接线方式：

采用风机与电、瓦斯与电闭锁线路联接，安全监控设备的电源必须取自被控制开关的电源侧，严禁接在被控制开关的负荷侧。

㈡瓦斯管理和措施：

1、任何人不得私自停开局扇，不得任意改变风筒通风方向。

2、特殊情况需停工时不得停风，否则必须切断电源，设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入，并向矿调度报告。

3、瓦检员必须履行职责，严禁空班漏检假检。

瓦斯浓度每班检查至少三次。

掘进期间过地质构造或顶板揭煤时，必须另行制定措施。

4、风筒口距窝头不超过15m，半煤岩巷不超过10m：

煤巷不超过5m。

5、工作面因故停风时，必须撤出人员，切断电源。

班组长应及时向矿调度及队值班汇报，小班电工迅速查明原因，排除故障，经通风区同意后，恢复风机运转。

送风前，必须由瓦斯检查员检查瓦斯，只有停风区中最高瓦斯浓度不超过0.8%和二氧化碳浓度不超过1.5%，风机及开关地点附近10m内风流中瓦斯浓度不超过0.5%时，方可由电工开动局扇。

6、喷浆时，喷浆后应及时把风筒上的回弹料当班清理干净。

严禁风筒落地。

7、风机因故停风造成盲巷段瓦斯超过3%时，在恢复送风前按专项排瓦斯措施执行。

8风机和工作面的电气设备必须风电闭锁，风机使用专用线路，专用开关，专用变压器。

9工作面空气成分与风流速度必须符合下列规定：

①采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。

②有害气体最高允许浓度：

名称

最高允许浓度（％）

一氧化碳CO

0.0024

氧化氮（换算成氧化氮NO2）

0.00025

二氧化硫SO2

0.0005

硫化氢H2S

0.00066

氨NH3

0.004

瓦斯、二氧化碳和氧气的允许浓度按本规程有关规定执行。

矿井所有气体的浓度均按体积的百分比计算。

10、工作面空气温度不得超过26℃时。

11、爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.8%时，严禁爆破。

12、工作面以及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源,撤出人员，进行处理。

13、工作面巷道内,体积大于0.5m3的空间积聚的瓦斯浓度大于2.0%时，附近20m内必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

14、因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到0.8％以下，方可送电。

15、工作面风流中CO2浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。

16、局扇因故停止运转，在恢复通风前，必须首先检查瓦斯，只有停风区中最高瓦斯浓度不超过0.8％和最高CO2浓度不超过1.5％，且符合开启局扇的条件时，方可人工开启局扇，恢复正常通风。