式中:
S——专用排瓦斯巷(尾巷)净断面面积,m2。
6、备用工作面也应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。
Q备≥1/2Q采
二、掘进工作面需要风量计算
每个掘进工作面实际需要风量,应按瓦斯、二氧化碳涌出量、同时作业的最多人数、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等要求分别进行计算,然后取其中最大值。
1、按照瓦斯(二氧化碳)涌出量计算:
Q掘=100qCH4·KCH4(m3/min)
Q掘=67qCO2·KCO2(m3/min)
式中:
Q掘——单个掘进工作面需要风量,m3/min;
qCH4——掘进工作面回风流中平均瓦斯绝对涌出量(参照相同类型的邻近工作面的瓦斯涌出量,无相同类型的邻近工作面瓦斯涌出量数据的,依据瓦斯涌出量预测报告或地质部门提供的瓦斯数据;工作面正常生产时连续观测1个月,取平均瓦斯绝对涌出量),m3/min;
qCO2——掘进工作面回风流中平均二氧化碳绝对涌出量(同上),m3/min;
KCH4——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绝对瓦斯涌出量的比值。
KCO2——二氧化碳涌出不均衡通风系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值。
2、按掘进工作面同时作业人数计算需要风量:
按每人供风≮4m3/min计算:
Q掘>4N(m3/min)
式中:
N——掘进工作面最多人数,人。
3、按炸药量计算需要风量:
煤矿许用炸药:
Q掘>25A(m3/min);
式中:
A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg;
25——每千克煤矿许用炸药需风量,m3/min;
通过以上计算,工作面配风量取以上计算的最大值。
根据最大风量值对局部通风机进行选型。
4、按局部通风机实际吸风量计算局部通风机安装地点巷道需要风量:
无瓦斯涌出的岩巷掘进:
Q配=Q扇·Ii+60×0.15S配(m3/min)
有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷掘进:
Q配=Q扇·Ii+60×0.25S配(m3/min)
式中:
Q配——局部通风机安装地点巷道需要风量,m3/min;
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O.15m/s、煤巷和半煤巷不小于O.25m/s,以防止局部通风机吸入循环风或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,(Ii≤2)。
S配——局部通风机安装地点巷道净断面面积,m2
5、按风速进行验算:
无瓦斯涌出的岩巷最低风量:
Q岩掘>60×0.15S掘(m3/min)
有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷最低风量:
Q煤掘>60×0.25S掘(m3/min)
巷道最高风量Q掘<60×4.0S掘(m3/min)
式中:
S掘——掘进工作面的净断面面积,m2。
局部通风机安设巷道风速验算:
Q配<60×4.0S配(m3/min)
6、对于高瓦斯矿井采用双巷或多巷平行掘进,通过巷道之间的联络横川不断引进全风压的通风方式,每隔一定距离向前移动局部通风机进行风量计算时,除按上述方法计算独头巷道所需风量外,还必须计算全风压巷道煤壁的瓦斯涌出量和横川调节风窗的通过风量,并以此确定掘进区域的配风量。
三、井下硐室需要风量计算
井下硐室需要风量的计算,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:
1、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;
但大型爆破材料库不得小于100m3/min,中小型爆破材料库不得小于60m3/min。
2、井下充电室应按其回风流中氢气浓度小于O.5%计算风量。
Q充=200q(m3/min)
式中:
Q充——井下充电室需要风量,m3/min;
q——充电硐室在充电时产生的氢气量,m3/min;
但充电硐室的供风量不得小于100m3/min。
3、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300C,其他硐室温度不超过260C。
3.1发热量大的机电硐室,按硐室中运行的机电设备发热量进行计算:
Qri=3600×∑N×θ/(ρ×cp×60×△t)(m3/min)
式中:
Qri——第i个机电硐室的需要风量,m3/min;
∑N——机电硐室中运转的电动机(变压器)总功率,kW;
θ——机电硐室的发热系数,可根据机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电气设备容量做无用功的系数确定,也可按下表4选取;
ρ——空气密度,一般取1.20kg/m3;
cp——空气的定压比热,一般可取1.0006kJ/kg·k;
△t——机电硐室进、回风流的温度差,℃。
表4机电硐室发热系数(θ)表
机电硐室名称
发热系数
空气压缩机房
0.2~0.23
水泵房
0.01~0.03
变电所、绞车房
0.02~0.04
3.2采区小型机电硐室,可按经验值确定需风量:
Qri=60~80m3/min
四、其他井巷实际需要风量计算
其他井巷实际需要风量应按矿井各个其他巷道用风量的总和进行计算:
∑Q其他=Q其1+Q其2+Q其3+···+Q其n(m3/min)
式中:
Q其1、Q其2、Q其3、···、Q其n——各其他井巷需要风量,m3/min。
1、按瓦斯涌出量计算:
Q其i=133qCH4.K其通(m3/min)
式中:
Q其i——第i个其他井巷实际用风量,m3/min;
qCH4——第i个其他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,瓦斯矿井的全岩巷道瓦斯涌出不均衡系数取1.2;瓦斯矿井煤巷、半煤岩巷及高瓦斯、突出矿井的所有巷道,瓦斯涌出不均衡系数取1.3。
133——其他井巷中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。
2、按其风速验算:
Q其i>60×O.15S其i(m3/min)
3、架线电机车巷中的风速验算:
Q其他架线机车>60×1.OS其I(m3/min)
式中:
s其i——第i个其他井巷净断面面积,m2。
4、按胶轮车尾气排放稀释需风量计算:
Q胶轮车i=5.44×ni×Pi×ki(m3/min)
式中:
Q胶轮车i——第i个地点胶轮车尾气排放稀释需要的风量,m3/min;
ni——第i个地点胶轮车的台数,台;
Pi——第i个地点胶轮车的功率,kW;
Ki——配风系数,第i个地点使用1台胶轮车运输时,Ki取1.0;第i个地点使用2台胶轮车运输时,Ki取0.75;第i个地点使用3台及以上胶轮车运输时,Ki取0.5;
5.44——每千瓦每分钟应供给的最低风量,m3/min;
当架线电机车和胶轮车运行的巷道为专用行车巷道时,要按照上述公式计算该巷道的需风量;否则,要用上述公式进行验算。
五、生产矿井需要风量计算
生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面、硐室及其他巷道等用风地点分别进行计算,包括按规定配备的备用工作面需要风量,现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其他)·K(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掘——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其他——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和,m3/min;
K——矿井通风需风系数。
对矿井的通风系数规定如下:
矿井通风系数包括矿井内部漏风和配风不均衡系数等因素,一般抽出式K取1.15-1.20,压入式K取1.25~1.30。
瓦斯矿井独立供风采掘工作面数量少于12个且最大通风流程小于10000m时,抽出式取1.15,压入式取1.25,否则抽出式取1.20,压入式取1.30。
高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井抽出式取1.20,压入式取1.30。
分区通风矿井各区域风量按以上公式独立进行计算。
并对进回风井、主要进回风大巷进行风速验算。
各矿井应坚持以风定产、矿井及采区采掘头面数量不超规定的原则。
矿井实际供风量不能满足生产需要时,要依据风量核定矿井生产头面数量和产量,同时要采取加大瓦斯抽采力度、调整采掘衔接等有效手段来解决生产与供风的矛盾,确保矿井通风安全。