矿井一通三防计算相关公式.docx

1、矿井一通三防计算相关公式矿井一通三防计算相关公式一、通风阻力测定相关公式1.简单算术平均数。有这么一组数字10、20、30、40、50那么它们的算术平均值是（10+20+30+40+50）/5=30 2.加权算术平均数。加权算术平均数 = 各组（变量值 次数）之和 / 各组次数之和 = xf / f3.紊流状态下井巷的摩擦阻力对于不同形状的井巷断面，其周长U与断面积S的关系，可用下式表示：式中：C断面形状系数：梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱C=3.90。摩擦阻力系数矿井中大多数通风井巷风流的Re值已进入阻力平方区，值只与相对糙度有关，对于几何尺寸和支护已定型的井巷，相对糙度一定，

2、则可视为定值；在标准状态下空气密度=1.2kg/m3。 对上式，令： 称为摩擦阻力系数，单位为 kg/m3 或 N.s2/m4。则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为：通过大量实验和实测所得的、在标准状态（0=1.2kg/m3）条件下的井巷的摩擦阻力系数，即所谓标准值0值，当井巷中空气密度1.2kg/m3时，其值应按下式修正： 摩擦风阻Rf对于已给定的井巷，L、U、S都为已知数，故可把上式中的、L、U、S 归结为一个参数Rf： Rf 称为巷道的摩擦风阻，其单位为：kg/m7 或 N.s2/m8。工程单位：kgf .s2/m8 ，或写成：k。1 N.s2/m8= 9.8 k4.标准摩擦阻力系数

3、通过大量实验和实测所得的、在标准状态（0=1.2kg/m3）条件下的井巷的摩擦阻力系数，即所谓标准值0值，当井巷中空气密度1.2kg/m3时，其值应按上式修正。通风阻力等级通风难易程度风阻R（Ns2/m8）等积孔A （m2)大阻力矿困 难1.421中阻力矿中 等1.420.3512小阻力矿容 易0.3525.干空气密度式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t, t为空气的摄氏温度（）。标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度0=1.293 kg/m3。空气 1.293 g/L。气体的密度=它的相对分子质量/22.4

4、,单位是g/L.用空盒气压计测定空气的大气压力，用湿度计测定空气的干温度和相对湿度，根据下列公式计算空气密度。 P=（0.0034580.003473）p/T 式中p一一空气密度，kg/m p大气压力，Pa； T空气绝对温度，T=273+t（t为干温度计读数，0C）。6.湿空气密度 式中 w 湿空气密度, kg/m3； 空气相对湿度，%； Pb饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。相对湿度用RH表示。相对湿度的定义是单位体积空气内实际所含的水气密度（用d1 表示）和同温度下饱和水气密度（用d2 表示）的百分比，即RH（%）= d1/ d2 x 100%；另一种计算方法是：实际的空气水气

5、压强（用p1 表示）和同温度下饱和水气压强（用p2表示）的百分比，即RH（%）= p1/ p2 x 100%。不同温度下饱和水蒸汽压力空气温度（）饱和水蒸汽压力（Pa）空气温度（）饱和水蒸汽压力（Pa）空气温度（）饱和水蒸汽压力（Pa）-2012881069.24202333.1-15193.3291143.9212493.1-10287.98101127.9222639.8-5422.63111311.89232813.10610.6121402.55242986.41655.94131497.21253173.52705.27141598.9263359.73757.27151706.22

6、73563.74811.93161818.5283766.85870.59171933.22940136933.25182066.5304239.67998.58192199.33144937.利用干湿球温度计算相对湿度(1)相对湿度U的计算公式： U=（E/Ew）100%（A.1） 式中U为相对湿度，E为水气压（hPa），Ew为干球温度t（）所对应的纯水平液面（或冰面）饱和水气压（hPa）。 (2)水气压E的计算公式 E=EtwAPh（ttw）（A.2） 式中Etw（hPa）为湿球温度tw（）所对应的纯水平液面的饱和水气压，湿球结冰且湿球温度低于0时，为纯水平冰面的饱和水气压；A为干湿表系数

7、，湿球未结冰时的通风干湿表（通风速度2.5m/s）系数是0.66210-3 -1，湿球结冰时的通风干湿表（通风速度2.5m/s）系数是0.58410-3 -1；Ph为本站气压（hPa）；其他符号意义同上。 (3)饱和水气压Ew的计算公式： 纯水平液面饱和水气压的计算公式式中 Tl=273.16（水的三相点绝对温度，单位：K）T =273.15 （绝对温度，单位：K）。 纯水平冰面饱和水气压的计算公式式中符号意义同上。8.自然风压HN(1) 式中 Z矿井最高点至最低水平间的距离，m； g重力加速度，m/s2； 1、2分别为0-1-2和5-4-3井巷中dZ段空气密度，kg/m3。由于空气密度受多种

8、因素影响，与高度Z成复杂的函数关系。因此利用式4-2-1计算自然风压较为困难。为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值m1和m2，用其分别代替式411中的1和2，则(4-1-1)可写为： (2)he=P0H（1H/10000）1/R(273+t)1/R(273+t)he为矿井自然风压 （单位为Pa）P0为空气柱上边的压力 （单位为Pa）H为井筒有效计算深度 （单位为m）R为空气常数 一般取R29.27t、t为进、出风井平均摄氏温度 （单位为）浅井自然风压示意图 深井自然风压示意图(3)直接测定法对于任一矿井，还可用另一种方法测算矿井的自然风压。如在矿井中任一地点

9、制做临时密闭，堵截风流，主要通风机停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的hn。要求是密闭不漏风，否则测值不准。9.矿井等积孔二、通风能力核定相关公式(一)采煤工作面风量计算1、按气象条件计算Qcf=6070%VcfScfKchKcl 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

10、作面进风流气温采煤工作面风速m/s 201.020 231.0 1.523 261.5 1.8表 2 kch采煤工作面采高调整系数采 高（m） 2.02.0 2.5 2.5 及放顶煤面系数（kch）1.01.11.2表3 kcl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 150.815 800.8 0.980 1201.0120 1501.1150 1801.2 1801.30 1.402、按照瓦斯涌出量计算 Qcf=100 qcg kcg (2) 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； kc

11、g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； 100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。3、按照二氧化碳涌出量计算 Qcf=67qcckcc (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。4、按炸药量计算 a) 一级煤矿许用炸药 Qcf25Acf (5) b) 二

12、、三级煤矿许用炸药 Qcf10Acf (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。5、按工作人员数量验算 Qcf4Ncf (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。6、按风速进行验算 Qcf600.25Scb (8) Scb=lcbhcf70% (9) b) 验算最大风量 Qcf604.0Scs (10) Scs=lcshcf70% (11) c) 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 Qc

13、f605.0Scs (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。(二)掘进工作面实际需要风量的计算1、按照瓦斯涌出量计算 Qhf=100qhgkhg (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； 100按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的