中寨煤礦二○一一年九月份風量分配方案
中寨煤礦二○一一年九月份風量分配方案
一、11301回采工作麵實際需要風量的計算
工作麵實際需要風量根據瓦斯、工作麵溫度、炸藥量和同時工作的最多人數分別進行計算，取其中最大值進行風速驗算，滿足要求時，該最大值即是工作麵實際需要的風量。
(一)瓦斯湧出量計算
1)開采層瓦斯湧出量
式中：q采──回采工作麵相對瓦斯湧出量m3/t;
q1──開采層相對瓦斯湧出量m3/t;
K1──圍岩瓦斯湧出係數，取1.3;
K2──工作麵丟煤，瓦斯湧出係數，用回采率的倒數計算，K1-b、K10、K13、K18、K26屬中厚煤層，得1.05，K9、K35-b、K106-b、K109-b屬薄煤層，得1.03;
K3──采區內準備巷道預排瓦斯對開采層瓦斯湧出影響係數，按K3=(L-2h)/L，得0.86;
m──開采層厚度，m;
M──工作麵采高，m;
W0──煤層原始瓦斯含量，m3/t;
Wc──運出礦井後煤的殘存瓦斯含量，m3/t;
K13煤層：Wc=Wcˊ×(100-A-W)÷[100(1+0.31W)]=4×(100-19.49-1.06)÷[100(1+0.31×1.06)]=2.4m3/t
開采煤層湧出量q1=1.3×1.05×0.86×(2.2/2.2)×[(7.9-0.6-1.6-1.2)-2.4]=2.4m3/t
2)鄰近層瓦斯湧出量
式中：q2—鄰近層相對瓦斯湧出量，m3/t;
mi—第i個鄰近層煤層厚度，m;
M—工作麵采高，m;
ηi—第i個鄰近層瓦斯排放率，%;
W0i—第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t;
Wci—第i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m3/t。
A、K13上距K3不可采煤層底界約54m，根據礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1080-2006)附錄D可知，開采K13煤層時，上鄰近層K3煤層的瓦斯排放率為零，即q2=0。
B、K13下距K18可采煤層頂界約30m，根據礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1080-2006)附錄D可知，開采K13煤層時，下鄰近層K18煤層的瓦斯排放率為50%。
q2=(2.85÷2.2)×0.5×[(12-2.5-3.5)-2.4]=2.3m3/t
C、K13下距K26可采煤層頂界約58m，根據礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1080-2006)附錄D可知，開采K13煤層時，下鄰近層K26煤層的瓦斯排放率為20%。
q2=(1.45÷2.2)×0.2×[(10.7-0.2-0.9)-2.3]=0.9m3/t
D、K13下距K35-b可采煤層頂界約78m，根據礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1080-2006)附錄D可知，開采K13煤層時，下鄰近層K35-b煤層的瓦斯排放率為3%。
q2=(0.81÷2.2)×0.03×(9.7-3.2)=0.1m3/t
E、K13煤層下距K106-b、K109-b可采煤層頂界最小距離約323m，根據礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1080-2006)附錄D可知，開采K13煤層時，下鄰近層K106-b、K109-b煤層的瓦斯排放率為零，即q2=0。
根據以上計算，開采K13煤層時，瓦斯絕對湧出量q采=q1+ ∑q2=2.4+(2.3+0.9+0.1)=5.7m3/t
按15萬噸年產量計算工作麵絕對瓦斯湧出量等於1.8m3/min
(二)回采工作麵需風量計算
1、按瓦斯湧出量計算
Q=100qk/0.8
式中 Q——工作麵實際需要風量，m3/min;
Q——工作麵瓦斯絕對湧出量，1.8 m3/min;
k——工作麵瓦斯湧出不均衡係數,k=1.5
由此計算得 Q=337.5 m3/min;
2、按工作麵溫度計算(工作麵溫度為20℃，風速取1.5m/s)
Q=60VSK
式中 V——工作麵平均風速,1.5m/s;
S——工作麵的平均斷麵，按最大和最小控頂有效斷麵的平均值計算：9.25m2;
K——工作麵長度調整係統，1.0。
由此求得 Q=832.5 m3/min;
3、按工作麵每班最多工作人數計算
Q=4×n
式中n——工作麵的最多工作人數，40人。
由此求得 Q=160 m3/min;
4、按炸藥用量計算
Q=25A
式中 A——采煤工作麵一次爆破的最大炸藥用量，20kg.
由此求得 Q=500 m3/min;
以上取最大值832 m3/min。
5、風速驗算：
A、最大控頂距時 S大=4.2×2.5=10.5m2
V小= Q /60/S大=832÷60÷10.5=1.32m/s>0.25 m/s
B、最小控頂距時S小=3.2×2.5=8m2
V大=Q /60/S小=832/60/8=1.73m/s<4 m/s
根據風量計算及風速驗算，11301采煤工作麵回采時配風量832m3/min符合《煤礦安全01manbetx 》要求。11301采麵回采期間可根據實際瓦斯湧出量的變化，適當對工作麵供風量進行調整。
(三)、通風路線
進風係統流程：
地麵新鮮風→主、副井→1827運輸石門→11301進風巷道→11301運輸巷→11301回采工作麵
回風係統流程：
11301回采工作麵→ 11301回風巷→11301回風繞道風→1860回風石門→總回→地麵
二、掘進巷道需計算風量
(一)掘進工作麵瓦斯湧出量預測
按照AQ1018—2006標準及該礦井掘進工作麵瓦斯湧出來源(掘進巷道煤壁和掘進巷道落煤瓦斯湧出量組成)，掘進麵瓦斯湧出量為：
Q掘=Q1+ Q2 m³/min
式中：Q掘-掘進工作麵瓦斯湧出量，m3/min;
Q1-掘進煤壁瓦斯湧出量，m3/min;
Q2-掘進巷道落煤瓦斯湧出量，m3/min。
1)掘進煤壁瓦斯湧出量
Q1=DVQ0[2(L/V)0.5-1] m3/min
式中：D-巷道斷麵內暴露煤壁麵的周邊長度，m;對於薄及中厚煤層，D=2mo，mo為開采層厚度;對於厚煤層，D=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度;
K13煤層平均厚2.5m，為中厚煤層，因此D=2mo=2×2.5=5。
V-巷道平均掘進速度，m/min;
Q0-煤壁瓦斯湧出初速度，按以下經驗公式計算：Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16] ω0 m3/min
Vr-原煤揮發分;
ω0-煤層瓦斯含量，m3/t;
L-巷道長度，m。
Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16]ω0 m3/min
=0.026×(0.0004×13.662+0.16)×14
=0.085m3/min
則：Q1 =5×0.0027×0.085×[2×(300/0.0027)0.5 -1]=0.76m3/min
2)掘進落煤瓦斯湧出量
Q2=SV r(ω0—ωc)m³/min
式中：
S-掘進巷道斷麵積(半煤岩巷時為掘進端頭見煤麵積)，m2;
ωc-煤層殘存瓦斯量，2.4m3/t;
r-煤的容重t/m3。
Q2 =5.7×0.0027×1.43×(14-2.4)=0.26m³/min
根據礦井開拓布置及掘進工作麵推進速度安排，經計算：
炮掘工作麵瓦斯湧出量：Q掘=0.76+0.26=1.02m3/min。
(二)11302回風巷實際需風量
1)按瓦斯湧出量計算：
Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min
式中Q——掘進工作麵實際需要的風量，m3/min;
100——單位瓦斯湧出配風量，以回風流瓦斯濃度不超過1%的換算值;
q——掘進工作麵的瓦斯絕對湧出量，1.02m3/min;
k——掘進工作麵的瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，此處取1.8。
2)按炸藥量計算：
Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min
式中 25——每1kg炸藥爆炸不低於25 m3的配風量;
A——掘進工作麵一次爆破的最大炸藥用量，此處規定A=2.85kg。
3)按當班人數計算：
Q=4×n=4×12=48 m3/min
式中：
4——每人每分鍾不低於4 m3的配風量;
n——同時工作最多人數，此處n=12。
4)按局部通風機的實際吸收量計算：
Q= Q局×I=180×1=180m3/min
式中：
Q局——掘進工作麵局部通風機的實際吸風量，m3/min;YBT型局部通風機吸風量為180～230 m3/min，取180 m3/min;
I——局部通風的局部通風機台數，本礦均為2台(一台備用)。
所以，掘進工作麵實際需要風量取以上計算最大值180m3/min。
5)11302回風巷風量驗算
A、按最低風速驗算：
掘進工作麵最低風量為
Q≧q.s岩=9×4.6=41.4 m3/min
式中：
q——按岩巷掘進工作麵最低風速的換算係數，取q=9;
S——掘進斷麵積：S=4.6㎡。
B——按最高風速驗算：
B、掘進工作麵最高量：
Q岩≦240×4.6㎡=1104 m3/min
式中 240——換算係數;
S——斷麵積，4.6m2。
C、按有害氣體濃度驗算：
回風流中瓦斯或二氧化碳濃度不得超過1%，即
Q=q瓦/Q掘≦1%
式中：
Q——掘進工作麵需要風量，m3/min;
q瓦——瓦斯絕對湧出量，m3/min。
則 Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min
掘進工作麵需風量180 m3/min滿足以上4個條件,所以選用YBT-52型(11KW×2)風機。
(三) 11302運輸巷需風量計算
1)按瓦斯湧出量計算：
Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min
式中：
Q——掘進工作麵實際需要的風量，m3/min;
100——單位瓦斯湧出配風量，以回風流瓦斯濃度不超過1%的換算值;
q——掘進工作麵的瓦斯絕對湧出量，1.02m3/min;
k——掘進工作麵的瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，此處取1.8。
2)按炸藥量計算：
Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min
式中：
25——每1kg炸藥爆炸不低於25 m3的配風量;
A——掘進工作麵一次爆破的最大炸藥用量，此處規定A=2.85kg。
3)按當班人數計算：
Q=4×n=4×12=48 m3/min
式中：
4——每人每分鍾不低於4 m3的配風量;
n——同時工作最多人數，此處n=12。
4)按局部通風機的實際吸收量計算：
Q= Q局×I=180×1=180m3/min
式中 Q局——掘進工作麵局部通風機的實際吸風量，m3/min;YBT型局部通風機吸風量為180～230 m3/min，取180 m3/min;
I——局部通風的局部通風機台數，本礦均為2台(一台備用)。
所以，掘進工作麵實際需要風量取以上計算最大值180m3/min。
5)11302運輸巷風量驗算
A、 按最低風速驗算：
掘進工作麵最低風量為：
Q≧q.s岩=9×5.7=51.3 m3/min
式中：
q——按岩巷掘進工作麵最低風速的換算係數，取q=9;
S——掘進斷麵積：S=5.7㎡。
B、按最高風速驗算：
掘進工作麵最高量：
Q岩≦240×5.7㎡=1368 m3/min
式中：
240——換算係數;
S——斷麵積，5.7m2。
C、按有害氣體濃度驗算：
回風流中瓦斯或二氧化碳濃度不得超過1%，即：
Q=q瓦/Q掘≦1%
式中：
Q——掘進工作麵需要風量，m3/min;
q瓦——瓦斯絕對湧出量，m3/min。
則： Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min
掘進工作麵需風量180 m3/min滿足以上4個條件,所以選用YBT-52型(11KW×2)風機。
三、硐室實際需要風量計算
按礦井各個獨立通風硐室實際需要風量的總和計算。
礦井開采方案設計未設置獨立通風硐室。
四、其它巷道實際需要風量計算：
n
Q其它=∑Q其它i=200m3/min
五、礦井總用風量計算
Q礦需=(Q采+Q掘+Q硐+Q其它)×k礦通=1740 m3/min.
六、礦井風量分配表
