矿井风量计算与分配方案份.docx
《矿井风量计算与分配方案份.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井风量计算与分配方案份.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
矿井风量计算与分配方案份
纳雍张维煤矿
2017年8月份
矿井风量计算与分配方案
编制：
审核：
日期：
2017年7月28日
张维煤矿2017年8月份风量计算与分配方案
根据张维煤矿2017年8月份生产计划与井下生产工作的安排，依照《煤矿安全规程》，矿井需要的风量按井下同时工作的最多人数与采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量的总和进行计算，并取最大值。
张维煤矿现有110803采煤工作面，110605运输巷，110605回风巷，110604运输巷，110604回风巷，另外有一个采区变电所和两个绞车房。
现根据井下实际情况，对井下风量进行计算与分配。
矿井风量，各地点需风量的计算
一、矿井风量计算原则
矿井需风量，按下列要求分别计算，并取其中最大值。
1、按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟风量不得小于4m3；
2、按采煤、掘进、硐室及其他巷道实际需要风量的总和进行计算。
二、矿井需风量的计算
（一）采煤工作面的风量确定
110803采面需风量计算
采煤工作面的实际需要风量，应按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求，并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后，取其中最大值。
经分析和计算认为，本矿井地温不高，110803采面人数配备为27人，因此，影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。
1、按采面瓦斯涌出量计算
Q=100q绝k=100×3.6×2.0=200（m3/min）
式中:
q绝——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，根据张维煤矿110803采面2017年7月瓦斯检查日报表计算，110803采面的预计绝对瓦斯涌出量为1.0m3/min，今后根据回采期间瓦斯瓦斯涌出量再做计算调整。
K——采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比，该值从实测和统计中得出，通常炮采工作面一般取1.4～2.0,本次计算取最大值2.0。
2、按工作面进风流温度计算
Q采＝60•Vc•Sc•Ki
=60×1.0×6.6×0.9
=356.4（m3/min）
式中：
Q采——采煤工作面需风量，m3/min；
VC——回采工作面适宜风速，按18～20℃风温取1.0m/s；
SC——平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，暂时未回采，按工作面断面计算，断面为：
6.6m2；
Ki——工作面长度系数，本矿工作面长度平均为70m，取Ki=0.9。
表1 采煤工作面空气温度与风速对应表
采煤工作面进风流气温/℃
采煤工作面风速/m•s-1
<15
15～18
18～20
20～23
23～26
0.3～0.5
0.5～0.8
0.8～1.0
1.0～1.5
1.5～1.8
表2 采煤工作面长度风量系数表
采煤工作面长度/m
工作面长度风量系数Ki
<15
50～80
80～120
120～150
150～180
>180
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.30～1.40
3、按炸药使用量计算
Q采＝25Ac=25×3.6＝90（m3/min）
式中：
Q采——回采工作面需要风量，m3/min；
Ac——回采工作面一次爆破所用的最大炸药量，取3.6kg；
将以上数据及巷道每次爆破所用炸药量带入上式计算得Q采＝90（m3/min）；
4、按最大班出勤人数计算
Q＝4×N＝4×27＝108（m3/min）
式中：
N——工作面最大班出勤人数，27人。
根据以上计算最大值为Q采＝356.4m3/min，根据张维煤矿实际情况，110803采面预取风量为500m3/min。
表3110603采煤工作面需风量确定表 单位：
m3/min
按瓦斯涌出量计算
按温度计算
按炸药量计算
按最多人数计算
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
200
356.4
90
108
120
1344
备注
因此，采煤工作面需风量最低为356.4m3/min，预取风量500m3/min。
5、按风速验算
V大＝Q/60S小=500/（605.6）＝1.49m/s<4.0m/s
V小＝Q/60S大=500/（60×8）＝1.04m/s＞0.25m/s
V大：
最大风速。
V小：
最小风速。
Q：
预取风量。
S大：
最大断面＝8㎡
S小：
最小断面＝2.8×2＝5.6㎡
h：
采高
60：
将秒钟换算分钟，每分钟等于60秒。
经验算满足要求，故确定：
该工作面的供风量为500m3/min。
110803采面配风暂定为500m3/min，2017年7月正式回采后，在回采过程中根据瓦斯涌出量变化情况再进行风量调整，以满足生产需求。
矿井所有采煤工作面需风量计算
∑Q采=∑Q采i＝Q采110803采面＝500=500m3/min
（二）掘进工作面需要风量的计算
掘进工作面需要风量按各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算：
∑Q掘=∑Q掘i（m3/min）
式中：
Q掘i——第i个掘进工作面需要风量，m3/min。
每个掘进工作面实际需要风量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数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。
1）、110605运输巷掘进工作面需风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）=100×0.5×2=100（m3/min）
式中：
q掘——平均绝对瓦斯涌出量，数据参考2017年5月份110605运输巷瓦斯日报表；
KCH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：
Q掘＝25Ac＝25×6.3＝157.5（m3/min）
式中：
Ac——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取6.3kg。
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min·kg；
3、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×N＝4×12＝48（m3/min）
式中：
N——掘进工作面同时工作的最多人数，取12人；
4——每人需风量，m3/min·人。
4、按局部通风机实际风量验算：
Q掘=Q局机×I（m3/min）
式中：
Q局机——局部通风机实际吸风量，m3/min。
首次安装的局部通风机实
际吸风量取吸风量范围的最大值；
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
我矿110605运输巷掘进工作面采用FBD-№5.6（2×11KW）局部通风机，额定风量为200-400m3/min，满足安全生产要求。
表5110605运输巷工作面需风量确定表 单位：
m3/min
按瓦斯涌出量计算
按炸药量计算
按最多人数计算
局部通风机能力
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
100
157.5
48
200-400
90
1440
备注
因此，110605运输巷掘进工作面需风量最低为157.5m3/min，预取风量260m3/min。
5、按风速进行验算：
V＝Q/60S=260/（608）＝0.42m/s
因为0.25m/s<0.54m/s<4.0m/s
所以符合《煤矿安全规程》规定掘进工作面的风量规定
V：
风速。
Q：
风量，260m3/min。
S：
工作面通风净断面，取8.0m2。
2）、110604运输巷掘进工作面需风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）=100×0.5×2=100（m3/min）
式中：
q掘——平均绝对瓦斯涌出量，数据参考2017年5月份110605运输巷瓦斯日报表，二者巷道长度相当；
KCH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：
Q掘＝25Ac＝25×6.3＝157.5（m3/min）
式中：
Ac——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取6.3kg。
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min·kg；
3、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×N＝4×12＝48（m3/min）
式中：
N——掘进工作面同时工作的最多人数，取12人；
4——每人需风量，m3/min·人。
4、按局部通风机实际风量验算：
Q掘=Q局机×I（m3/min）
式中：
Q局机——局部通风机实际吸风量，m3/min。
首次安装的局部通风机实
际吸风量取吸风量范围的最大值；
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
我矿110604运输巷掘进工作面采用FBD-№5.6（2×11KW）局部通风机，额定风量为200-400m3/min，满足安全生产要求。
表5110604运输巷工作面需风量确定表 单位：
m3/min
按瓦斯涌出量计算
按炸药量计算
按最多人数计算
局部通风机能力
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
100
157.5
48
200-400
90
1440
备注
因此，110605运输巷掘进工作面需风量最低为157.5m3/min，预取风量260m3/min
5、按风速进行验算：
V＝Q/60S=260/（608）＝0.42m/s
因为0.25m/s<0.54m/s<4.0m/s
所以符合《煤矿安全规程》规定掘进工作面的风量规定
V：
风速。
Q：
风量，260m3/min。
S：
工作面通风净断面，取8.0m2。
3）、110605回风巷掘进工作面需风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）=100×0.5×2=100（m3/min）
式中：
q掘——平均绝对瓦斯涌出量，数据参考2017年5月份110605运输巷瓦斯日报表；
KCH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：
Q掘＝25Ac＝25×6.3＝157.5（m3/min）
式中：
Ac——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取6.3kg。
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min·kg；
3、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×N＝4×12＝48（m3/min）
式中：
N——掘进工作面同时工作的最多人数，取12人；
4——每人需风量，m3/min·人。
4、按局部通风机实际风量验算：
Q掘=Q局机×I（m3/min）
式中：
Q局机——局部通风机实际吸风量，m3/min。
首次安装的局部通风机实
际吸风量取吸风量范围的最大值；
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
我矿110605回风巷掘进工作面计划采用FBD-№5.6（2×11KW）局部通风机，额定风量为200-400m3/min，满足安全生产要求。
表5110605回风巷工作面需风量确定表 单位：
m3/min
按瓦斯涌出量计算
按炸药量计算
按最多人数计算
局部通风机能力
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
100
157.5
48
200-400
90
1440
备注
因此，110605运输巷掘进工作面需风量最低为100m3/min，预取风量260m3/min
5、按风速进行验算：
V＝Q/60S=260/（608）＝0.42m/s
因为0.25m/s<0.54m/s<4.0m/s
所以符合《煤矿安全规程》规定掘进工作面的风量规定
V：
风速。
Q：
风量，260m3/min。
S：
工作面通风净断面，取8.0m2。
4）、110604运输皮带联络巷需风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）=100×0×2=0（m3/min）
式中：
q掘——平均绝对瓦斯涌出量，110604运输联络巷为全岩巷道，无瓦斯涌出；
KCH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：
Q掘＝25Ac＝25×6.3＝157.5（m3/min）
式中：
Ac——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取6.3kg。
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min·kg；
3、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×N＝4×12＝48（m3/min）
式中：
N——掘进工作面同时工作的最多人数，取12人；
4——每人需风量，m3/min·人。
4、按局部通风机实际风量验算：
Q掘=Q局机×I（m3/min）
式中：
Q局机——局部通风机实际吸风量，m3/min。
首次安装的局部通风机实
际吸风量取吸风量范围的最大值；
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
我矿110604运输皮带联络巷采用FBD-№5.6（2×11KW）局部通风机，额定风量为200-400m3/min，满足安全生产要求。
表5110604运输皮带巷需风量确定表 单位：
m3/min
按瓦斯涌出量计算
按炸药量计算
按最多人数计算
局部通风机能力
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
0
157.5
48
200-400
90
1440
备注
因此，110605运输巷掘进工作面需风量最低为157.5m3/min，预取风量260m3/min
5、按风速进行验算：
V＝Q/60S=260/（608）＝0.42m/s
因为0.25m/s<0.54m/s<4.0m/s
所以符合《煤矿安全规程》规定掘进工作面的风量规定
V：
风速。
Q：
风量，260m3/min。
S：
工作面通风净断面，取8.0m2。
5）、矿井所有掘进工作面需风量计算
∑Q掘=∑Q掘i＝Q掘110605运输巷+Q掘110604运输巷+Q掘110605回风巷+Q掘110604运输皮带巷
＝260+260+260+260＝1040（m3/min）
式中：
Q掘i——第i个掘进工作面需要风量，m3/min。
（三）硐室需要风量
1）、并联通风风量
材料斜巷绞车硐室、永久避难硐室、井下消防材料库、工业水生活水取水点与主要进风巷道并联，其风量不在计入矿井总需要风量，但其过风量必须分别满足80m3/min、60m3/min、60m3/min、80m3/min（经验值）。
2）、采区变电所需风量计算
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：
=3600×500×0.04/（1.2×1.0006×60×7）=143m3/min
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，目前按照500kW计算，后期根据机电设备安装情况进行调整；
—机电硐室发热系数；
—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，根据张维煤矿2017年4月测风旬报实测数据。
表6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℃。
3）一区段材料斜巷绞车房需风量计算
一区段材料斜巷绞车房，按硐室需风量进行计算，按照经验值，一区段材料斜巷绞车房需风量定为80m3/min。
4）二区段材料斜巷绞车房需风量计算
二区段材料斜巷绞车房，按硐室需风量进行计算，按照经验值，二区段材料斜巷绞车房需风量定为80m3/min。
因此硐室总需风量为=∑Q硐=143+80+80=303m3/min
（四）其它巷道需要风量
材料斜巷、东瓦斯抽放上巷，需单独配风，需要风量：
∑Q其它=∑Q其它i（m3/min）
式中：
Q其它i——第i条其它井巷需要风量，根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其中最大值，m3/min。
1、按瓦斯涌出量计算：
Q其它i=100×q其它i×k其它i（m3/min）
式中：
q其它i——第i个其它巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/min；
k其它i——第i条其它巷道的瓦斯涌出不均匀的风量系数，一般可取=1.2～1.3。
材料斜巷、东瓦斯抽放上巷无瓦斯涌出，所以不做计算。
2、按其风速验算：
Q其它i≥60×0.15×S其它i（m3/min）
材料斜巷：
Q≥60×0.15×8.0=72（m3/min）
东瓦斯抽放上巷：
Q≥60×0.15×8=72（m3/min）
因此，其他巷道总需风量为∑Q其它=72+72=144（m3/min）
（五）全矿井需要风量的计算
全矿井总进风量按以下两种方式分别计算，并且必须取其最大值：
1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量：
Q矿进=4×N×K矿通=4×50×1.2=240（m3/min）
式中：
Q矿进——矿井总进风量，m3/min；
4——每人每分钟供给风量，m3/min.人；
N——井下同时工作的最多人数，取50人；
K矿通——矿井通风需风系数，取K矿通1.20。
2、按各个用风地点总和计算矿井风量：
按采煤、掘进、硐室及其他巷道等用风地点需风量的总和计算：
Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×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——硐室实际需要风量的总和，m3/min；
∑Q其他——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和，m3/min。
K矿通——矿井通风需风系数，K矿通取1.20。
根据以上计算，矿井总进风量：
Q矿进=（500+1040+303+144）×1.2=1987（m3/min）
根据张维煤矿实际情况，我矿的总进风量计划为2500m3/min，完全能够满足计算要求。
3、矿井主扇校核
我矿采用FBCDZ-8-№23A（2×160KW）型主扇，额定风量3000-6600m3/min（无变频调速的情况下），能够满足要求。
三、矿井风量分配
（一）风量分配原则
1、分配到各用风地点（包括回采面、掘进面、硐室等）的风量应不低于所计算出的需风量。
2、为维护巷道，防止坑木腐烂，金属锈蚀，以及行人安全等，所有巷道都应分配一定风量。
3、风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体浓度，风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。
（二）风量分配量
1、主平硐进风1350m3/min；
2、副平硐进风1150m3/min；
3、风井总回风2500m3/min；
4、110803采煤工作面分配风量500m3/min；
5、110605运输巷掘进工作面分配风量300m3/min；
6、110604运输巷掘进工作面分配风量300m3/min；
7、110605回风巷掘进工作面分配风量300m3/min；
8、110604运输皮带联络巷分配风量300m3/min；
9、材料斜巷绞车硐室、永久避难硐室、井下消防材料库、工业水生活水取水点过风量分别为100m3/min、100m3/min、120m3/min、100m3/min；
10、采区变电所分配风量150m3/min。
11、其他巷道分配风量260m3/min。
（三）风速验算
表7各种巷道和采煤工作面适宜风速表
序号
巷道名称
适宜风速（m/s）
1
运输大巷、主石门、井底车场
4.5～5.0
2
回风大巷、回风石门、回风平硐
5.5～6.5
3
采区回风巷、回风上山
3.5～4.5
4
采区进风巷、进风上山
4.5～5.5
5
采区运输机巷、胶带输送机巷
3.0～3.5
6
采煤工作面
1.5～2.5
表8 井巷中风流风速（m/s）
井巷名称
允许风速
最低
最高
回采工作面，掘进面
0.25
4
无提升设备的风井
—
15
专为升降物料的井筒
—
12
大巷
1.0
8
根据风速计算公式，可计算出各井巷中风流的速度，如表9所示。
表9 主要井巷风速计算表
计算公式
井巷名称
风量（m3/min）
净断面积（m2）
风速（m/s）
Q=60vS净
式中v—风速，m/s；Q—通过巷道或工作面的总风量，m3/min；S净—巷道或工作面净断面积，m2；
110803采煤工作面
500
6.8
1.23
110605运输巷
300
8
0.63
110605回风巷
300
8
0.63
110604运输巷
300
8
0.63
110604运输皮带巷
300
8
0.63
主井
1350
11.4
1.97
副井
1150
11.4
1.68
风井
2500
8.1
5.14
由表中计算得出的风速可知各风量分配是符合要求的，某些为达到适宜的风速和理想的通风系统以及提高对火灾的预防能力等可进行风量的调节。
四、风量的调节方法
1、局部风量的调节
采用调节风扇，调节临时风帘等调节装置进行局部风量调节或者扩大巷道断面，降低摩擦阻力系数，清除巷道中的局部阻力物，采用并联风路，缩短风流线路的总长度等。
2、矿井总风量的调节
采用改变主要通风机的叶轮转速，轴流式风机叶片安装角等，来改变通风机的风压特性，从而达到调节风机所在系统总风量的目的。
升级会员 