份井下各用风地点风量计算.docx
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份井下各用风地点风量计算
东川矿业有限公司
5月份矿井配风计划
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5月份矿井配风计划
根据《煤矿安全规程》第138条之规定，按采掘工作面、硐室及其他地点实际需要用风量进行合理的风量分配。
为提高矿井风量利用率，保证矿井主要通风机安全、可靠、经济运行，根据矿井采掘布局情况，2021年5月份矿井风量分配如下：
一、概况
1.东川煤矿本月井下布置1个综采工作面：
5107上分层综采工作面；3个掘进工作面，5105下分层运输掘进工作面、5201上分层回风顺槽掘进工作面、5108上分层切眼掘进工作面。
2.矿井有两个机电硐室，即中央变电所、水泵房。
3.本矿井属低瓦斯矿井。
二、编制依据
1.中华人民共和国安全生产行业标准：
AQ1056-2008《矿井通风能力核定标准》。
2.本矿5月份生产作业计划和各采煤、掘进工作面作业规程。
3.瓦斯：
采掘工作面回风和采掘工作面风流中瓦斯浓度小于1%（二氧化碳浓度小于1.5%），总回风风流中瓦斯浓度小于0.75%。
4.风速：
盘区主要进回风巷V≤6m/s；采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷，有瓦斯涌出的岩巷0.25m/s≤V≤4m/s；其他通风行人巷道V≥0.15m/s。
5.温度：
采掘工作面≤30℃，机电硐室≤34℃。
6.无循环风：
供给局部通风机的全风压风量必须大于该风机的吸入风量，并满足风机安设地点巷道的最低风速要求的风量。
三、矿井总需风量计算
矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风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风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。
Q矿井≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它+∑Q车）×K矿通
式中：
Q矿井—全矿井实际需要风量，m3/min；
∑Q采—采煤工作面实际需要风量之和，m3/min；
∑Q掘—掘进工作面实际需要风量之和，m3/min；
∑Q硐—硐室实际需要风量之和，m3/min；
∑Q车—井下防爆胶轮车需要风量。
∑Q其它—其它通风巷道实际需要风量之和，m3/min；
K矿通—矿井通风系数，抽出式通风机取1.15-1.2。
（一）5107上分层综采工作面需要风量
工作面长280m，采高取3.8m，平均控顶距5770mm（最大控顶距6170mm，最小控顶距5370mm），工作面进风巷温度15℃～20℃，工作面生产班20人，检修班30人，工作面同时工作的最多人数取30人。
1.所需风量按气象条件进行计算
按气象条件计算Qcf=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl×kcw
Qcf-综采工作面需要风量，m3/min；
Vcf-综采工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度选取，本工作面选取1.0m/s；
Scf-采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，㎡；取21.926㎡（取自于5107上分层综采工作面设计）；
kch-综采工作面采高调整系数，取1.2，见表4-1；
kcl-综采工作面长度调整系数，工作面280m，取1.5，见表4-2；
kcw-综采工作面温度调整系数，15℃～20℃，取1.0，见表4-3；
70％-有效通风断面系数；60-单位换算产生的系数；
Qcf=60×70%×1.0×21.926×1.2×1.5×1.0≈1658（m3/min）
表3－1 工作面采高调整系数
采高（m）
＜2.0
2.0～2.5
＞2.5及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.2
表3－2 工作面长度调整系数
回采工作面长度（m）
工作面长度风量系数K面长
＜150
1.0
150～200
1.0～1.3
200～250
1.3～1.5
＞250
1.5～1.7
表3－3 工作面温度调整系数
回采工作面空气温度（℃）
配风系数K温
＜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
2.按照瓦斯涌出量计算
Qcf=100×Qcg×Kcg
Qcf-综采工作面需要风量，m3/min；
Qcg-采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，0.38m3/min；
Kcg-采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.1。
Qcf=100×0.38×1.1≈42（m3/min）。
3.按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=67×Qcc×Kcc
Q采-采煤工作面需要风量，m3/min；
Qcc-采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；1.64m3/min；
Kcc-采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.2。
Qcf=67×1.64×1.2≈132m3/min。
4.按回采工作面同时作业的人数计算
Qcf≥4Ncf
Q采-采煤工作面需要风量，m3/min；
Ncf-采煤工作面同时工作的最多人数，取30人；
4-每人需风量，m3/min；
Qcf≥30×4=120（m3/min）。
5.按风速进行验算
按最低风速验算：
Qcf≥60×0.25Scb
1658m3/min≥60×0.25×Scb=15×21.926≈329m3/min
按最高风速验算：
Qcf≤60×4Scb
1658m3/min≤60×4×S采=240×21.926≈5263m3/min。
根据上述计算，确定5107上分层工作面实际需要风量为1658m³/min。
（二）5104下分层备用面需要风量
工作面长182m，采高取3.0m，平均控顶距4920mm，工作面进风巷温度15℃～20℃，工作面生产班20人，检修班30人，工作面同时工作的最多人数取30人。
1.所需风量按气象条件进行计算
按气象条件计算Qcf=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl×kcw
Qcf-综采工作面需要风量，m3/min；
Vcf-综采工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度选取，本工作面选取1.0m/s；
Scf-采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，㎡；取14.76㎡（取自于5104下分层综采工作面设计）；
kch-综采工作面采高调整系数，取1.2，见表4-1；
kcl-综采工作面长度调整系数，工作面182m，取1.2，见表4-2；
kcw-综采工作面温度调整系数，15℃～20℃，取1.0，见表4-3；
70％-有效通风断面系数；60-单位换算产生的系数；
Qcf=60×70%×1.0×14.76×1.2×1.2×1.0≈893（m3/min）
表3－1 工作面采高调整系数
采高（m）
＜2.0
2.0～2.5
＞2.5及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.2
表3－2 工作面长度调整系数
回采工作面长度（m）
工作面长度风量系数K面长
＜150
1.0
150～200
1.0～1.3
200～250
1.3～1.5
＞250
1.5～1.7
表3－3 工作面温度调整系数
回采工作面空气温度（℃）
配风系数K温
＜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
2.按照瓦斯涌出量计算
Qcf=100×Qcg×Kcg
Qcf-综采工作面需要风量，m3/min；
Qcg-采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，0.38m3/min；
Kcg-采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.1。
Qcf=100×0.38×1.1≈42（m3/min）。
3.按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=67×Qcc×Kcc
Q采-采煤工作面需要风量，m3/min；
Qcc-采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；1.64m3/min；
Kcc-采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.2。
Qcf=67×1.64×1.2≈132m3/min。
4.按回采工作面同时作业的人数计算
Qcf≥4Ncf
Q采-采煤工作面需要风量，m3/min；
Ncf-采煤工作面同时工作的最多人数，取30人；
4-每人需风量，m3/min；
Qcf≥30×4=120（m3/min）。
5.按风速进行验算
按最低风速验算：
Qcf≥60×0.25Scb
893m3/min≥60×0.25×Scb=15×14.76≈221.4m3/min
按最高风速验算：
Qcf≤60×4Scb
893m3/min≤60×4×S采=240×14.76≈3543m3/min。
根据上述计算，确定5104下分层工作面实际需要风量为893m³/min。
则5104下分层备用面的需要风量为893×50%=447m³/min。
（二）掘进工作面需要风量
每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
一、5105下分层运输顺槽掘进工作面需要风量计算
1.按瓦斯涌出量计算
Qhf=100·qhg·khg
Qhf=100×qhg×khg=100×1.5×0.11=16.5m3/min
式中：
qhg—掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，取0.11m3/min；
khg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
2.按二氧化碳涌出量计算
Qhf=67·qhc·khc
Qhf=67×khc×qhc=67×1.6×0.5=53.6m3/min
式中：
qhc—掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，取0.5m3/min；
khc—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.6。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
3.按工作面同时工作最多人数计算：
Qaf≥4Nhf
式中：
Nhf-掘进工作面同时工作的最多人数，人；取N=11人
4-每人需风量，m3/min。
Qaf=4×11＝44（m3/min）
4.风速验算
按最低风速验算：
Qaf≥60×0.25Shf=15×14.98=224.7m3/min
式中：
Qaf-满足掘进工作面最低风速需风量；
15-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷和半煤岩巷最低风速，0.25m/s；
Shf--掘进工作面巷道的荒断面积，取14.98m2（取自5105下分层运输顺槽断面支护设计）。
按最高风速验算：
Qaf≤60×4Shf=240×14.98=3596m3/min
式中：
Qaf-达到掘进工作面最高允许风速需风量；
240-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷允许最高风速，4m/s；
Shf-掘进工作面巷道的荒断面积，取14.98m2（取自5105下分层运输顺槽断面支护设计）。
5.则5105下分层运输顺槽掘进工作面实际需要风量为224.7m3/min
二、5201上分层回风顺槽掘进工作面需要风量计算
1.按瓦斯涌出量计算
Qhf=100·qhg·khg
Qhf=100×qhg×khg=100×1.5×0.11=16.5m3/min
式中：
qhg—掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，取0.11m3/min；
khg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
2.按二氧化碳涌出量计算
Qhf=67·qhc·khc
Qhf=67×khc×qhc=67×1.6×0.5=53.6m3/min
式中：
qhc—掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，取0.5m3/min；
khc—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.6。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
3.按工作面同时工作最多人数计算：
Qaf≥4Nhf
式中：
Nhf-掘进工作面同时工作的最多人数，人；取N=11人
5-每人需风量，m3/min。
Qaf=4×11＝44（m3/min）
4.风速验算
按最低风速验算：
Qaf≥60×0.25Shf=15×18.98=284.7m3/min
式中：
Qaf-满足掘进工作面最低风速需风量；
15-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷和半煤岩巷最低风速，0.25m/s；
Shf--掘进工作面巷道的荒断面积，取18.98m2（取自5201上分层回风顺槽断面支护设计）。
按最高风速验算：
Qaf≤60×4Shf=240×18.98=4555.2m3/min
式中：
Qaf-达到掘进工作面最高允许风速需风量；
240-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷允许最高风速，4m/s；
Shf-掘进工作面巷道的荒断面积，取18.98m2（取自5201上分层回风顺槽断面支护设计）。
5.则5201回风顺槽掘进工作面实际需要风量为284.7m3/min
三、5108上分层切眼（单侧）掘进工作面需要风量计算
1.按瓦斯涌出量计算
Qhf=100·qhg·khg
Qhf=100×qhg×khg=100×1.5×0.11=16.5m3/min
式中：
qhg—掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，取0.11m3/min；
khg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
2.按二氧化碳涌出量计算
Qhf=67·qhc·khc
Qhf=67×khc×qhc=67×1.6×0.5=53.6m3/min
式中：
qhc—掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，取0.5m3/min；
khc—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.6。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
3.按工作面同时工作最多人数计算：
Qaf≥4Nhf
式中：
Nhf-掘进工作面同时工作的最多人数，人；取N=11人
6-每人需风量，m3/min。
Qaf=4×11＝44（m3/min）
4.风速验算
按最低风速验算：
Qaf≥60×0.25Shf=15×18.43=276.45m3/min
式中：
Qaf-满足掘进工作面最低风速需风量；
15-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷和半煤岩巷最低风速，0.25m/s；
Shf--掘进工作面巷道的荒断面积，取18.43m2（取自5108上分层切眼断面支护设计）。
按最高风速验算：
Qaf≤60×4Shf=240×18.43=4423.2m3/min
式中：
Qaf-达到掘进工作面最高允许风速需风量；
240-《煤矿安全规程》中规定的掘进中煤巷允许最高风速，4m/s；
Shf-掘进工作面巷道的荒断面积，取18.43m2（取自5108上分层切眼断面支护设计）。
5.则5108上分层切眼掘进工作面实际需要风量为276.45m3/min
（四）井下硐室需要风量
井下硐室需要风量，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（m3/min）
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/mim
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；采区小型机电硐室，取60-80m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30℃。
发热量大的硐室，应按硐室中运行的机电设备发热量进行计算。
Q硐＝
式中：
Q硐-机电硐室需要风量，m3/min；
∑W-机电硐室中运转的电动机（或变压器）的总功率（按全年中最大值计算），kW；
θ-机电硐室发热系数，数值见下表；
ρ-空气密度，一般取ρ＝1.20kg/m3；
Cp-空气的定压比热，一般取Cp＝1.0006kJ/（kg·k）；
Δt-机电硐室进、回风流温度差，℃。
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
因中央变电所断面大于水泵房断面，所以按中央变电所断面计算，风流经管子道进风，经过水泵房、中央变电所后进入回风大巷。
井下中央变电所所需风量为Q中央变电所=180m3/min。
井下注氮硐室所需风量为Q注氮硐室=180m3/min。
则井下硐室所需风量为Q硐=180+180=360m3/min。
（五）其它巷道实际需要风量
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其他=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-其它井巷风量，（m3/min）
Q5101辅回撤=0.15×17.75×60=159.75m3/min
Q5106辅回撤=0.25×18.5×60=277.5m3/min
Q5201辅回撤=0.25×18.5×60=277.5m3/min
Q5104皮带机头=0.15×19.2×60=172.8m3/min
Q5107皮带机头=0.15×19.2×60=172.8m3/min
Q5201皮带机头=0.15×19.2×60=172.8m3/min
Q四盘区辅运大巷=0.15×18×60=162m³/min
Q四盘区水仓=0.15×15×60=135m³/min
Q辅运大巷底部=0.15×24.84×60=223.56m³/min
Q二盘区集中辅运大巷=0.15×24.84×60=223.56m³/min
Q二盘区集中胶运大巷=0.15×13.6×60=122.4m³/min
故Q其他
=159.75+277.5×2+172.8×3+162+135+223.56×2+122.4=2099.67m3/min
根据上述计算故确定其他巷道所需风量为2099.67m3/min。
（六）行驶煤矿用防爆型柴油动力装置机车巷道增加的风量
Q车=4×W车
式中：
Q车-行驶煤矿用防爆型柴油机车巷道增加的风量m3/min.
4-运行煤矿用防爆型柴油动力装置的巷道增加的最小配风量，4m3/（minkW）
W车-运行煤矿用防爆型柴油动力装置的最大功率。
防爆材料车为48kW，按4台同时大巷运行；48×4=192kW
Q车=4×192=768m3/min
四、矿井总风量计算结果
Q矿井≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它+∑Q车）×K矿通
式中：
Q矿井—全矿井实际需要风量，m3/min；
∑Q采—采煤工作面实际需要风量之和，m3/min；
∑Q掘—掘进工作面实际需要风量之和，m3/min；
∑Q硐—硐室实际需要风量之和，m3/min；
∑Q车—井下防爆胶轮车需要风量。
∑Q其它—其它通风巷道实际需要风量之和，m3/min；
Q矿=（Q采+Q备+Q掘+Q峒室+Q其它+Q车）×1.15=（1658+447+224.7+284.7+276.45+360+2099.67+768）×1.15≈7037m3/min。
因此，我矿在井下需要风量7037m3/min。
矿井总进风量7210m3/min与矿井需风量7037m3/min相比较，可得出矿井总进风量能满足矿井需风要求。
五、矿井风量效验及调节
矿井至少10天进行一次全面测风；采、掘工作面和局部通风机安装地点的井巷，根据实际需要随时进行测风。
通风科应根据测风结果采取措施，及时进行风量调节，确保矿井、各个工作地点的风量满足需要，做到瓦斯不超限，风速符合规定，局部通风机不吸循环风。
六、其他说明
1.特殊地点的供风量（如灾害处理或有害气体异常涌出地点，新技术应用等）由矿总工程师确定，但不得违反《煤矿安全规程》规定。
2、矿井风量必须满足式中需风量的要求，允许有上下10%的波动。
采掘工作面、硐室及其他供风地点的供风量允许在需风量下限10%上限20%范围内波动，低于下限或高出上限规定，被视为风量不足或供风不经济、风量调配不合理。
七、矿井各用风地点风量分配表
序号
用风地点
需要风量
m3/min
计划风量
m3/min
备注
1
5107上分层综采面
1658
1850
包括一台无轨胶轮车的风量
2
5105下分层运输顺槽掘进面
224.7
640
包括一台无轨胶轮车的风量
3
5201上分层回风顺槽掘进面
284.7
550
包括一台无轨胶轮车的风量
4
5108上分层切眼（单侧）掘进面
276.45
490
包括一台无轨胶轮车的风量
5
中央变电所
180
200
6
5101辅回撤通道
159.75
180
7
制氮硐室
180
200
8
5106辅回撤通道
277.5
290
9
5201辅回撤通道
277.5
290
10
四盘区进风巷
162
550
包含水仓进风
11
5104皮带机头
172.8
230
12
5107皮带机头
172.8
230
13
5201皮带机头
172.8
230
14
辅运大巷底部
223.56
260
15
四盘区水仓
135
/
16
二盘区集中辅运大巷
372.6
400
17
二盘区集中胶运大巷
122.4
300
八、风机类型（备用风机与工作风机型号相同）
1.主扇
型号
FBCDZ-8-№24
转速r/min
743
功率（kW）
2×250kW
电机型号
YBF400S-8
电压（V）
380/660
全风压Pa
800-4200Pa
风量（m3/min）
3180-8100
2.5105下分层运输顺槽掘进工作面局扇两台
型号
FBD-№7.1
功率（kW）
2×45kW
风量（m3/min）
535-845
全风压Pa
1050-5800
3.5201上分层回风顺槽掘进工作面局扇两台
型号
FBD-№6.3
功率（kW）
2×30kW
风量（m3/min）
380-700
全风压Pa
950-5400
4.5108上分层切眼（单侧）掘进工作面局扇两台
型号
FBD-№7.1
功率（kW）
2×45kW
风量（m3/min）
535-845
全风压Pa
1050-5800
5.辅运大巷底部临时用风点面局扇两台
型号
FBD-№6.3
功率（kW）
2×30kW
风量（m3/min）
380-700
全风压Pa
950-5400
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