1、矿井通风设计及风量计算方法矿井通风设计施工时的基本原则和要求通风系统合理可靠的含义?通风网络图的绘制矿井风量计算办法按照煤矿安全规程第一百零三条:“煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法,至少每5年修订1次”,要求,根据煤矿井工开采通风技术条件(AQ1028-2006)、煤矿通风能力核定标准(AQ1056-2008),结合本矿开采的实际情况,制定本办法。一、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=4NK矿通 (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
2、下同时工作的最多人数,人;K矿通矿井通风需风系数(抽出式取K矿通=1.151.20)。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(抽出式K矿通取1.151.20)。二、采煤工作面需要风量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i+Q采备i
3、 (m3/min)式中:Q采各个采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min;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。每个采煤工作面实际需要风量,按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。有符合规定的串联通风时,按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算。1、按气象条件计算:Q采=Q基本K采高K采面长K温 (m3/min)式中: Q采采煤工作面需要风量,m3/min;Q基本不同采煤方式工作面所需的基本风量,m3/min;Q基本=60工作面控顶距工作面实际采高
4、70%适宜风速(不小于1.0m/s);K采高采煤工作面采高调整系数,从表1中选取;K采面长采煤工作面长度调整系数,从表2中选取;K温采煤工作面温度与对应风速调整系数,从表3中选取。表1 K采高采煤工作面采高调整系数采 高2.02.02.52.5及放顶煤面系数(K采高)1.01.11.2表2 K采面长采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度(m)15158080150150200200长度调整系数,K长0.80.91.01.01.31.31.5表3 K温采煤工作面空气温度与对应风速调整系数回采工作面空气温度,采煤工作面风速V采,m/s系数,K温201.01.0020231.01.51.001.102
5、3261.51.81.101.2526281.82.51.251.4028302.53.01.401.602、按照瓦斯涌出量计算:Q采=100q采KCH4 (m3/min)式中:q采采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;K CH4采煤工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数,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采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。3、按照二氧化碳涌出量计算:Q采=67q采KCO2 (m3/min)式中:q采采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;K CO2采煤工作面二氧化碳涌出不均衡备
6、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采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。4、按工作面人员数量验算:Q采 4N (m3/min)式中:N采煤工作面同时工作的最多人数,人; 4每人需风量,m3/min人。5、按风速进行验算:600.25S采 Q采604S采 (m3/min)式中:0.25/4采煤工作面允许最低/最高风速,m/s;S采采煤工作面的平均有效断面积m2。应结合回采速度、煤层自燃发火期综合考虑,综放工作面的需风量不小于800m3/min。6、备用采煤工作面按满足瓦斯、二氧化碳、空气温度和风速等规定计算
7、风量,且不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。三、掘进工作面需要风量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、按照瓦斯涌出量计算:Q掘=100q掘KCH4 (m3/min)式中:q掘掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;K CH4掘进工作面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
8、绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值;100掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。2、按照二氧化碳涌出量计算:Q掘=67q掘KCO2 (m3/min)式中:q掘掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;K CO2掘进工作面二氧化碳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掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。3、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25A (m3/min)式中:A掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg。
9、25每千克一级煤矿许用炸药需风量,m3/minkg;4、按工作面人员数量验算:Q掘4A (m3/min)式中:N掘进工作面同时工作的最多人数,人; 4每人需风量,m3/min人。5、按风速进行验算:岩巷掘进工作面: Q岩掘9S掘 (m3/min)煤巷和半煤岩巷掘进工作面: Q煤掘15S掘 (m3/min)掘进工作面: Q掘240S掘 (m3/min)式中:Q岩掘岩巷掘进工作面的最低风量,m3/min; Q煤掘煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最低风量,m3/min;S掘掘进工作面的净断面积,m2。按上述条件计算的最大値,确定局部通风机的吸风量,根据通风距离选择风筒、局部通风机。6、按局部通风机实际吸风
10、量计算需要风量: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,从表4中选取;I 掘进工作面同时通风的局部通风机台数。表4 常用局部通风机参数型号或名称风机功率(Kw)吸风量(m3/min)计划配风量(m3/min)对旋风机25.5160240240对旋风机27.5180300300对旋风机211200400400对旋风机 215 260440440对旋风机 230 2606306307、局部通风机安装地点的需要风量Q局机=Q掘+Q机巷=Q掘+VminS机巷 (m3/min)式中:Q局机局部通风机安装地点的需要
11、风量,m3/min;Q机巷保证局部通风机吸风口至掘进工作面回风道口之间最低风速的风量,m3/min;Vmin保证局部通风机安装地点到回风口间最低风速,m/min,岩石巷道、其他人行巷道取9,煤巷、半煤岩巷取15;S机巷 局部通风机安装地点到回风口间最大井巷断面积,m2。注:若局部通风机吸风口至掘进工作面回风道口之间风量不走回风或有设施控制,保证局部通风机不发生循环风,Q机巷不考虑;几台通风机布置在同一段巷道内,按一次计算Q机巷。8、配风要求掘进工作面局部通风配风按7条计算或按实测的局部通风机吸风量、局部通风风筒出口风量按下式计算确定。Q局=K筒漏Q掘面 (m3/min)式中:Q局局部通风机实测
12、吸风量,m3/min;K筒漏风筒漏风系数,根据通风距离、风筒直径和管理状况等因素确定或测定,无实测数据时按MTT64-1995正压柔性风筒规定的百米漏风率不超过4%的最大值推算K筒漏=1.04n(n最大通风距离百米数),并要求现场调整风量时验证。注:编制矿井规划或水平延伸、采区设计时,计算掘进需要风量可按下式进行:Q掘= Q掘m m3/min其中:Q掘=Q局Kf m3/min式中:Q局每个独立通风掘进工作面局部通风机的吸风量,普掘取300m3/min,综掘取350 m3/min;Kf防止局部通风机吸循环风的风量备用系数,取1.34。m规划掘进工作面个数,个。四、硐室需要风量按矿井各个独立通风硐
13、室实际需风量的总和计算:Q硐=Q硐i m3/min式中:Q硐i第i个独立通风硐室实际需要风量,m3/min。各个硐室实际需要风量,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,需要风量按机电设备运转的发热量计算Q机电硐室=3600W/(1.000660t) (m3/min)式中:Q机电硐室机电硐室实际需要的风量,m3/min;W机电硐室中运转的电动机总功率,kw;t机电硐室进、回风的气温差,;机电硐室发热系数,从表5中选取;空气密度,一般取1.2Kg/m3;1.0006空气定压比热容,kJ/(KgK)。表5 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
14、0.200.23水泵房0.020.04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6080m3min;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。2、爆炸材料库需要风量按每小时4次换气量计算:Q库=0.07V (m3/min)式中:Q库爆炸材料库需要风量,m3/min;V包括联络巷在内的爆炸材料库的空间总体积,m3。或按经验给定风量:大型爆破材料库为100150m3/min;小型爆破材料库为60100m3/min。3、充电硐室需风量计算:Q电=200q氢 (m3/min)式中:Q电充电硐室需要风量,m3/min;q氢
15、充电硐室在充电时产生的氢气量,m3/min。 200按其回风流中氢气浓度不大于0.5%的换算系数。或按经验值给定风量100200m3/min。4、其他中央变电所、救护站等与主要进风巷道并联支路的硐室,其风量不在计入矿井总需要风量,但其过风量必须满足上述要求。五、其它巷道需要风量按矿井其它巷道需风量总和计算: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=100q其它ik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=1.21.3。2、按其风速验算:Q其它i9S其它i (m3/min)架线电机车巷中的风速验算:Q其它i60S其它i (m3/min)式中:S其它i第i条巷道的断面积,m2。总之,矿井需风量的计算方法按实际需要风量计算时,应避免风量过大或过小,各地点的配风量必须能够满足该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度、风速以及温度、每人供风量的需风量,若制订的风量计算方法达不到要求时,必须根据具体条件修订,保障生产安全。
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