矿井风量计算办法.docx

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矿井风量计算办法

矿井风量计算办法

一、矿井需要风量的计算

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要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。

Qra≥（∑Qcf＋∑Qhf＋∑Qur＋∑Qsc＋∑Qrl）×kaq…

（1）

式中：

Qra——矿井需要风量,m3/min；

Qcf——采煤工作面实际需要风量，m3/min；

Qhf——掘进工作面实际需要风量，m3/min；

Qur——硐室实际需要风量，m3/min；

Qsc——备用工作面实际需要风量，m3/min；

Qrl——其他用风巷道实际需要风量，m3/min；

kaq——矿井通风需风系数（抽出式kaq取1.15～1.20,压入式kaq取1.25-1.30）。

二、采煤工作面实际需要风量的计算

每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

（一）按气象条件计算

Qcf=60×70%×vcf×Scf×kch×kcl………

（2）

式中:

vcf——采煤工作面的风速，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，m2；

kch——采煤工作面采高调整系数，具体取值见表2；

kcl——采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3；

70%——有效通风断面系数；

60——为单位换算产生的系数。

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-1）

＜20

1.0

20～23

1.0～1.5

23～26

1.5～1.8

表2kch—采煤工作面采高调整系数

采高／m

＜2.0

2.0～2.5

＞2.5及放顶煤面

系数（kch）

1.0

1.1

1.2

表3kcl—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（kcl）

＜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

（二）按照瓦斯涌出量计算

Qcf=125×qcg×kcg………………（3）

式中：

qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。

抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；

kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,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绝对瓦斯涌出量的比值；

125——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过0.8％的换算系数。

（三）按照二氧化碳涌出量计算

Qcf=67×qcc×kcc………………（4）

式中：

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；

kcc——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；

67—按采煤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。

（四）按炸药量计算

1、一级煤矿许用炸药

Qcf≥25Acf………………………（5）

2、二、三级煤矿许用炸药

Qcf≥10Acf………………………（6）

式中：

Acf——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；

25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。

（五）按工作人员数量验算

Qcf≥4Ncf……………………（7）

式中：

Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数，人；

4——每人需风量，m3/min。

（六）按风速进行验算

1、验算最小风量

Qcf≥60×0.25Scb……………………（8）

Scb=lcb×hcf×70%……………………（9）

2、验算最大风量

Qcf≤60×4.0Scs……………………（10）

Scs=lcs×hcf×70%…………………（11）

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

Qcf≤60×5.0Scs…………………（12）

式中：

Scb—采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；

lcb—采煤工作面最大控顶距,m；

hcf—采煤工作面实际采高,m；

Scs—采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；

lcs—采煤工作面最小控顶距,m；

0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s；

70%—有效通风断面系数；

4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s；

5.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s。

（七）备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。

（八）布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算

Qcf=Qcr+Qcd…………………（13）

Qcr=125×qgr×kcg………………（14）

Qcd=40×qgd×kcg………………（15）

式中：

Qcr——采煤工作面回风巷需要风量，m3/min；

Qcd——采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量，m3/min；

qgr——采煤工作面回风巷的排瓦斯量，m3/min；

qgd——采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，m3/min；

40——专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过2.5%的换算系数。

三、掘进工作面实际需要风量的计算

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、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规定分别进行计算，然后取其中最大值。

（一）按照瓦斯涌出量计算

Qhf=125×qhg×khg……………（16）

式中：

qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min，抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；

khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；

125——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过0.8％的换算系数。

（二）按照二氧化碳涌出量计算

Qhf=67×qhc×khc…………………（17）

式中：

qhc——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

khc——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；

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。

（三）按炸药量计算

1、一级煤矿许用炸药

Qhf≥25Ahf…………………………（18）

2、二、三级煤矿许用炸药

Qhf≥10Ahf……………………………（19）

式中：

Ahf——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。

按上述条件计算的最大值，确定局部通风机吸风量。

（四）按局部通风机实际吸风量计算

1、无瓦斯涌出的岩巷

Qhf=Qaf×I+60×0.15Shd…………………（20）

2、有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

Qhf=Qaf×I+60×0.25Shd…………………（21）

式中：

Qaf——局部通风机实际吸风量，m3/min；

I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数；

0.15——无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；

0.25——有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；

Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m2。

（五）按工作人员数量验算

Qhf≥4Nhf……………………（22）

式中：

Nhf——掘进工作面同时工作的最多人数，人。

（六）按风速进行验算

1、验算最小风量

—无瓦斯涌出的岩巷：

Qhf≥60×0.15Shf………………………（23）

—有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

Qhf≥60×0.25Shf………………………（24）

2、验算最大风量

Qhf≤60×4.0Shf………………………（25）

式中：

Shf——掘进工作面巷道的净断面积，m2。

四、硐室需要风量计算

各个独立通风硐室的需要风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。

（一）爆破材料库需要风量计算：

Qem=4V/60………………………（26）

式中：

Qem——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;

4——井下爆炸材料库内空气每小时更换次数。

但大型爆破材料库不应小于100m3/min，中、小型爆破材料库不应小于60m3/min。

（二）充电硐室需要风量计算：

Qer=200qhy………………………（27）

式中：

Qer——充电硐室需要风量，m3/min；

qhy——充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/min；

200——按其回风流中氢气浓度不大于0.5%的换算系数。

但充电硐室的供风量不应小于100m3/min。

（三）机电硐室需要风量计算：

发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：

…………………（28）

式中：

——机电硐室的需要风量，m3/min；

——机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），kW；

——机电硐室发热系数，数值见表４；

——空气密度，一般取

=1.20kg/m3；

——空气的定压比热，一般可取

=1.0006KJ/（kg·K）；

——机电硐室的进、回风流的温度差，K。

表4　机电硐室发热系数（

）表

机电硐室名称

发热系数

空气压缩机房

0.20～0.23

水泵房

0.01～0.03

变电所、绞车房

0.02～0.04

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，按经验值确定需要风量或取60～80m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30℃，其他硐室温度不超过26℃。

五、其他用风巷道实际需要风量计算

其他用风巷道的需要风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。

（一）按瓦斯涌出量计算Qrl=133qrg·krg………………（29）

式中：

qrg——其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；

krg——其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.2～1.3；

133——其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。

（二）按风速验算：

（1）一般巷道

Qrc≥60×0.15Src…………………（30）

（2）架线电机车巷道

—有瓦斯涌出的架线电机车巷道

Qre≥60×1.0Sre…………………（31）

—无瓦斯涌出的架线电机车巷道

Qre≥60×0.5Sre………………（32）

式中：

Qrc——一般用风巷道实际需要风量，m3/min；

Src——一般用风巷道净断面积，m2；

Qre——架线电机车用风巷道实际需要风量，m3/min；

Sre——架线电机车用风巷道净断面积，m2；

0.15——一般巷道允许的最低风速，m/s；

1.0——有瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s；

0.5——无瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s。

六、矿用防爆柴油机车需要风量的验算

Qdl=5.44×Ndl×Pdl×kdl…………（33）

式中：

Qdl——该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量，m3/min；

Ndl——该地点矿用防爆柴油机车的台数，台；

Pdl——该地点矿用防爆柴油机车的功率，kW；

kdl——配风系数，该地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时，kdl为1.0。

该地点使用2台矿用防爆柴油机车运输时，kdl为0.75。

该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时，kdl为0.50；

5.44——每千瓦每分钟应供给的最低风量，m3/min。

矿井使用矿用防爆柴油机车时，应进行风量验算，排出的各种有害气体被巷道风流稀释后，其浓度应符合《煤矿安全规程》第一百条的规定。

七、基建（新建、改建和扩建）矿井施工立井井筒所需风量的计算：

（一）按工作人员数量计算

立井人工开挖时所需风量可按每人每分钟不少于4m3的标准计算；

Qcf≥4Ncf……………………（34）

式中：

Ncf——井筒同时工作的最多人数，人；

4——每人需风量，m3/min。

（二）按排除炮烟方法计算

立井爆破作业所需风量必须保证井筒的平均风速不小于0.15m/s，确保有效排除炮烟。

同时立井爆破作业所需风量必须使该地点风流中瓦斯、二氧化碳和其他有害气体的浓度及温度，符合《煤矿建设安全规范》（AQ1083-2011）有关规定。

立井爆破作业所需风量，通常按排炮烟方法计算：

Q＝7.8[KA（S·L）2]1/3/T……………（35）

式中：

Q——工作面配风量，m3/min；

　　K——淋水系数，按表5（0.15～0.8）取值；

A——一次起爆炸药量，kg；

　　S——巷道净断面，m2； 

　　T——排炮烟时间，min（一般取40～60min）；

L——掘进井筒（巷道）通风长度，m。

表5 淋水系数K取值表

涌 水 特  征

K

涌水量小于1m3/h的各种深度的干燥井筒或深度小于200m的含水井筒。

0.8

井深大于200m，且涌水量为1～6m3/h的含水井筒

0.6

井深大于200m，且涌水量为6～15m3/h的含水井筒

0.3

井深大于200m，且涌水量大于15m3/h的含水井筒

0.15

八、基建（新建、改建和扩建）矿井施工其他地点所需风量的计算：

其他施工地点的实际需要风量，必须使该地点风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合《煤矿建设安全规范》（AQ1083-2011）以及《煤矿安全规程》和集团公司的有关规定。