风量计算细则2.doc

河南煤化集团焦煤公司风量计算细则及有关通风参数计算规定根据煤矿安全规程第一百零三条规定，结合焦煤公司矿井瓦斯涌出的具体情况，制定矿井风量计算细则，本细则同时规定了风量计算中的风量备用系数及其它有关通风参数的计算方法。焦煤公司各矿井在进行风量及有关通风参数计算时，必须严格执行本规定。一、制定本矿井风量计算细则的依据1、煤矿安全规程 2011版2、煤矿井工开采通风技术条件 AQ1028-20063、煤矿通风能力核定标准 AQ1056-20084、煤矿安全规程专家解读 2011年修订版二、风量计算的原则和要求1、矿井需风量按用风地点的实际需要计算风量时，要由里向外进行计算，即先计算采掘工作面、采区峒室、采区其它用风地点的需风量。然后计算矿井有独立通风系统的峒室（如火药库、充电峒室等）的需风量。通过风量计算，求得井下各用风地点的需风量；确定矿井的总进风量、总回风量和主要通风机工作风量。2、多回风井的矿井，应分别计算出每个主要通风机系统担负的总进风量、总回风量和主要通风机工作风量。3、矿井各用风地点所配给的风量必须符合煤矿安全规程中关于瓦斯和二氧化碳浓度的规定、最高风速和最低风速的规定、采掘工作面和机电峒室最高温度的规定。采煤工作面要选择适宜的风速，创造良好的气候条件。4、矿井、采区、采掘工作面的风量计算，应根据矿井生产地区、采掘工作面的采掘强度、瓦斯及二氧化碳涌出量的变化等风量配备需要，随时进行计算和调整。5、采掘工作面及其他用风地点的需风量按最高、最低风速验算后，采掘工作面的最大供风量如不能满足需要时，应采用抽采瓦斯、调整通风系统或以风定产等方法进行处理。6、各矿井每旬必须进行一次全面测风。采掘工作面根据实际需要随时进行测风。各个测风地点每次测风的结果，都应填写在测风站（点）的记录牌上；旬、月测风报表，都必须报矿总工程师审阅；每月的通风月报必须上报焦煤公司通风管理处。7、根据风量计算和测风结果，矿通风区应及时做好矿井风量调节，保证各用风地点风量分配合理；矿总工程师应根据矿井生产地区变化，组织有关部门及时制定矿井风量调节方案，保证矿井主要通风机安全、经济、高效运行。8、在进行有关通风参数计算时，必须将参与计算的各风量参数换算为标准状况下的参数，然后代入计算，以确保计算精度。三、风量计算（一）、矿井总进风量计算矿井总进风量按井下同时工作的最多人数和各供风地点的风量总和分别计算，取其中最大值。（1）按井下同时工作的最多人数计算：Q矿进4NK矿通 m3/min式中：Q矿进矿井总进风量，m3/min；N井下同时工作的最多人数，人；K矿通矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀的因素，一般可取1.21.25。（2）按各个用风地点的总和计算：按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算：Q矿进（Q采Q掘Q硐Q备Q其他）K矿通 m3/min；式中：Q矿进矿井总进风量，m3/min；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其他其他巷道实际需要风量的总和，m3/min；K矿通矿井通风系数，K矿通1.21.25；（条件中，抽出式1.151.2，压入式1.251.3）（二）、采煤工作面实际需风量采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯、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、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。采煤工作面有串联通风时，两个工作面需风量分别计算后应选用其中最大风量。采煤工作面实际需要风量的计算方法如下：（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：根据煤矿安全规程规定，按采煤工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）浓度不超过1的要求计算。Q采100q采k采通 m3/min式中：Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；q采采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；依据：1、 根据邻近条件相似工作面推测；2、 根据可解吸瓦斯含量和计划产量预计。k采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数。P99：它是采煤工作面瓦斯涌出量的最大值与其平均值之比，须在工作面正常生产条件下，至少进行5昼夜的观测，得出5个比值，取其中最大值，也可参照下列系数。顶层机采工作面：k采通1.21.6；顶层炮采工作面：k采通1.42.0；瓦斯矿井和突出矿井的中底层工作面：k采通1.11.5。P108：采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数：正常生产条件下，连续观测一个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值。采煤工作面开采前编制作业规程进行工作面需风量计算时，采煤工作面瓦斯绝对涌出量和瓦斯涌出不均衡系数可参照邻近工作面的情况或经验值；开采1个月后，按本工作面的实际值进行计算，在每月一次的作业规程修订时修订工作面的需风量。工作面布置有专用排瓦斯巷（俗称尾巷，且符合煤矿安全规程第一百三十七条的规定）的回采工作面风量计算:Q采Q采回Q采尾 m3/min其中：Q采回 m3/min m3/min式中：qCH4尾采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/min。其他符号的含义同上。（2）按采煤工作面温度计算需要风量：瓦斯矿井的采煤工作面需风量计算公式为：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70%适宜风速（不小于1.0m/s）；（工作面控顶距为采煤工作面的平均控顶距=（最大控顶距最小控顶距）2）K采高采煤工作面采高调整系数（见表1）；K采面长采煤工作面长度调整系数（见表2）；K温采煤工作面温度与对应风速调整系数（见表3）。表1 K采高采煤工作面采高调整系数采 高（m）200长度调整系数(K采面长)1.01.01.31.31.5表3 K温采煤工作面温度与对应风速调整系数采煤工作面空气温度（）采煤工作面风速（m/s）配风调整系数K温201.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.4028302.53.01.401.60高瓦斯或突出矿井的采煤工作面需风量计算公式为：Q采60v采S采 m3/min式中：Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；v采采煤工作面风速，m/s；S采采煤工作面平均断面积，可按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2。为了使采煤工作面有一个良好的劳动气候条件，在确定工作面风速时，应符合表4的要求。表4 风速与空气温度的关系空气温度（）适宜的风速（m/s）150.30.515200.51.020221.01.222241.21.524261.52.0（3）按使用炸药量计算需风量：一级煤矿许用炸药Q采25A m3/min二、三级煤矿许用炸药Q采10A m3/min式中：（计算方法参考：煤矿通风能力核定标准）Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；A采煤工作面一次爆破所用炸药的最大量（工作面分段爆破时，取最长一段爆破使用的炸药量），Kg。25每千克一级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（minkg）。10每千克二、三级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（minkg）。（4）按同时作业的最多人数计算需要风量：Q采4N m3/min式中：Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；N采煤工作面同时作业的最多人数；4每人每分钟的供风量不得小于4 m3/min。（5）按风速验算：按最低风速验算：Q采15S采 m3/min式中：Q采采煤工作面的最低风量，m3/min；S采采煤工作面的平均断面积，m2。按最高风速验算：Q采240S采 m3/min式中：Q采采煤工作面的最大风量，m3/min；S采采煤工作面的平均断面积，m2。（6）备用工作面配风量应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算出的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50。(P99：且不得低于其采煤时实际风量的50)（三）、掘进工作面实际需风量(包括全负压供风量和实际需风量)1、掘进工作面实际需风量每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯、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、人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：Q掘l00q掘k掘通 m3/min式中：Q掘掘进工作面的实际需风量，m3/min；q掘掘进工作面的绝对瓦斯（或二氧化碳）涌出量（应取回风巷口以里1015m范围的绝对瓦斯涌出量），m3/min；依据:A、 根据邻近条件相似巷道推测；B、 根据残余瓦斯含量和推进度预测。k掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，应根据实际观测结果确定或参照下列系数。高、突顶层掘进工作面：k掘通1.62.5；瓦斯矿井和突出矿井的中、底层掘进工作面：k掘通1.31.8；掘进工作面开始掘进前编制作业规程进行工作面需风量计算时，掘进工作面的瓦斯绝对涌出量和瓦斯涌出不均衡系数可参照邻近工作面的情况或经验值；掘进1个月后，按本工作面的实际值进行计算，在每月一次的作业规程修订时修订掘进工作面的需风量。（2）按使用炸药量计算：一级煤矿许用炸药：Q掘25A m3/min 二、三级煤矿许用炸药：Q掘10A m3/min式中：Q掘掘进工作面的实际需风量，m3/min；A掘进工作面一次爆破所用炸药的最大量（全断面分次爆破时，取最大一次爆破使用的炸药量），Kg。25每千克一级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（minkg）。10每千克二、三级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（minkg）。（3）按最多人数计算：Q掘4N m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需风量，m3/min N掘进工作面同时工作的最多人数，人4每人需风量，m3/min。选取上述三种方法计算的最大风量作为掘进工作面需风量，即在回风口以里测风站测定的风量或局部通风机吸风量。（4）根据确定的掘进工作面需风量进行风速验算：按最低风速验算：Q岩掘9S岩掘 m3/min式中：Q岩掘岩巷掘进工作面的最低风量，m3/min；S岩掘岩巷掘进工作面的断面积，m2。Q煤掘15S煤掘 m3/min式中：Q煤掘煤巷或半煤巷掘进工作面的最低风量，m3/min；S煤掘煤巷或半煤岩巷掘进工作面的断面积，m2。 按最高风速验算：Q掘240S掘 m3/min式中：Q掘岩巷、半煤岩巷或煤巷掘进工作面的最大风量，m3/minS掘掘进巷道的断面积，m2。（二）掘进工作面全负压供风量计算根据掘进工作面需风量选择局部通风机。局部通风机的工作风量参照下列数据取值：25.5kw、1lkw局部通风机取l45240m3/min；27.5kw局部通风机取l60255m3/min；28kw局部通风机取250390m3/min；215kw局部通风机取280470m3/min；230kw局部通风机取400620m3/min。按局部通风机实际吸风量计算：Q掘Q局机Q余 m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需风量，m3/min；Q局机掘进工作面运转局部通风机的工作风量之和，m3/min。Q余保证采区主要进风巷与掘进工作面之间的联巷巷道最小风速的风量，m3/min； 当联巷全段为岩巷（如采区车场）时，巷道最低风速取0.15m/s，则：Q余600.15S面积 m3/min 当联巷全段为非全岩巷（如全部为煤巷或部分为煤巷）时，巷道最低风速取0.25m/s，则：Q余600.25S面积 m3/minS面积局部通风机安装地点至掘进工作面回风巷口之间巷道的最大断面积，m2。计算结果即为掘进工作面全负压供风量。即在风机前侧测定的风量或回风口测定的风量。4、硐室实际需风量计算（1）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。发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算： （m3/min）式中：Qr机电硐室的需要风量，m3/min；N机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，kW；机电硐室的发热系数，可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定，也可按表5选取；空气密度，一般取1.20kg/m3；Cp空气的定压比热，一般可取1.0006kJ/kgK；t机电硐室进、回风流的温度差，。表5 机电硐室发热系数（）机电硐室名称发热系数空气压缩机房0.150.18水泵房0.010.03变电所、绞车房0.020.04采区小型机电硐室，可按经验值确定需风量：Qr6080 （m3/min）（2）井下蓄电池电机车库实际需风量（按稀释氢气所需风量计算）：Q蓄0.233（273+t）P0（I1a1+I2a2+.+Inan）m3/min式中：Q蓄蓄电池机车库稀释氢气所需风量，m3/min；I1、I2.In每个电池组的最大充电电流，A；a1、a2.an每个电池组内电池数目，个；P0硐室内大气压力，mmHg；t硐室内温度，。按回风流中氢气浓度小于0.5%计算，但不得小于100m3/min，或按经验配风时可取100250m3/min。（3）爆破材料库实际需风量：Q爆材库=0.07V m3/min式中：Q爆材库爆破材料库实际需风量，m3/min；V包括联络巷在内的爆破材料库的空间总体积，m3。按经验配风时：大型爆破材料库为100150m3/min；中、小型爆破材料库为60100m3/min。（4）其它硐室实际需风量可按经验配风：井下绞车房实际需风量：可按表6配风。表6 井下绞车房经验配风表纹车滚筒直径（m）供风量m3minD1.260120D1.6120150采区变电所实际需风量为60120m3/min。5、矿井其它巷道实际需风量矿井其它巷道实际需风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别计算，采用其中最大值。（1）按瓦斯涌出量计算：Q其它133q瓦其它k其它通 m3/min式中：Q其它其它通风巷道的实际需风量，m3/min；q瓦其它其它通风巷道平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；k其它通其它通风巷道瓦斯涌出不均衡的风量系数可取1.21.3。（低瓦斯矿井的全岩巷道瓦斯涌出不均衡系数取1.2；其它巷道全部取1.3）133其它通风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。（2）按风速验算：一般巷道Q其它600.15S其它 m3/min架线电机车巷道a）有瓦斯涌出的架线电机车巷道Q其它601.0S其它 m3/minb）无瓦斯涌出的架线电机车巷道Q其它600.5S其它 m3/min式中：Q其它其它通风巷道实际需要风量，m3/min；S其它其它通风巷道净断面积，m2；0.15一般巷道允许的最低风速，m/s；1.0有瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s；0.5无瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s。6、矿井总回风量Q总回Q矿进K膨式中：Q总回单台风机工作时为矿井总回风量，多台风机联合工作时，为每一台主要通风机系统总回风量之和，m3/min；Q矿进单台风机工作时为矿井总进风量，多台风和工作时，为每一台主要通风机担负系统的总进风量之和，m3/min；K膨气体膨胀系数，K膨1.057、主要通风机工作风量Q工作Q总回K外漏 m3/min；式中：Q工作每一主要通风机的工作风量，m3/min；Q总回单台风机工作时为矿井总回风量，多台风机联合工作时，为每一单台主要通风机系统的总回风量，m3/min；K外漏矿井外部漏风系数。有提升设备的回风井K外漏1.15；无提升设备的回风井K外漏1.05。四、矿井通风有关参数计算1、空气重率的计算（1）精确计算湿空气的重率：湿0.465PT1（0.378P饱/ P） kg/m3式中：湿湿空气重率，kg/m3；P大气压力，mmHg；T绝对温度（T273CK）；C空气的温度，；空气的相对湿度，；P饱饱和水蒸气压力，mmHg。（2）近似计算湿空气的重率：湿（0.4610.463）P/T kg/m3式中：湿、P、T符号意义同前。2、标准状态下的风量Q标Q测测1.2 m3/s式中：Q标标准状态下的风量，m3/s；Q测测定地点的风量，m3/s；测测定地点风流的空气密度，kg/m3；1.2为矿井标准状态下空气密度，即大气压力为105Pa气温20时的空气密度，kg/m3；3、矿井有效风量矿井有效风量是指送到井下各工作地点实际风量的总和，即各个独立通风的采掘工作面、独立通风的峒室和其它用风地点的实际进风量的总和。Q有效Q采Q备Q掘Q峒Q其它 m3/min式中：Q有效矿井有效风量，m3/min；Q采、Q备、Q掘、Q峒、Q其它分别是采煤工作面、备用工作面、掘进工作面、峒室和其它用风地点进风流中实测风量，m3/min；（采掘工作面都要加上风门之间风量）采、掘工作面有串联通风时，该系统有效风量要以首个工作面的实测进风量为准，部分串联通风时，以每个工作面的实测进风量为准，各工作地点的有效风量都不得包括漏风量。4、矿井有效风量率矿井有效风量占矿井总进风量的百分数。CQ有效/Q总进100 式中：C矿井有效风量率，；Q有效矿井有效风量，m3/min；Q总进矿井的总进风量，m3/min。5、矿井内部漏风率L内漏Q内漏/Q总进100 Q内漏Q总进Q有效 m3/min；式中：L内漏矿井内部漏风率，；Q内漏矿井内部漏风量m3/min；Q总进、Q有效符号意义同前。6、矿井外部漏风量Q外漏Q机Q总回 m3/min式中：Q外漏矿井的外部漏风量，m3/min；Q机主要通风机的工作风量之和，m3/min；Q总回矿井总回风量，m3/min。矿井外部漏风量是各主要通风机装置及其风井附近地表（包括斜井安全出口风门、风机防爆门等）漏失风量总和。7、矿井外部漏风率（1）矿井外部漏风率：L外漏Q外漏/Q机100 式中：L外漏矿井外部漏风率，；Q外漏矿井外部漏风量，m3/min；Q机矿井各主要通风机工作风量之和，m3/min。（2）单台主要通风机的外部漏风率：L外漏iQ外漏i/Q机i100 或 L外漏i（Q机iQ回i）/ Q机i100 式中：L外漏i单台主要通风机外部漏风率，；Q外漏i单台主要通风机装置和风井附近地表的漏风量，m3/min；Q机i单台主要通风机工作风量，m3/min；Q回i单台主要通风机系统的总回风量，m3/min。8、矿井总进风量比BQ矿实/Q矿计100 式中：B矿井总进风量比，；Q矿实矿井实际总进风量，m3/min；Q矿计矿井计划的需要总进风量，m3/min。矿井总进风量比（B）是反映矿井通风能力大小的指标，该值合理范围应在100B110。该值大于110时，则反映主要通风机能力充裕，矿井实际进风量过大，经济不合理，主要通风机工况点应予下调；该值B100时，则反映主要通风机目前工况点满足不了矿井安全生产，工况点应予上调。9、矿井等积孔（1）单台风机的矿井等积孔 m2式中：A单矿井等积孔，m2；Q总回矿井总回风量，m3/s；h通风机负压，Pa。（2）两台通风机的矿井等积孔式中：A1、A2分别为第一台、第二台通风机负担系统的等积孔，m2；Q1、Q2分别为第一台、第二台风机的回风量，m3/s；h1、h2第一台、第二台通风机的通风阻力，Pa；A双两台通风机联合工作的矿井等积孔，m2。（3）多台风机联合工作时的等积孔 m2式中：A总多台通风机联合工