煤矿风量计算.docx

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煤矿风量计算

矿井通风风量计算细则

一、概述

煤矿通风是煤矿安全生产的重要环节，合理稳定的供风又是防治瓦斯、治理自然发火和综合防尘的先决条件。

针对我矿煤层赋存条件，低瓦斯矿井伴有瓦斯异常区，煤尘具有强爆炸性，开采生产条件等实际情况，为满足矿井在正常通风时，矿井通风系统应向井下供给足够的新鲜风量，排除有害气体和粉尘，创造适宜的井下气候条件的要求。

根据2006年版的《煤矿安全规程》的相关规定，制定矿井风量计算细则。

二、全矿井需要风量的计算

矿井需风量可按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：

（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。

Q矿井=4×N×K矿通m3/min

式中：

N—井下同时工作的最多人数，人；

K矿通—矿井通风系数，包括矿井内部漏风率和配风不均匀等因数，取K矿通=1.25。

（二）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。

各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度、风速及温度、每人供风量都符合《规程》的有关各项规定。

Q矿井=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通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硐—硐室需要风量的总和，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。

1、采煤实际需要风量，应按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算：

∑Q采=Q采1+Q采2+Q采3+…+Q采备1+Q采备2+…,m3/min

式中：

Q采i—第i个采煤工作面实际需要的风量，m3/min；

Q采备i—第i个备用采煤工作面实际需要的风量，m3/min。

各个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、空气温度和风速及人数分别计算，采取最大值。

备用工作面亦应满足瓦斯、空气温度和风速等规定计算风量，且不低于其采煤时实际风量的50%。

（1）按瓦斯涌出量计算：

Q采i＝100×q瓦采i×K采通i，m3/min；

式中：

Q采i—第i个采煤工作面实际需要的风量，m3/min；

q瓦采i—第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；

K采通i—第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取

K采通i＝1.6。

（2）按工作面温度计算：

采煤工作面应有良好的劳动气象条件，其温度和风速应符合下表1中要求：

　　表1　采煤工作面空气温度与风速对照表　

采煤工作面空气温度，℃

采煤工作面风速，Ｖ采i，m/s

＜15

0.3-0.5

15-18

0.5-0.8

18-20

0.8-1.0

20-23

1.0-1.5

23-26

1.5-2.0

26-28

2.0-2.5

注：

有降温措施的采煤工作面按降温后的温度计算。

长壁采煤工作面实际需要风量（Q采i），按下式计算：

Q采i=60×Ｖ采i×S采i,m3/min

式中：

Ｖ采i—第i个采煤工作面风速，m/s

S采I—第i个采煤工作面的平均断面积。

可按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2。

其他采煤工作面实际需要风量，可按良好的劳动气象条件计算。

（对于不能形成全风压通风的残采工作面可参照掘进工作面风量计算确定，但必须保证满足工作面配风要求）。

（3）按人数计算实际需要风量（Q采i）：

Q采i=4×Ni,m3/min

式中：

Ni—第i个采煤工作面的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，各个采煤工作面的最低风量（Q采i）：

Q采i≥15×S采i，　m3/min

式中：

S采i—第i个采煤工作面的平均断面积，m２。

按最高风速验算，各个采煤工作面的最高风量（Q采i）：

Q采i≤240×S采i，　m3/min

式中：

S采i—第i个采煤工作面的平均断面积，m２。

2、掘进实际需要风量，应按矿井各个需要独立通风掘进工作面实际需要风量的总和（Q掘）计算：

Q掘=Q掘１+Q掘2+Q掘3+…+Q掘i,m3/min

式中：

Q掘i—第i个掘进工作面实际需要的风量，m3/min；

每个独立通风的掘进工作面实际需要的风量，应按瓦斯或二氧化碳涌出量、每次爆破炸药用量、局部通风机实际吸风量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并必须采取其中最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算：

Q掘i＝100×q瓦掘i×K掘通i，m3/min；

式中：

Q掘i—第i个掘进工作面实际需要的风量，m3/min；

q瓦掘i—第i个掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；

K掘通i—第i个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，应根据实际观测的结果确定，一般取K掘通i＝2.0。

（2）按炸药量计算掘进工作面实际需要的风量（Q掘i）：

Q掘i=25×Ai，m3/min

式中：

Ai—第i个掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。

大断面巷道全断面一次爆破炸药用量大的掘进工作面，应首先根据炸药量计算的需要风量选取大风量的局部通风机，局部通风机确实不能满足掘进工作面风量要求时，必须延长爆破后通风的时间（即延缓工作人员进入工作面，作业规程中必须明确规定）；若掘进巷道长度超过躲炮距离，工作人员在掘进巷道内躲炮时，必须制定安全措施，保证工作人员安全。

（３）按人数计算掘进工作面实际需要风量（Q掘i）：

Q掘i＝4×Ni，m3/min

式中：

Ni—第i个掘井工作面同时工作的最多人数，人。

（４）按局部通风机的实际吸风量计算掘进工作面实际需要风量（Q掘i）：

Q掘i＝Q局机i×Ii，m3/min

式中：

Q局机i—第i个掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3/min;

Q掘i≥掘进工作面实际需风量与风筒实际漏风量之和，需实际测量而定。

Ii—第i个掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

在实际中，为了防止局部通风机吸循环风，防止局部通风机吸风口至掘进工作面回风巷口之间的风流处于停滞状态而引起瓦斯积聚，在安装局部通风机的巷道中，除了保证局部通风机的吸风量外，还应保证局部通风机吸风口至掘进工作面回风巷口之间的风速不得低于0.15m/s。

（5）按风速进行验算：

1）按最低风速验算：

各个岩巷掘进工作面的最低风量（Q岩掘i）：

Q岩掘i≥9×S岩掘i，m3/min

式中：

S岩掘i—第i个岩巷掘进工作面的断面积，m2。

各个煤巷掘进工作面的最低风量（Q煤掘i）：

Q煤掘i≥9×S煤掘i，m3/min

式中：

S煤掘i—第i个煤巷掘进工作面的断面积，m2。

2）按最高风速验算：

各个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最高风量（Q掘i）：

Q掘i≤240×S掘i，m3/min

式中：

S掘i—第i个掘进工作面的断面积，m2。

3、硐室实际需风量，应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和（Q硐）计算：

∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐i，m3/min

式中：

Q硐—第i个独立通风硐室实际需要的风量，m3/min。

各个独立通风硐室实际需要的风量，应根据不同类型的硐室分别计算。

（1）机电设备发热量大的水泵房、空气压缩机房等机电硐室，实际需要的风量（Q机电硐室）可按机电设备运转的发热量计算：

Q机电硐室=3600×∑W×θ/1.2×1.005×60×Δt，m3/min

式中：

∑W—机电硐室中运转的电动机总功率，kw；

Δt—机电硐室进、回风的气温差，℃；

θ—机电硐室发热系数，应根据实际考察的结果确定，也可取下表2中的数值；

1.2—空气密度，kg/m3；

1.005—空气定压比热容，kj/kg.k°。

表4机电硐室发热系数表

机电硐室名称

发热系数θ

空气压缩机房

水泵房

0.20-0.23

0.02-0.04

（2）爆破材料库实际需要风量（Q药库），应按每小时4次换气量计算：

Q药库=0.07×V，m3/min

式中：

V—包括联络巷在内的爆破材料库的空间总体积，m3。

按经验值给定风量：

大型爆破材料库为：

100—150m3/min；

中小型爆破材料库为：

60—100m3/min。

（3）其他硐室实际需要风量，可按经验值给定风量：

1）采区绞车房即变电硐室为40—80m3/min;

2）充电硐室应按其回风流中的氢浓度小于0.5%计算，但不得小于100m3/min；或按经验值给定风量100—200m3/min。

4、其他巷道的需风量应按矿井其它各条巷道需要风量总和（Q其他）计算：

Q其他=Q其他1+Q其他2+Q其他3+…+Q其他i，m3/min

式中：

Q其他i—第i条其他巷道的用风量，m3/min。

各条其它巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其中最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算：

Q其它i=100×q瓦其它i×K其它i，m3/min

式中：

q瓦其它i—第i条其它巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/min；

K其它i—第i条其它巷道瓦斯涌出不均匀的风量系数，一般可取

K其它i=1.2-1.3。

（2）按风速验算：

按最低风速验算：

各个岩巷的最低风量（Q岩其它i）：

Q岩其它i≥9×S岩其它i，m3/min

式中：

S岩其它i第i条岩巷的断面积，m2。

各个煤巷、半煤岩的最低风量（Q煤其它i）：

Q煤其它i≥9×S煤其它i，m3/min

式中：

S煤其它i—第i条煤巷、半煤岩巷的断面积，m2。

　　三、煤矿每年必须按矿井实际供风量核定矿井产量。

核定矿井产量可参照下列公式计算：

P=Q×350/（q×k×104），万吨/年

式中：

P—根据矿井实际进风量，核定的矿井年产量，万吨/年；

Q—矿井实际总进风量，m3/min；

q—矿井上一年度平均日产一吨煤实际需要风量，即：

q上年＝350×Q上矿需/A上年　，m3/min.t。

式中：

q上年—矿井上一年度实际需要风量，m3/min；A上年—矿井上一年度实际产量，万吨/年

k—矿井通风系数，大型矿井取k＝1.2，

350—矿井年工作日按350天计算。

四、矿井有效风量、有效风量率、矿井外部漏风量和矿井外部漏风率等按以下方法计算：

１、矿井有效风量（Q有效）是指风流通过井下各工作地点（包括独立通风的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其他用风地点）实际风量的总和，按下式计算：

　　Q有效＝∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q其他，m3/min

　　式中：

Q采、Q掘、Q硐、和Q其他分别是采用工作面、掘进工作面（局部通风机或回风口后）、硐室和其他用风地点进（或回）风流的实测风量。

２、矿井有效风量率（C）是矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比，即按下式计算：

C=（Q有效/∑Q通）×100%，

式中：

Q通—各台主要通风机的实测风量，m3/min。

3、矿井外部漏风率（Q外漏）是指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。

可用各台主要通风机的风量总和渐趋矿井总会风量来求得，可按下式计算：

Q外漏=∑Q通-∑Q井，m3/min

式中：

Q井—分别为各回风井的实测风量，m3/min。

4、矿井外部漏风率（L）是指矿井外部漏风量与各台主要通风机风量总和之比，可按下式计算：

L=（Q外漏/∑Q通）×100%

单独一台主要通风机的矿井外部楼风量和矿井外部漏风率的计算方法同上。

5、矿井等积孔（A）的计算：

A=0.38×Q通/h1/2,m2

式中：

Q通—主要通风机风量，m3/s；

h—负压，mmH2O。

6、主要通风机效率计算：

η=（N出/N入）

式中：

η—主要通风机效率，%

N出—主要通风机输出功率，Kw；N出=0.01h×Q,式中h—矿井负压，Pa；Q—主要通风机风量，m3/min。

N入—电动机输入功率，N入=1.732×I×U×COSφ×η电×η传，

式中：

I—电流值，A；U—电压值，V；COSφ—功率因数；

η电—电动机效率，%；η传—传动效率，%。