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版规程通风设计讲解

安源煤矿2016年10月份井下各用风地点

通风设计

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批准人：

二零一六年九月三十日

2016年10月份井下各用风地点通风设计

根据《煤矿安全规程》2016版及兖矿集团发【2013】91号文《兖矿集团有限公司矿井风量计算方法》，结合矿井生产实际，制定2016年10月份各作业地点通风设计。

一、采煤工作面

（一）每个采煤工作面需要风量按下式计算（备用工作面风量按采煤时实际需要风量的50%计算；当采煤工作面有串联通风时，选取单面实际需要风量较大者计算），并取其最大值：

1.按适宜温度计算

Q采=60×70%×V×S×K采高×K长，m3/min

式中：

V—采煤工作面合适风速（从表1中查取），m/s；

S—采煤工作面通风断面积（按最大和最小控顶距的平均值计算），m2；

K采高—采煤工作面采高调整系数（从表2中查取）；

K长—采煤工作面面长调整系数（从表3中查取）。

表1采煤工作面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

1.8～2.0

﹥28

2.0～2.5

表2采煤工作面采高调整系数

采煤工作面采高（m）

＜2.0

2.0～2.5

＞2.5及放顶煤面

采高调整系数（k采高）

1.0

1.1

1.2

表3采煤工作面面长调整系数

采煤工作面长度（m）

长度风量调整系数（k长）

＜50

0.8

50～150

0.80～1.10

150～260

1.10～1.40

＞260

1.40～1.60

2.布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面，符合《煤矿安全规程》规定的情况下，实际需要风量计算方法如下:

Q采=Q采回+Q采尾；Q采回=q回×k采/c采回；Q采尾=q尾×k采/c采尾

式中：

Q采回—采煤工作面回风巷的需要风量，m3/min；

Q采尾—采煤工作面专用排瓦斯巷的需要风量，m3/min；

k采—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数（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涌出量的比值）；

q回—采煤工作面回风巷的风排瓦斯量，m3/min；

q尾—采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，m3/min；

c采回—采煤工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c采回取0.8%；

c采尾—专用排瓦斯巷回风流允许的最高瓦斯浓度，c采尾取2.0%。

3.按瓦斯涌出量计算

Q采≥q采×K采通/c，m3/min

式中：

c—采煤工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8%；

q采—采煤工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；瓦斯抽采矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽采量；

K采通—采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，K采通取1.2～1.6。

4.按二氧化碳涌出量计算

Q采≥q采×K采通/c，m3/min

式中：

c—采煤工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c取1.5%；

q采—采煤工作面回风流平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

K采通—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，K采通取1.2～1.6。

5.按炸药量计算

Q采≥10×A，m3/min

式中：

10—每千克炸药爆破需供给的风量，m3/min；

A—采煤工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。

（二）计算出采煤工作面风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。

具体验算方法如下：

1.按人数验算

Q采＞4×N，m3/min

式中：

N—采煤工作面同时工作的最多人数，人。

2.按风速验算

（1）验算最小风量

Q采＞60×0.25×S

式中：

0.25—采煤工作面允许的最低风速，m/s；

S—采煤工作面最大控顶有效断面积，m2。

（2）验算最大风量

Q采＜60×4.0×S

式中：

4.0—采煤工作面允许的最高风速，m/s；

S—采煤工作面最小控顶有效断面积，m2。

（3）综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量

Q采＜60×5.0×S

式中：

5.0—采煤工作面允许的最高风速，m/s；

S—采煤工作面最小控顶有效断面积，m2。

采煤工作面实际需要风量的计算

4212综采工作面需要风量的计算

1.按适宜温度计算

4212工作面长度为160m，风量计算：

Q采=60×70%×V×S×K采高×K长

Q采=60×70%×1.0×12.5×1.2×1.4=882m3/min

式中：

V—采煤工作面合适风速（从表1中查取），m/s；工作面风流气温10月份最高达到15℃，取1.0m/s；

S—采煤工作面通风断面积（按最大和最小控顶距的平均值计算），m2；取12.5m2；

K采高—采煤工作面采高调整系数（从表2中查取）；工作面采高为2.8m，取1.2；

K长—采煤工作面面长调整系数（从表3中查取）。

取1.4。

2.按瓦斯涌出量计算

Q采≥q采×K采通/c，m3/min

Q采≥0.13×1.2/0.8%=19.5m3/min

式中：

c—采煤工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，取0.8%；

q采—采煤工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；根据编号为内安C/WSJD14/K-016矿井瓦斯等级鉴定报告，取0.13m3/min；

K采通—采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.2。

3.按二氧化碳涌出量计算

Q采≥q采×K采通/c，m3/min

Q采≥0.20×1.2/1.5%=16m3/min

式中：

c—采煤工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，取1.5%；

q采—采煤工作面回风流平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；根据编号为内安C/WSJD14/K-016矿井瓦斯等级鉴定报告，取0.20m3/min；

K采通—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.2。

4.计算出采煤工作面风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。

（1）按人数验算

Q采＞4×N，m3/min

Q采＞4×20=80m3/min

式中：

N—采煤工作面同时工作的最多人数，取20人。

（2）按风速验算

验算最小风量

Q采＞60×0.25×S

Q采＞60×0.25×12.5=187.5m3/min

式中：

0.25—采煤工作面允许的最低风速，m/s；

S—采煤工作面最大控顶有效断面积，取12.5m2。

验算最大风量

Q采＜60×4.0×S

Q采＜60×4.0×11.5=2760m3/min

式中：

4.0—采煤工作面允许的最高风速，m/s；

S—采煤工作面最小控顶有效断面积，取11.5m2。

综采工作面，在采取采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量

Q采＜60×5.0×S

Q采＜60×5.0×11.5=3450m3/min

式中：

5.0—采煤工作面允许的最高风速，m/s；

S—采煤工作面最小控顶有效断面积，取11.5m2。

5.通过验算，生产期间选取的配风量为：

882m3/min。

二、掘进工作面

（一）掘进工作面需要风量计算

1.按适宜温度计算

Q掘面=60×V×S×Kt，m3/min

式中：

Q掘面—掘进工作面需要风量，m3/min；

V—掘进工作面的风速，m/s；煤巷、半煤岩巷掘进工作面V取0.25m/s，岩巷掘进工作面V取0.15m/s；

S—掘进巷道断面积，m2；

Kt—掘进工作面温度调整系数（从表4中查取）。

表4掘进工作面温度调整系数

掘进工作面空气温度（℃）

＜20

20-26

＞26

Kt

1.05

1.10

1.15～1.25

2.按瓦斯涌出量计算

Q掘面≥q掘×K掘通/c，m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8%；

q掘—掘进工作面回风流平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；瓦斯抽采矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽采量；

K掘通—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

3.按二氧化碳涌出量计算

Q掘面≥q掘×K掘通/c，m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c取1.5%；

q掘—掘进工作面回风流平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

K掘通—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

4.按炸药量计算

Q掘面≥10×A，m3/min

式中：

10—每千克炸药爆破需供给的风量，m3/min；

A—掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。

（二）计算出掘进工作面需要风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。

具体验算方法如下：

1.按人数验算

Q掘面＞4×N，m3/min

式中：

N—掘进工作面同时工作的最多人数，人。

2.按风速验算

（1）验算最小风量

—掘进中的岩巷

Q掘面＞60×0.15×S

—掘进中的煤巷和半煤岩巷

Q掘面＞60×0.25×S

（2）验算最大风量

Q掘面＜60×4.0×S

式中：

0.15—掘进中的岩巷允许的最低风速，m/s；

0.25—掘进中的煤巷和半煤岩巷允许的最低风速，m/s；

4.0—掘进工作面允许的最高风速，m/s；

S—掘进工作面巷道断面积，m2。

（三）局部通风机选型

局部通风机的选型，应根据掘进工作面的最大需要风量，考虑局部通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素，按下式计算：

Q需=K1×Q掘面

式中:

Q需—掘进工作面的实际需要风量，m3/min；

K1—风筒漏风系数，根据通风距离、风筒直径、风筒质量和管理状况等因素确定或测定，取1.10～1.20。

根据计算结果Q需，按照表5选取局部通风机。

表5常用局部通风机吸风量

型号或名称

风机功率（kW）

吸风量（m3/min）

对旋风机

2×5.5

160～240

对旋风机

2×7.5

180～300

对旋风机

2×11

200～400

对旋风机

2×15

220～440

对旋风机

2×18.5

240～480

对旋风机

2×22

260～530

对旋风机

2×30

300～560

对旋风机

2×37

360～620

对旋风机

2×45

420～680

（四）局部通风机安装地点的需要风量

为满足局部通风机吸风量和局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速符合《煤矿安全规程》规定，局部通风机安装地点的需要风量按下式计算：

Q掘=Q局+9×S

式中：

Q掘—局部通风机安装地点的需要风量，m3/min；

Q局—局部通风机的吸风量，m3/min；

S—局部通风机安装地点到回风口间的最大巷道断面积，m2。

如果同一地点安装多台局部通风机，局部通风机安装地点的需风量，按下式计算：

Q掘=Q局1＋Q局2＋……＋Q局n＋9×S

式中：

n—同一地点安装局部通风机的台数。

掘进实际需要风量的计算

.4213辅运顺槽

（一）掘进工作面风量计算

1.按适宜温度计算

Q掘面=60×V（0.25）×S（12.48）×Kt（1.05）=196.56m3/min

式中：

Q掘面—掘进工作面需要风量，m3/min

V—掘进工作面的风速，m/s；煤巷、半煤岩巷掘进工作面V取0.25m/s；

S—掘进巷道断面积，12.48㎡；

Kt—掘进工作面温度调整系数（从下表中查取）

掘进工作面温度调整系数表

掘进工作面空气温度（℃）

＜20

20～26

＞26

Kt

1.05

1.10

1.15～1.25

2.按瓦斯涌出量计算

Q掘面≥q掘（0.14）×K掘通（2.0）/c（0.8％）=35m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8％

q掘—掘进工作面回风流平均瓦斯绝对涌出量，m3/min

K掘通—掘进工作面瓦斯涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

3.按二氧化碳涌出量计算

Q掘面≥q掘（0.19）×K掘通（2.0）/c（1.5％）=25.33m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c取1.5％

q掘—掘进工作面回风流平均二氧化碳绝对涌出量，m3/min

K掘通—掘进工作面二氧化碳涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

（二）计算出掘进工作面风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。

具体验算方法如下：

1.按人数验算

Q掘面＞4×N（16）=64m3/min

式中：

N—掘进工作面同时工作的最多人数，人

2.按风速验算

（1）验算最小风量

—掘进中的煤巷和半煤岩巷

Q掘面＞60×0.25×S（12.48）=187.2m3/min

（2）验算最大风量

Q掘面＜60×4.0×S（12.48）=2995.2m3/min

式中：

0.25—掘进中的煤巷和半煤岩巷允许的最低风速，m/s

4.0—掘进工作面允许的最高风速，m/s

S—掘进工作面巷道断面积，㎡。

根据以上计算和验算，Q掘面取：

196.56m3/min

（三）局部通风机选型

局部通风机的选型，应根据掘进工作面的最大需要风量，考虑局部通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素，按下式计算：

Q需=K1（1.20）×Q掘面（196.5）=235.827m3/min

式中：

Q需—掘进工作面的实际需要风量，m3/min

K1—风筒漏风系数，根据通风距离、风筒直径、风筒质量和管理状况等因素确定或测定，取1.10—1.20。

根据以上计算，Q需取：

235.827m3/min

根据计算结果Q需，按照下表选取局部通风机。

常用局部通风机吸风量

型号或名称

风机功率（KW）

吸风量（m³/min）

对旋风机

2×5.5

160—240

对旋风机

2×7.5

180—300

对旋风机

2×11

200—400

对旋风机

2×15

220—440

对旋风机

2×18.5

240—480

对旋风机

2×22

260—530

对旋风机

2×30（选定）

300—560

对旋风机

2×37

360—620

对旋风机

2×45

420—680

（四）局部通风机安装地点的需要风量

为满足局部通风机吸风量和局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速符合《煤矿安全规程》规定，局部通风机安装地点的需要风量按下式计算：

Q掘=Q局（236）+9×S（13）=353m3/min

式中：

Q掘—局部通风机安装地点的需要风量，m3/min

Q局—局部通风机的吸风量，m3/min

S—局部通风机安装地点到回风口间的最大巷道断面积，㎡

经过计算，4213工作面辅运顺槽掘进工作面需风量为235.827m³/min，选用2×30KW对旋式局部通风机能够满足生产需要。

局部通风机安装地点配置风量为353m3/min。

.4213切眼掘进工作面风量计算

（一）掘进工作面风量计算

1.按适宜温度计算

Q掘面=60×V（0.25）×S（13.44）×Kt（1.05）=211.68m3/min

式中：

Q掘面—掘进工作面需要风量，m3/min

V—掘进工作面的风速，m/s；煤巷、半煤岩巷掘进工作面V取0.25m/s；

S—掘进导硐时断面积，㎡；

Kt—掘进工作面温度调整系数（从下表中查取）

掘进工作面温度调整系数表

掘进工作面空气温度（℃）

＜20

20～26

＞26

Kt

1.05

1.10

1.15～1.25

2.按瓦斯涌出量计算

Q掘面≥q掘（0.14）×K掘通（2.0）/c（0.8％）=35m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高瓦斯浓度，c取0.8％

q掘—掘进工作面回风流平均瓦斯绝对涌出量，m3/min

K掘通—掘进工作面瓦斯涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

3.按二氧化碳涌出量计算

Q掘面≥q掘（0.19）×K掘通（2.0）/c（1.5％）=25.33m3/min

式中：

c—掘进工作面回风流允许的最高二氧化碳浓度，c取1.5％

q掘—掘进工作面回风流平均二氧化碳绝对涌出量，m3/min

K掘通—掘进工作面二氧化碳涌出不平均的备用风量系数，K掘通取1.5～2.0。

（二）计算出掘进工作面风量后，按人数及风速进行验算，应不低于验算值。

具体验算方法如下：

1.按人数验算

Q掘面＞4×N（16）=64m3/min

式中：

N—掘进工作面同时工作的最多人数，人

2.按风速验算

（1）验算最小风量

—掘进中的煤巷和半煤岩巷

Q掘面＞60×0.25×S（13.44）=201.6m3/min

（2）验算最大风量

Q掘面＜60×4.0×S（13.44）=3225.6m3/min

式中：

0.25—掘进中的煤巷和半煤岩巷允许的最低风速，m/s

4.0—掘进工作面允许的最高风速，m/s

S—掘进工作面巷道断面积，㎡。

根据以上计算和验算，Q掘面取：

211.68m3/min

（三）局部通风机选型

局部通风机的选型，应根据掘进工作面的最大需要风量，考虑局部通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素，按下式计算：

Q需=K1（1.20）×Q掘面（211.68）=254m3/min

式中：

Q需—掘进工作面的实际需要风量，m3/min

K1—风筒漏风系数，根据通风距离、风筒直径、风筒质量和管理状况等因素确定或测定，取1.10—1.20。

根据以上计算，Q需取：

254m3/min

根据计算结果Q需，按照下表选取局部通风机。

常用局部通风机吸风量

型号或名称

风机功率（KW）

吸风量（m³/min）

对旋风机

2×5.5

160—240

对旋风机

2×7.5

180—300

对旋风机

2×11

200—400

对旋风机

2×15

220—440

对旋风机

2×18.5

240—480

对旋风机

2×22

260—530

对旋风机

2×30（选定）

300—560

对旋风机

2×37

360—620

对旋风机

2×45

420—680

（四）局部通风机安装地点的需要风量

为满足局部通风机吸风量和局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速符合《煤矿安全规程》规定，局部通风机安装地点的需要风量按下式计算：

Q掘=Q局（254）+9×S（13）=371m3/min

式中：

Q掘—局部通风机安装地点的需要风量，m3/min

Q局—局部通风机的吸风量，m3/min

S—局部通风机安装地点到回风口间的最大巷道断面积，㎡

经过计算，4213工作面切眼导硐掘进工作面需风量为254m³/min，选用2×30KW对旋式局部通风机能够满足生产需要。

局部通风机安装地点配置风量为371m3/min。

如果同一地点安装多台局部通风机，局部通风机安装地点的需风量，按下式计算：

Q掘=Q局1＋Q局2＋……＋Q局n＋9×S

=254m3/min+236m3/min+9×S

=607m3/min

式中：

n—同一地点安装局部通风机的台数。

三、硐室供风

1.井下水泵房、中央变电所等机电设备发热量大的硐室，实际需要风量按下式计算：

Q机电=,m3/min

式中:

ΣW——机电硐室中运转的电动机总功率，kW；

△t——机电硐室进、回风的气温差,℃；

θ——机电硐室发热系数，空气压缩机房θ取0.20～0.23，水泵房θ取0.02～0.04；

1.2——空气密度kg/m3；

1.005——空气定压比热，kJ/kg·K。

根据经验中央变电所及综采配电点综掘配电点供风量取值如下：

硐室供风量

序号

硐室名称

供风量m3/min

1

中央变电所

100

2

综采配电点

80

3

综掘配电点

80

四、矿井使用矿用防爆柴油机车

矿井使用矿用防爆柴油机车时，行驶车辆巷道的供风量还应当按同时运行的最多车辆数增加巷道配风量，配风量不小于4m³/min▪kW：

Qdl=N×P×4m³/min▪kW

式中：

Qdl—矿用防爆柴油机车需要的风量，m3/min；

N—矿用防爆柴油机车的台数，台；3台

P—矿用防爆柴油机车的功率，kW；功率为45kW、48kW、50kW，取最大值50kW。

Qdl=4×150kW×4m³/minkW=600m3/min。

5、矿井需要风量计算

矿井总进风量Q矿进按采煤、掘进硐室、其它地点实际需要风量的总和计算：

Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通m3/min（1-1）

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其它——矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/min。

K矿通——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，一般可取K矿通=1.2—1.25。

Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通m3/min

=（882+212+236+260+600）×1.2

=2628m3/min