通风计算公式分析.docx
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通风计算公式分析
矿井通风参数计算手册
2005年九月
前言
在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，常常需要进行一些计算，计算过程中常常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，因为资料少，给工作带来不便，为增强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提升工作效率；依据现场部分技术
骡嫒穡韪带龄钺揮爾别齊軟乌贄饌。
管理人员提出的要求，联合平时工作需要，参照了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽松手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于
状讶寫覽聶处鮫囱岖焘驵瑤犊顢蚀。
通风技术管理人员查阅参照，因为时间伧促，错误之处在所不免，请各位给预责备指证。
2005年9月
编者
2
一、通风阻力测定计算公式5
1、空气比重（密度）5
2、井巷断面（S）6
3、巷道周边长6
4、巷道风量6
5、动压7
6、巷道风阻7
7、通风阻力7
8、自然风压8
9、井巷通风阻力8
二、通风报表常用计算公式9
1、矿井等积孔9
2、扇风机参数的计算9
3、有效风量10
4、有效风量率是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比（C）按下式进行计算10
5、外面漏率11
6、巷道失修率11
三、矿井通风风量计算公式12
1、矿井风量按下式计算，并取此中最大值12
2、采煤工作面风量计算12
3、掘进工作面风量按以下方法计算：
14
4、硐室风量计算15
四、通风网路解算16
五、抽放参数测算17
1、瓦斯压力测定计算。
17
2、沼气涌出量计算18
3、煤层透气性系数测定计算19
4、瓦斯含量计算21
5、矿井瓦斯储量计算21
6、可抽瓦斯量22
7、矿井抽放率22
8、抽放量（标量）换算23
四、瓦斯流量计算23
六、抽放设计24
1、管径24
2、管壁厚度25
3、管路阻力计算：
25
4、瓦期泵参数计算：
26
八、瓦斯利用27
1、已知计划民用瓦斯总量，按顶峰用量依据灶俱额定耗瓦斯量来计算可以供给户数的方法。
27涠烧诜榪绕髌轲疗鈸餒師紉輜鴻護。
3
2、各样燃料和瓦斯用量的折算法28
3、一般状况下每户居民生活用气一天按1m3纯瓦斯计算，发电按1m3纯瓦斯发电3.3度电
进行计算。
28
九、综合防尘计算公式28
1、水量计算28
2、管径28
3、流速29
4、主管管壁厚度计算29
5、管路阻力计算29
十、其余29
1、煤尘爆炸指数29
2、列隙带计算最大高度30
3、通风能力审定30
4、震动性放炮的炮眼数31斓脔瘍汹紈龟龕鞯羆縊卫镍瀆鐲嬌。
4
通风计算公式
一、通风阻力测定计算公式
1、空气比重（密度）
A：
当空气湿度大于60%时
=0.461P
（kg/m3）
T
当空气湿度小于
60%时
=0.465
P
P饱
）
3
T
（1-0.378
（kg/m）
P
P~大气压力（mmHg）
T~空气的绝对温度（K）
~空气相对湿度（%）
P饱~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg）
B：
当空气湿度大于60%时
=0.003484P（kg/m3）
T
当空气湿度小于60%时
=0.003484P（1-0.378P饱）（kg/m3）
TP
P~大气压力（pa）
T~空气的绝对温度（K）
~空气相对湿度（%）
P饱~水蒸气的饱和蒸气压（pa）
5
2、井巷断面（S）
A：
梯形及矩形断面
S=H×b（m2）
B：
三心拱
S=b×（h+0.26b）
（m2）
C：
半圆形
S=b×（h+0.39b）
（m2）
式中
巷道净高（m）
b梯形、矩形为巷道中宽，拱形为巷宽（m）
拱基高（m）
3、巷道周边长
u=cs
s~巷道断面积（m2）
c~周边系数（梯形4.16，三心拱4.10，半圆形3.84，圆形3.54）
u~巷道周边长（m）
4、巷道风量
Q=SV（km3/s）
Q~巷道风量m3/min
V~测风断面均匀风速（m/s）
6
S~巷道断面，m2
5、动压
V2
h动=（mmH2O）
2g
空气密度（kg/m3）
v~测点均匀风速（m/s）
g~重力加快度（m/s2）
6、巷道风阻
R1~2=h12（千缪）
Q12
百米风阻
R100=R12×100（千缪）
L12
R1-2~随意两点间的风阻（千缪）
R100~百米风阻（千缪）
L1-2~随意两点间间距（m）
Q1-2~随意两点间的巷道风量，m3/s
7、通风阻力
A：
压差计法
h1~2=K×h读（
B：
气压计法
2
2
v1
1—v2
2）
2g
2g
7
2
2
h1~2=K（h1-h2）+（z1-z2）
+（v1
1—v2
2）
2g
2g
8、自然风压
h=z（进—
回）
n
n
Z
A：
均
=
1
B：
均
=
1
n
Zi
9、井巷通风阻力
（1）摩察风阻
LU
R=S3
R~巷道风阻，kg/m7
L~巷道长度，m
U~巷道周边长，m
2
S~巷道断面积，m
2LU2
hf=RQ=S3Q
hf~摩察阻力,mmh2o
Q~巷道风量，m3/s
R~巷道风阻，kg/m7
L~巷道长度，m
U~巷道周边长，m
S~巷道断面积，m
2
8
二、通风报表常用计算公式
1、矿井等积孔
A=1.19
Q
h
A~矿井等积孔，m
Q~主扇风量，m3/s
H~主扇负压，Pa
A=0.38Q
h
A~矿井等积孔，m
Q~主扇风量，m3/s
H~主扇负压，mmh2o
多台风机联合运行时
n
hRiQi
hRrm=i1n
Qi
i1
A=1.19Q
hRm
hRrm~多台风机联合运行加权负压，Pa
hRi~单台风机的负压，mmh2o（Pa）
Qi~单台风机的风量，m3/s
2、扇风机参数的计算
（1）扇风机实质功率
9
Qh
Nc=
1000
Nc~扇风机的实质功率，KW
h~通风机的负压，Pa
=Q~通风机的风量，m3/s
=2）扇风机效率
=Nc×100%
N
Q~风机风量,m3/s
h~风机负压,Pa（可分为静压,全压计算）
Nc~风机实质功率,KW
N~风机轴功率,KW
风机实质效率
贺厩屢澜缛鍺崳铊織皺剎脫阌妈碜。
3、有效风量
矿井有效风量是指风流经过井下各工作地址（包含独立通风的采
煤工作面、掘进工作面、硐室和其余用风地址）实质风量总和，按下
式计算
Q有效=Q采i+Q掘i+Q硐i+Q其余i
4、有效风量率是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总
和之比（C）按下式进行计算
C=Q有效100%
Q通i
Q通i~第I台通风机实质风量
10
5、外面漏率
A：
外面漏风量是指主要通风机装置及其风井周边地表漏失风量
总和，可用各台主要通风机风量总和减去矿井总回风量求得，按下式
计算
Q外漏=Q通i-Q总回i
Q外漏~矿井外面漏风量
Q通i~各台主要通风机的风量总和
Q总回i~各台主要通风机总回风量之和
B：
矿井外面漏风率是指矿井外面漏风量与各台主要通风机风量
之和之比，按下式进行计算
L=Q外漏100%
Q通i
~矿井外面漏风率
6、巷道失修率
A：
一般失修率
一般失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数
d失=L失100%
L总
d失~巷道失修率，%
L失~失修巷道长度，m
L总~矿井巷道总长度，m
B：
严重失修率
11
严重失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数
d严重=L严重
100%
L总
d严重~巷道失修率，%
L严重~失修巷道长度，m
L总~矿井巷道总长度，m
三、矿井通风风量计算公式
1、矿井风量按下式计算，并取此中最大值
（1）按井下同时工作的最多人数计算所
Q矿井=4×N×K矿通m3/min
N—井下同时工作的最多人数，人
K矿通矿井通风系数，1.2~1.25
（2）按采煤、掘井、硐室和其余地址实质需要风量总和计算
Q矿井=（Q采+Q掘+Q硐+Q其余）K矿通萊鲰亲釋餒聹悭騏箋砾聾榪曠戏辂。
Q采
Q掘
Q硐
~采煤工作面实质需要风量总和，m3/min
~掘进工作面实质需要风量总和，m3/min
~硐室实质需要风量总和，m3/min幀鳳泼偻岡炜痈刍锗級蚁叶嗫掳鈷。
Q其余~除采煤、掘进、硐室外其余井巷掘实质需要风量总和，m3/min
2、采煤工作面风量计算
采煤工作面实质需要风量，应按矿井各个采煤工作面实质需要风量总和计算：
n
n
Q采=
Q采i+
Q采备i
i
1
i1
Q采i~第i采煤工作面实质需要风量，
3
m/min
12
Q采备i~第i采煤备用工作面实质需要风量，m3/min采煤工作面风量按以下方法计算：
（1）按瓦斯涌出量计算
Q采=100×qcH4采×K采通
Q采—工作面需要风量，m3/min
qcH4采—工作面回风巷风流中瓦斯的均匀绝对涌出量，m3/min
K采通—采面瓦斯涌出不均衡通风系数，机采K采通=1.2~1.6，炮
采K采通=1.4~2（参照企业风量计算细则要求）
2）按工作面温度计算
Q采i=60×Nim3/min
Ni—第i个工作面同时工作的最多人数，人
Q采=60×V采×S采
V采i~第i个工作面风速，m/s
S采i~第i个工作面均匀断面，m2（可按最大和最小控顶距均匀
值进行计算）
（3）按工作面人数计算
Q采i=4×Nim3/min
Ni—第i个工作面同时工作的最多人数，人
4）按风速进行验算
按最低风速验算，其最低风量为：
戶忏谍槨匱書栾鷲泾誰鹗貢椏痈阌。
min≥15×S采i
3
（
V=0.25m/s
）
Q
m/min
Qmin—采煤工作面最低风速时需要风量，m3/minS采i~第i个工作面均匀断面，m2量为
Qmax≤240×S采im3/min
Qmax—采煤工作面最高风速时需要风量，m3/min（V=4m/s）
S采i~第i个工作面均匀断面，m2緋滸纺鳌螄徕鲫釷钼诮义阌怄园哟。
13
3、掘进工作面风量按以下方法计算：
（1）按瓦斯涌出量计算
Q掘=100×qcH4掘×K掘通
Q掘—掘进工作面实质需要风量，m3/min
qcH4掘—掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min
K掘通—掘进面瓦斯涌出不均衡通风系数，机掘K掘通=1.5~2（参
考企业风量计算细则要求）
（2）按炸药计算
Q掘i=25×Aim3/min
Ai—第i个掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，Kg（3）按局部通风机实质风量计算
Q掘i=Q局机i×Iim3/min
Ii—第i个工作面同时工作的局部通风机台数，台
（4）按工作面人数计算
Q掘i=4×Nim3/min
Ni—第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人
（5）按风速进行验算
按最低风速验算，其最低风量为：
各个岩巷掘进工作面最低风量
离獄慣紿团迟驤錒疟堑货懑诺檢籟。
Qmin≥9×S岩掘i
m3/min
（V=0.15m/s）
各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面最低风量
min≥15×S煤掘i
3
（
V=0.25m/s
）
Q
m/min
Qmin—掘煤工作面最低风速时需要风量，m3/min
S岩掘i~第i个岩巷工作面断面，m2
S煤掘i~第i个煤巷或半煤岩巷掘进工作面断面，
m2
max≤240×S掘i
3
Q
m/min
Qmax—掘煤工作面最高风速时需要风量，m3/min（V=4m/s）
14
350~矿井年工作日
S掘i~第i个工作面断面，m2
4、硐室风量计算
n
Q硐室=
Q硐i
i1
Q硐i~各个独立通风硐室实质需要风量，m3/min
（1）发热量大的空气机房和水泵房
Q机电硐室=3600
W
，m3/min
60
t
Q机电硐室~机电硐室实质需要风量，m3/min
W~机电硐室运行电机总功率，KW
~机电硐室进、回风的气温差，℃
~机电硐室发热系数，依据实质观察或（空压机0.20~0.23,水泵房0.02~0.04）
1．2~空气密度，kg/m3
赔蠼铫关颮鱘掃驿铱瘍颞媪誣壟伛。
1．005~空气定压比热容，kj/kg.k
爆破资料库
按每小4次换肚量计算
Q爆破资料库=0.07×V,m3/min
V~包含联系在内的爆破资料库空间整体积,m3
（一般状况大型100~155m3/min,中小型60~100m3/min）
灾襪鲻荛廪胄謅饪鴰諄鈷鈮鷂鏑泽。
（3）其余硐室按经验取值
60~80m3/min
a:
采区绞车房及变电硐室为
3
3
b:
充电硐室按H2浓度小于
0.5%,但不得小于
100m/min,或按经验值取
100~200m/min.
其余巷道风量计算
其余巷道风量应按瓦斯涌出量微风速进行验算，并取此中大值
n
Q其余=
Q其余i
i1
1）Q掘=133×qcH4其余×K其余
Q其余i—第i个其余巷道需要风量，m3/min
qcH4其余—第i个其余巷道瓦斯绝对涌出量，m3/min
K其余—第i个巷道瓦斯涌出不均衡通风系数，机掘K掘通=1.2~1.3鍍咼軔儷饽勢诿赜奖驽兹囅緶鑊跞。
15
2）按风速进行验算
按最低风速验算，其最低风量为：
各个岩巷掘进工作面最低风量
Qmin≥9×S岩掘im3/min
Qmin—掘煤工作面最低风速时需要风量，m3/min（V=0.15m/s）
S其余i~第i个其余巷道断面，m2
四、通风网路解算
1、风流流动的基本定律
1）风量均衡定律：
网路中流入节点的风量之和等于流出节点风量之和。
2）风压均衡定律：
在任一闭合回路中，无自然风压及风机工作时，各分支阻力的代数和为零，即顺时针流向分支的压降（阻力）之和等于逆时针流向分支的压降（阻力）之和。
hi0
（3）阻力定律
分支风路：
hi=RiQi2
总风路：
hs=RsQs2
hi、Ri、Qi、分别为分支风路的阻力、风阻、风量
hs、Rs、Qs分别为总风路的总阻力、总风阻、总风量
2、串连风路
（1）总风量等于分支风量
繪团烨脹屬賕尋銪戔论兗灿異饒饉。
Q=Q1=Q2=Q3==Qn
（2）总阻力等于各分支阻力之和
h=h1+h2+h3++hn
（3）总风阻等于各分支风阻之和
R=R1+R2+R3++Rn
3、并联风路
（1）网路总风量等于各分支风量之和
Q=Q+Q1+Q2+Q3++Qn
（2）并联风路总阻力等于各分支阻力
h=h1=h2=h3==hn
（3）并联风路总风阻的的倒数平方根等于各分支风阻的倒数的平方根之和鹨囂榇飒煉悵攬腎績別縞簞贾顏鶻。
16
1
1
1
1
1
=
+
+
+⋯⋯+
Rs
R1
R2
R3
Rn
（4）并路重量分派
hi=hs
RsQs2=RiQi2
Qi=Rs·QS
Ri
Q1=
Qs
R1
R1
R1
R1
1
R2
R3
R4
Rn
Q2=
Qs
R2
R2
R2
R2
R2
R1
R2
R3
R4
Rn
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
Qn=
Qs
Rn
Rn
Rn
Rn
1
R1
R2
R3
R4
五、抽放参数测算
1、瓦斯压力测定计算。
A：
瓦斯压力测定
一般选择在岩石巷道中向煤层打钻孔，封孔及安装压力表直接测定
煤层瓦斯压力。
测定工作应注意：
1）测定地址要选择在无断层、裂隙等地质结构处，瓦斯赋存要拥有代表性；
2）测压巷道距煤层的岩柱距离不该小于10m；
（3）测压孔径以75mm为宜，要贯串整个煤层（厚煤层应钻入3m
以上），完钻后要实时封孔，封孔要严实，测压管接头不得漏气。
17
：
瓦斯压力计算
1）瓦斯压力梯度
PM=P1P0
H1H0
（2）瓦斯压力计算
P=PM（H-H0）+P0
PM~瓦斯压力梯度，kg/cm2·m
P1~某测点瓦斯压力值，kg/cm2
P0~瓦斯风化带有压力，kg/cm2（无资料时可取2kg/cm2）
H1~某测定地址的垂深，m
H0~瓦斯风化带点的垂深，m
P~估计测点瓦斯压力值，kg/cm2
H~估计测定地址的垂深，m
（1）2、沼气涌出量计算
（2）
（3）、瓦斯涌出量梯度
a=Z2
Z1
q2
q1
（2）、相对瓦斯涌出量展望
q=zz0+q0
a
a~沼气涌出量梯度，t/m2
Z0~瓦斯风化带以下限深度，m
Z1、Z2~瓦斯风化带以下两个已采深度，m
q0~瓦斯风化带以下限处的相对瓦斯涌出量，m3/t
18
q1、q2~相对Z1、Z2深度的相对瓦斯涌出量，m3/t
z~展望深度，m
q~展望z（m）处的相对瓦斯涌出量，m3/t
3、煤层透气性系数测定计算
煤层透气性系数是煤层瓦斯流动难易程度的标记，它的物理意义
是，在1立方米煤体的双侧，其压力平方差为1个大气压的平方时，
经过1米长度的煤体，在1平方米煤面上，每天流过的瓦斯流量。
A：
煤层透气性系数测定
（1）从岩石巷道向煤层钻孔（方法和要求与测瓦斯压力同样），记录钻孔方向角和仰角以及钻孔在煤层中的长度。
钻孔进入煤层和
褛飢绿晖區鴉锻疊廂駑對钳谱渗钫。
打完煤层的时间（年、月、日、时、分），取这两个时间的均匀数，作为打钻时钻孔开始排放瓦斯的时间。
（2）封孔测定瓦斯压力，上压力表前，要测定钻孔瓦斯流量，并记录流量和测定流量的时间（年、月、日、时、分）。
痨恸聵鼉隶辫见肾漸铌鸝則覘风銖。
3）压力表上涨到煤层真切瓦斯压力值或压力值稳固后，卸掉压
力表排放瓦斯，丈量钻孔瓦斯流量，记录每次瓦斯流量和排放时间。
B：
煤层透气性系数测定
依据上述测定方法用以下公式进行计算
（1）计算公式
Y=aF0b
Y~流量准数，无因次
F0~时间准数，无因次
19
a、b~系数，无因交
Y=
qr1
2
2
（p0
p1
）
P0~煤层原有绝对瓦斯压力，大气压
r1~钻孔半径，m
q~在排放时间为t时，钻孔壁单位面积瓦斯流量，m3/m2·d,其计算
公式见下。
P1~钻孔中瓦斯压力，一般取1个大气压
~煤层透气性系数，米2/大气压2·日
q=Q（亦称比流量）
2r1L
Q~在时间t时的总流量，米3/日
~3.1416
~钻孔长度，一般取煤层厚度，米
4tP01.5
F0=ar12
t~从开始排放瓦斯到丈量瓦斯比流量q的时间间隔，日
a~煤层瓦斯含量系数，米3/米3·大气压1/2，可用企业进行计算
凉濱殒鲚搅嚌乱缝鑊聹訣編鋪嘵灿。
因为流量准数随时间准数变化，难以用一个简单公式表达，因此采
用了分段表示法，以下表:
公式
F0
的计算公式
a
b
参数
10-2~1
1
1
-0.38
qr1
A1.61B1.64
A=
1~10
1
1
-0.28
p0
2
p1
2
A1.39B2.56
1.5
1
4tP0
10~102
0.93
-0.20
B=
2
1.1A
1.25
B
4
ar1
Y=aF0b
102~103
1
0.588
-0.12
1.83A1.14B7.3
20
103~105
1
2.1A1.11B9
105~107
1
3.14A1.07B14.4
（2）
（3）计算步骤
0.512
-0.10
A1
Y=
0.344
-0.065
F0=B·
a、依据测定所得参数，计算出A、B值。
b、一般选择计算公式进行计算（时间小于一时节，按公式F0=1~10公式，时间
鸕闖堯僨鶯騾栀万錆蔷軔試顧禄键。
大于一时节，可采纳F0=102~103作第一次验算）。
c、把求出的算代入F0=B·中，校验F0值能否在采纳公式范围内。
如F0不
在所选公式范围内，则依据算出的F0值，另选公式进行计算，直到
切合所选公式的范围为止。
4、瓦斯含量计算
常用的煤层瓦斯含量测算法是：
取煤样送实验室做煤的吸性实验，求出吸附常数a、b值，
并在井下相应地址测定煤层瓦斯压力，按以下企业计算瓦斯含量
兰鯪飓醞绲壇擺赝崃夾鎪妈蘊锟耬。
X=
abP（100
AadMad）×
1
+10kP
1
bP
100
10.31Mad
X~煤层瓦斯含量，
m3/t
m3/t
a~吸附常数，试验温度下的极限吸附量，
-1
b~吸附常数，Mpa
p~煤层瓦斯压力，Mpa
Aad~煤的灰份，（%）
33
k~煤的孔隙体积，m/m
~煤的密度m3/t
5、矿井瓦斯储量计算
WK=W采+W邻+W围
矿井瓦斯储量由可采煤层瓦斯储量，周边层瓦斯储量和围岩瓦斯储量之和。
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W
=
m
采
A1iX1i
1
nW采~矿井每一个可采煤层瓦斯储量总和，万m3
o可采煤层数
21
A1i~矿井每一个可采煤层瓦斯储量，万吨
X1i
~矿井每一个可采煤层瓦斯含量，m3/t
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