矿井风量计算方法.doc

附件： 矿井风量计算方法1 范 围本方法规定了矿井主要通风机、矿井、采区和各用风地点的风量计算、选取、分配办法。本方法适用于本公司煤矿基建、生产矿井和新采区的作业规程的风量计算，以及矿井通风管理中的分配与调节。2 引用标准及文件 煤矿矿井风量计算方法 (MT/T634-1996) 煤矿安全规程(2011修改版)煤矿通风能力核定标准 (AQ1056-2008)矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018-2006）煤矿井下开采通风技术条件（AQ1028-2006）煤矿用涂覆布正压风筒(MT164-2007)煤矿总工程师技术手册（2010版）3 术语及定义3.1 需风量为用风地点供给人员呼吸、稀释和排出有害气体、矿尘和创造良好气候条件所需要的风量。3.2 气象条件指井下空气的温度、风速和湿度等变化状态，本方法主要指温度和风速两要素。3.3 掘进工作面需要风量掘进工作面面壁到风筒出风口这一段巷道中的风量。3.4 局部通风机所需要风量计算按照掘进工作面需要风量和风筒的漏风率推导出局部通风机所需要风量。3.5 掘进需要风量局部通风机安装地点的需要风量，即：局部通风机风量和风机与回风口之间巷道的风量之和。3.6备用采煤工作面开始装面到投入生产之间的准备采煤工作面。4矿井风量计算方法4.1 风量计算顺序4.1.1首先计算井下各用风地点的需风量。即计算采煤、掘进、硐室、其它巷道所需风量，应按气象条件（风速、温度）、瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、工作地点作业人数等分别计算，取其最大值，其值在风速验算范围内。4.1.2其次计算采区和矿井需要风量。直接按区域内采煤、掘进、硐室及其它地点实际最大需要风量的总和再乘以相应的通风系数。4.1.3 最后计算主要通风机所需供风量。按矿井所需风量乘以矿井外部漏风系数。4.2 风量计算过程4.2.1 井下各用风地点的风量计算4.2.1.1 采煤需要风量计算 采煤需要风量是按各采煤工作面和备用工作面实际需要风量之和计算。 其每个采煤工作面实际需要风量计算如下： （1）按气象条件计算 Q采=V采S采K采高K采长 m3/min式中： Q采采煤工作面需要风量， m3/min；V采按采煤工作面进风流温度选取对应的适宜风速(见表1)， m/min； S采采煤工作面有效通风断面积，m2；S采=工作面平均控顶距工作面实际采高0.7(式中：0.7是工作面有效通风断面系数)；K采高、K采长分别是采煤工作面采高、长度的调整系数（见表1）。 表1 工作面进风流温度与对应适宜风速和采高、长度调整系数温度 （）20202323262630V采（m/min）60609090108108180采高 （m）2.5及放顶煤面K采高 1.01.11.2长度 （m）150K采长0.91.01.11.21.4 注：采煤工作面进风流温度选定：生产矿井按条件相近的采煤工作面采区进风流温度选定；新建矿井的首采工作面的温度按地质预测的地温并考虑当地气温等因素或按邻矿相近条件实测温度来确定。 （2）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算 按采煤工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不超过1.0%的要求计算： Q采=100q采K采 m3/min式中：100按瓦斯（或二氧化碳）计算选取的常数； q采采煤工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量。新矿井首采工作面的风量按矿井预测的相应采煤工作面绝对瓦斯（或二氧化碳）涌出量进行计算。 注：若有瓦斯抽采的工作面其绝对瓦斯涌出量取值应减去抽采量后进行计算。 K采采煤工作面对应的瓦斯（或二氧化碳）涌出不均衡通风系数正常生产时连续观察1个月，日最大绝对瓦斯（或二氧化碳）涌出量和月平均日瓦斯（或二氧化碳）绝对涌出量的比值，一般机采工作面取1.21.4，炮采工作面取1.31.7。 （3）按爆破用炸药量计算 （机采工作面可不计算） Q采=0.25b采A采 m3/min式中：b采 炸药爆破后实际产生有毒有害气体量，L/kg；其值从使用的炸药检验测试报告中查得。 A采 一次爆破所用的炸药最大用量，kg。 0.25一稀释有毒有害气体所需风量，m3/ min .L （4）按作业人数计算 Q采=4N采 m3/min 式中: N采 采煤工作面同时作业人数。 （5）按风速进行验算 15S采大Q采240(300)S采小 m3/min 式中：15 采煤工作面的最低风速值， m/min； 240(300) 采煤工作面（综采）的最高风速值，m/min；S采大、S采小 采煤工作面最大、最小控顶距时有效通风断面积，其值是最大或最小控顶距工作面实际采高70%， m2。 按以上（1）（2）（3）（4）计算，选取最大值且在（5）验算范围内即为采煤工作面的风量。备用工作面风量应按采煤工作面实际需要风量的50%计算。矿井通风设计、规划或通风能力核定时，至少考虑一个备用工作面的风量；生产建设矿井按实际出现数量计算。注：若采煤工作面布置专用排放瓦斯巷道，其稀释瓦斯的风量应按下列计算： Q采专= 40q专 K采 m3/min式中： Q采专专用排放瓦斯巷道需要风量，m3/min； q专专用风巷排瓦斯绝对涌出量，m3/min； 40专用排放瓦斯巷道风流中的瓦斯浓度不超过2.5% 的换算系数。 把计算出的专用巷风量加上关联采煤工作面的风量，即为该采煤的风量。 当采煤工作面有其它有害气体涌出时，也可按有害气体涌出量和不均匀系数，按稀释到煤矿安全规程规定的最高允许浓度计算。4.2.1.2 掘进需要风量计算 计算掘进需要风量先计算掘进工作面的风量，取其掘进工作面风量最大值，再算掘进用局部通风机所需要风量，然后算掘进需要风量。4.2.1.2.1掘进工作面需要风量（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算 Q掘面=100q掘面K掘面 m3/min式中：100按瓦斯（或二氧化碳）计算选取的常数；q掘面掘进工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平 均绝对涌出量，新井预掘工作面的风量按矿井预测的相应掘进工作面绝对瓦斯（或二氧化碳）涌出量进行计算。 m3/min；注：抽采瓦斯的工作面，应扣除瓦斯抽采量后进行计算。K掘面掘进工作面对应的瓦斯（或二氧化碳）涌出不均衡通风系数正常生产时连续观察1个月，日最大绝对瓦斯（或二氧化碳）涌出量和月平均日瓦斯（或二氧化碳）绝对涌出量的比值。一般机掘工作面取1.51.7；炮掘工作面取1.62.0。 （2）按爆破用炸药量计算 Q掘面=0.25b掘面A掘面 m3/min式中：b掘面 炸药爆破后实际产生有毒有害气体量，L/kg；其值从使用的炸药检验测试报告中查得。 A掘面 一次爆破所用的最大炸药量， kg。0.25一稀释有毒有害气体所需风量，m3/ min .L （3） 按作业人数计算 Q掘面=4N掘面 m3/min式中: N掘面 掘进工作面同时作业人数。 （4）按风速进行验算 9（15）S掘大Q掘面240S掘小 式中： 9（15）无瓦斯涌出的岩巷（煤巷、半煤岩巷或有瓦斯涌出的岩巷）掘进工作面的最低风速值， m/min； 240掘进工作面的最高风速值， m/min；S掘大、S掘小分别是对应类别的掘进巷道最大、最小通风断面积， m2。 按以上（1）（2）（3）计算，选取最大值且在（4）验算范围内，即为掘进工作面需风量，若选取值小于验算最小值，应取验算最小值。4.2.1.2.2 掘进用局部通风机所需要风量Q局机=K筒漏Q掘面 m3/min 式中： Q局机局部通风机所需要风量，m3/min；K筒漏导风筒漏风系数，局部通风机压入式通风软质导 风筒的漏风系数为1.05n（n-掘进引风筒通风距离百米数）。 4.2.1.2.3 掘进需要风量 每个独立完整的掘进通风系统，其掘进需要风量包括局部通风机风量和风机与回风口之间巷道的风量（即：局部通风机安装地点的需要风量），其计算式为：Q掘进=Q局机+V 机S机巷 m3/min 式中： Q掘进每一掘进需要风量， m3/min；V 机局部通风机与回风口之间巷道的风速，无瓦斯涌出的岩巷取9 m3/min，有瓦斯涌出岩巷、半煤岩巷、煤巷取15 m3/min. S机巷局部通风机与回风口之间巷道最大净断面积. 矿井通风设计、规划或通风能力核定时，应合理考虑停工不停风的掘进工作面的数量，且风量与相应掘进风量等值；生产建设矿井按实际出现数量计算。4.2.1.3 硐室需要风量计算 （1）爆炸材料库 井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量。 即Q爆库=4V/60=0.067V m3/min 式中：Q爆库井下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。但爆炸材料库供风量不应小于60m3/min。 （2）充电硐室 应按其回风流中氢气浓度不小于0.5%计算： Q充=200q氢 m3/min 式中： Q充井下充电硐室需要风量，m3/min； q氢充电设备在充电时产生的氢气量，m3/min。 但充电硐室的供风量不应小于100m3/min。 （3）机电设备硐室 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： Q机硐=50W/t m3/min 式中：Q机硐机电硐室的需风量， m3/min； 机电硐室发热系数，水泵房取0.010.03，变电所、绞车房取0.020.04，空气压缩机房取0.200.23； W机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率， KW； t机电硐室进、回风的气温差，。 但采区变电所、绞车房供风量均不低于60m3/min，其它硐室的供风量不低于30m3/min，应保证机电硐室温度不超过30，瓦斯浓度不超过0.5%。4.2.1.4其它巷道需要风量计算 按风速计算Q其=9S其m3/min 式中：9 正常巷道的最低风速，m/min； S其其它井巷最大净断面，m2。注：保证巷道风流中有害气体浓度不超过煤矿安全规程规定。 4.2.2 采区和矿井需要风量计算 4.2.2.1 采区需要风量计算 按采区内采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算： Q采区=（Q采+Q掘+Q硐+Q其）K区通 m3/min式中：Q采区采区所需总风量，m3/min；Q采该采区同时出现采煤（含工作面和备用工作面等）所需风量之和（当采煤工作面有串联通风时，选取较大者计算），m3/min；Q掘该采区同时布置掘进所需风量之和（若有串联风时，舍小取大），m3/min； Q硐该采区内独立供风的硐室所需风量之和，m3/min； Q其该采区内独立供风的其它巷道风量之和，m3/min； K区通采区通风系数,一般取1.10或1.15（矿井采用分区式通风时取1.10，其它通风方式取1.15）。 4.2.2.2 矿井需要风量计算 按井下所有采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算： Q矿需=（Q采+Q掘+Q硐+Q其）K矿通 m3/min式中： Q矿需矿井所需总风量,m3/min；Q采矿井同时出现采煤（含工作面和备用工作面等）所需风量之和,m3/min； Q掘矿井同时布置掘进所需风量之和,m3/min； Q硐矿井所有独立供风的硐室所需风量之和，m3/min；Q其矿井所有独立供风的其它巷道风量之和，m3/min；K矿通矿井通风需风系数，一般取1.15或1.20（矿井采用分区式通风时取1.15，其它通风方式取1.20）。 4.2.3 主要通风机需要风量计算矿井主要通风机需要总风量按承担的矿井或区域需要风量乘以外部漏风系数，其计算式为：Q主机=K外漏Q矿需 m3/min 式中: Q主机主要通风机需要风量， m3/min；Q矿需矿井需要的风量， m3/min；K外漏矿井外部漏风系数，取1.05或1.10(主要通风机连接的风井无或有提升设备)。5 风量分配办法5.1 矿井通风设计风量分配按计算的各地点所需风量乘以采区或矿井的通风系数后进行分配。5.2 生产矿井和基建矿井现场已有供风点按各地点计算所需风量进行分配，并作为供风标准。6 相关要求6.