其中Q采——采煤工作面需风量,m3/min
S——工作面平均断面积,m2
(二)备用工作面风量计算方法
备用工作面亦应满足瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。
Q备≥0.5×Q采•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(6)
其中Q备——备用采煤工作面所需风量,m3/min
Q采——备用采煤工作面回采时所需风量,m3/min
(三)布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面风量计算方法
Q采=Q采回+Q采尾=100×q采×KCH4+qCH4尾/2.5%×KCH4•••••••••••••••(7)
其中:
Q采——布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面需风量,m3/min
Q采回——工作面回采所需风量,m3/min
Q采尾——专用排瓦斯巷所需风量,m3/min
q采——回采工作面回风巷风流中瓦斯(或二氧化碳)的平均绝对涌出量,m3/min
qCH4尾——专用排瓦斯巷的风排瓦斯量,m3/min,并且要求风速不得低于0.5m/s
KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数,即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。
正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日瓦斯绝对涌出量的比值,取最大值。
没有观测数据时,机采工作面取1.2~1.6,炮采面取1.4~2.0。
(四)掘进工作面风量计算方法
1、按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量计算
Q掘=100×q掘×K掘通•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(8)
其中:
Q掘——掘进工作面所需风量,m3/min
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的平均绝对涌出量,m3/min,可按条件相似的工作面推算。
K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数,该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。
正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日瓦斯绝对涌出量的比值,取最大值。
没有观测数据时,机掘工作面K掘通=1.2~2.0,炮掘工作面K掘通=1.8~2.5。
2、按局部通风机实际吸风量计算
Q掘煤=Q扇吸×I掘+60×0.25×S•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(9)
Q掘岩=Q扇吸×I掘+60×0.15×S•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(10)
其中:
Q掘煤——煤巷掘进工作面所需风量,m3/min;半煤岩巷道按煤巷计算
Q掘岩——岩巷掘进工作面所需风量,m3/min
Q扇吸——局部通风机实际吸入风量,m3/min
I掘——掘进工作面同时通风的局部通风机台数
S——安设局部通风机的巷道断面积,m2
3、按掘进工作面最多同时作业人数计算
Q掘=4×N•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(11)
其中:
Q掘——掘进工作面所需风量,m3/min
N——工作面最多同时作业人数,人
4、按炸药量计算(使用水胶炸药)
Q掘=0.465×(A×b×S2×L2÷P漏2÷C碳)1/3÷t•••••••••••••••••••••••(12)
其中:
Q掘——掘进工作面所需风量,m3/min
A——一次爆破炸药最大用量,kg
b——1kg炸药产生的CO当量,煤巷爆破取100L/kg,岩巷爆破取40L/kg
S——巷道断面积,m2
L——巷道通风长度,m
P漏——漏风系数,风筒始、末端风量之比
C碳——巷道内CO浓度的允许值,C碳=0.02%
t——爆破后稀释炮烟的通风时间,min,取20~30min
5、按风速进行验算
岩巷掘进最低风量Q岩掘>60×0.15×S•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(13)
煤巷掘进最低风量Q煤掘>60×0.25×S•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(14)
煤、岩巷掘进最高风量Q掘<60×4×S••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(15)
其中:
Q岩掘——岩巷掘进工作面所需风量,m3/min
Q煤掘——煤巷掘进工作面所需风量,m3/min
S——掘进巷道的平均断面积,m2
(五)井下硐室所需风量计算方法
1、爆炸材料库
Q炸库=4×V/60•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(16)
其中:
Q炸库——井下爆炸材料库所需风量,m3/min
V——井下爆炸材料库的容积,m3
2、机电硐室
Q机硐=3600×∑N×θ÷(ρ×Cp×60×Δt)•••••••••••••••••••••••••(17)
其中:
Q机硐——机电硐室所需风量,m3/min
∑N——机电硐室中运转的电动机(变压器)的总功率(按全年中最大值计算),kW
θ——机电硐室的发热系数,可按下表5选取
ρ——空气密度,取1.20kg/m3
Cp——空气的定压比热,取1.0006kJ/(kg.K)
Δt——机电硐室进、回风流的温度差,单位K(℃+273)
表5机电硐室的发热系数(θ)
机电硐室名称
发热系数
空气压缩机房、抽放泵房
0.15~0.18
水泵房
0.01~0.03
变电所、绞车房
0.02~0.04
小型机电硐室取60~80m3/min
3、充电硐室,按回风流中氢气浓度不超过0.5%计算,不得小于100m3/min
Q机充=200×q充•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(18)
其中:
Q机充——充电硐室所需风量,m3/min
q充——充电硐室在充电时产生的氢气量,m3/min
(六)其它巷道风量计算方法
Q其它=100×q其它×KCH4其它•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(19)
其中:
Q其它——其它巷道所需风量,m3/min
Q其它——其它巷道最大瓦斯绝对涌出量,m3/min,可按条件相似巷道推算。
KCH4其它——瓦斯涌出不均衡通风系数,KCH4其它=1.2~1.3
并根据巷道实际用途及围岩性质进行风速验算。
(七)采区风量计算方法
采区所需的总风量Q区是采区内各用风地点需风量之和,并考虑适当的备用系数
Q区=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q室+∑Q其它)×K区•••••••••••••••••••••••(20)
其中:
Q区——采区所需总风量,m3/min;
∑Q采——该采区内各采煤工作面所需风量之和,m3/min;
∑Q备——该采区内各备用工作面所需风量之和,m3/min;
∑Q掘——该采区内各掘进工作面所需风量之和,m3/min;
∑Q室——该采区内各硐室所需风量之和,m3/min;
∑Q其它——该采区内其它用风巷道风量之和,m3/min;
K区——备用风量系数,一般取1.1~1.2
(八)矿井总需风量计算方法
1、按井下同时工作的最多人数计算
Q矿=4×N×K矿通••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(21)
其中:
Q矿——矿井总需风量,m3/min
N——井下同时工作的最多人数;
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,一般取K矿通=1.2~1.25。
2、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算
Q矿=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它)×K矿通••••••••••••••••••••••••(22)
其中:
Q矿——矿井总需风量,m3/min
∑Q采——采煤工作面实际需要风量总和,m3/min
∑Q掘——掘进工作面实际需要风量总和,m3/min
∑Q硐——硐室工作面实际需要风量总和,m3/min
∑Q备——备用工作面实际需要风量总和,m3/min
∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室、备用工作面以外的其它巷道需要风量的总和,m3/min
K矿通——矿井通风系数,一般取K矿通=1.2~1.25。
(九)矿井有效风量率的计算
PR=QR/Qf×100%•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(23)
其中:
PR——矿井有效风量率,%
QR——矿井的有效风量,井下各地点有效风量之和,m3/min
Qf——主通风机的工作风量,抽出式通风时,取排出风量,m3/min
Qf应换算成标准状态时的风量,换算公式
Q标=Q测×ρ测÷1.2•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(24)
Q标——主要通风机排出的标准风量,m3/min
Q测——实测主要通风机的排出风量,m3/min
ρ测——测定地点风流的空气密度,kg/m3
测定地点空气密度的计算公式为
ρ测=0.003484×p÷(273+t)×(1-0.378×ф×Ps÷p)••••••••••••••(25)
其中:
p——测定地点的空气压力,Pa
t——空气的温度,℃
Ps——温度为t时饱和水蒸气的压力,单位Pa
ф——相对湿度,%
表6Ps参照表
温度℃
压力Pa
温度℃
压力Pa
温度℃
压力Pa
温度℃
压力Pa
0
610
10
1228
20
2339
30
4246
0.5
633
10.5
1269
20.5
2412
30.5
4370
1
657
11
1312
21
2488
31
4496
1.5
681
11.5
1357
21.5
2565
31.5
4626
2
705
12
1402
22
2645
32
4759
2.5
731
12.5
1449
22.5
2726
32.5
4895
3
758
13
1498
23
2810
33
5035
3.5
785
13.5
1547
23.5
2897
33.5
5178
4
813
14
1598
24
2985
34
5324
4.5
842
14.5
1651
24.5
3076
34.5
5474
5
872
15
1705
25
3169
35
5628
5.5
903
15.5
1761
25.5
3265
35.5
5786
6
935
16
1818
26
3363
36
5947
6.5
968
16.5
1877
26.5
3464
36.5
6112
7
1002
17
1938
27
3567
37
6281
7.5
1037
17.5
2000
27.5
3673
8
1072
18
2064
28
3782
8.5
1110
18.5
2130
28.5
3894
9
1148
19
2198
29
4008
9.5
1187
19.5
2267
29.5
4126
(十)矿井外部漏风量的计算
QLe=Qf-Qm••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(26)
其中:
QLe——矿井的外部漏风量,m3/min
Qf——主通风机的工作风量,m3/min
Qm——抽出式通风时,井下的总回风量,m3/min
(十一)矿井内部漏风量的计算
QLi=Qm-QR••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(27)
其中:
QLi——矿井的内部漏风量,m3/min
Qm——抽出式通风时,井下的总回风量,m3/min
QR——矿井的有效风量,井下各地点有效风量之和,m3/min
(十二)矿井的外部漏风率计算
PLe=QLe/Qf×100%•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(28)
其中:
PLe——矿井的外部漏风率,%
QLe——矿井的外部漏风量,m3/min
Qf——主通风机的工作风量,m3/min
(十三)矿井的内部漏风率计算
PLi=QLi/Qf×100%••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(29)
其中:
PLi——矿井的内部漏风率,%
QLi——矿井的内部漏风量,m3/min
Qf——主通风机的工作风量,m3/min
(十四)矿井通风等积孔的计算
1、单风井等积孔计算,
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••(30)
其中:
A——矿井等积孔,m2
Q——主要通风机的工作风量,m3/s
h——主要通风机的静压,Pa
R——矿井总风阻,N.s2/m8
毫米水柱与毫米汞柱的换算:
1毫米水柱=9.80665Pa
1毫米汞柱=133.322Pa
2、多风井的矿井,只计算每个风井的等积孔。