永寧煤炭公司礦井需風量計算辦法

永寧煤炭公司礦井需風量計算辦法

一、礦井風量計算原則：

1、必須達到通風三大任務的要求;2、實現安全經濟通風的要求;3、可調性要求;4、月度計劃性要求;5、安全富裕性要求。

二、計算方法：

礦井總需要風量必須按照井下同時工作的最多人數和采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和分別計算，並選取其中最大值。

1、按井下同時工作的最多人數計算礦井總需要風量，每人每分鍾供給風量不得少於4m3。

Q礦≥4×N×k礦

式中：Q礦—礦井總需要風量，m3/min;

N—井下同時工作的最多人數， 人

k礦——礦井通風係數，取1.18～1.25(根據礦井生產能力、開采區域麵積、井下最多人數等因素確定)。

2、礦井總需要風量按各采掘工作麵、硐室及其他用風巷道等獨立用風地點實際需要風量分別進行計算，包括按規定配備的備用工作麵需要風量，現有通風係統必須保證各用風地點穩定可靠。

Q礦≥(∑Q采煤+∑Q掘進+∑Q硐室+∑Q備麵+∑Q其他)×k通 ………………(1)

式中：

Q礦——礦井總需要風量, m3 / min;

∑Q采煤——獨立供風的采煤工作麵實際需要風量之和，m3 / min;

∑Q掘進——獨立供風的掘進工作麵實際需要風量之和，m3 / min;

∑Q硐室——獨立供風的硐室實際需要風量之和，m3 / min;

∑Q備麵——獨立供風的備用工作麵實際需要風量之和的一半，m3 / min;

∑Q其他——獨立供風的其他用風巷道實際需要風量之和，m3 / min;

k通——礦井通風需風係數(抽出式k通取1.15～1.20，根據礦井內部漏風和配風不均勻等因素確定)。

2.1 采煤工作麵實際需要風量的計算

麵長參數采高參數溫度與風速

麵長調整係數(kcl)采高調整係數(kch)進風溫度風速(vcf)

平均控頂距(m)CH4湧出量(qcg)CH4係數

(kcg)CO2湧出量

(qcc)CO2係數

(kcc)

工作人數

(Ncf)炸藥消耗量(Acf)炸藥類別采煤工藝備注

每個采煤工作麵實際需要風量，應按工作麵氣象條件、瓦斯湧出量、二氧化碳湧出量、人員和爆破後的有害氣體產生量等規定分別進行計算，然後取其中最大值。

2.1.1 按氣象條件計算

Q采煤=60×70%×v×S采煤×k采高×k長度 ………………………………(2)

式中:

v——采煤工作麵的風速，按采煤工作麵進風流的溫度從表1中選取，m/s;

S采煤——采煤工作麵的平均有效斷麵積，按最大和最小控頂有效斷麵的平均值計算，m2;

K采高——采煤工作麵采高調整係數，具體取值見表2;

K長度——采煤工作麵長度調整係數，具體取值見表3;

70%——有效通風斷麵係數;

60——為單位換算產生的係數。

表1 采煤工作麵進風流氣溫與對應風速v

采煤工作麵進風流氣溫/℃采煤工作麵風速/(m·s-1)

<201.0

20～231.0～1.5

23～261.5～1.8

表2 k采高—采煤工作麵采高調整係數

采高/m<2.02.0～2.5>2.5及放頂煤麵

係數(kch)1.01.11.2

表3 k長度—采煤工作麵長度調整係數

采煤工作麵長度/m長度風量調整係數(k長度)

<150.8

15～800.8～0.9

80～1201.0

120～1501.1

150～1801.2

>1801.30～1.40

2.1.2 按瓦斯湧出量計算

Q采煤=100×q瓦斯×k瓦斯 ……………………………………………(3)

式中：

q瓦斯——采煤工作麵回風巷風流中平均絕對瓦斯湧出量，m3/min。抽放礦井的瓦斯湧出量，應扣除瓦斯抽放量進行計算;

k瓦斯——采煤工作麵瓦斯湧出不均勻的備用風量係數,按2-3倍取值;

100——按采煤工作麵回風流中瓦斯的濃度不應超過1.0%的換算係數。

2.1.3 按二氧化碳湧出量計算

Q采煤=67×q二氧化碳×k二氧化碳 …………………………………………(4)

式中：

q二氧化碳——采煤工作麵回風巷風流中平均絕對二氧化碳湧出量，m3/min;

k二氧化碳——采煤工作麵二氧化碳湧出不均勻的備用風量係數，按2-3倍取值;

67—按采煤工作麵回風流中二氧化碳的濃度不應超過1.5%的換算係數。

2.1.4 按炸藥量計算

2.1.4.1 一級煤礦許用炸藥

Q采煤≥25A采煤……………………………………………………(5)

式中：

A采煤——采煤工作麵一次爆破所用的最大炸藥量，kg;

25——每千克一級煤礦許用炸藥需風量，m3/min。

2.1.5 按工作人員數量計算

Q采煤≥4N采煤 ……………………………………………………(6)

式中：

N采煤——采煤工作麵同時工作的最多人數，人;

4——每人需風量，m3/min。

2.1.6 按風速計算

Q采煤≥60×0.25S最大 …………………………………………(7)

S最大=l最大×h采煤×70% ………………………………………(8)

式中：

S最大—采煤工作麵最大控頂有效斷麵積，m2;

l最大—采煤工作麵最大控頂距, m;

h采煤—采煤工作麵實際采高, m;

0.25—采煤工作麵允許的最小風速，m/s;

70%—有效通風斷麵係數;

2.1.7 所選風量不宜超過最大風速限值

2.1.7.1 一般采煤工作麵

v最大=Q采煤/60×S最小≤4.0 ……………………………………(9)

S最小=l最小×h采煤×70% …………………………………………(10)

2.1.7.2 綜采工作麵，在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施後，驗算最大風速

v最大=Q采煤/(60×S最小)≤5.0 ………………………………(11)

式中：

v最大—采煤工作麵實際最大風速，m/s;

S最小—采煤工作麵最小控頂有效斷麵積，m2;

l最小—采煤工作麵最小控頂距, m;

70%—有效通風斷麵係數;

4.0—采煤工作麵允許的最大風速，m/s;

5.0—綜采工作麵允許的最大風速，m/s。

2.2 掘進工作麵實際需要風量的計算

每個掘進工作麵實際需要風量，應按瓦斯湧出量、二氧化碳湧出量、人員、爆破後的有害氣體產生量以及局部通風機的實際吸風量等規定分別進行計算，然後取其中最大值。

2.2.1 按瓦斯湧出量計算

Q掘進=100×q瓦斯×k瓦斯 ………………………………………(12)

式中：

q瓦斯——掘進工作麵回風流中平均絕對瓦斯湧出量，m3/min;

k瓦斯——掘進工作麵瓦斯湧出不均勻的備用風量係數, 按2-3倍取值;

100——按掘進工作麵回風流中瓦斯的濃度不應超過1.0%的換算係數。

2.2.2 按二氧化碳湧出量計算

Q掘進=67×q二氧化碳×k二氧化碳 …………………………………(13)

式中：

q二氧化碳——掘進工作麵回風流中平均絕對二氧化碳湧出量，m3/min;

k二氧化碳——掘進工作麵二氧化碳湧出不均勻的備用風量係數，按2-3倍取值;

67——按掘進工作麵回風流中二氧化碳的濃度不應超過1.5%的換算係數。

2.2.3 按炸藥量計算

2.2.3.1 一級煤礦許用炸藥

Q掘進≥25A掘進 …………………………………………………(14)

A掘進——掘進工作麵一次爆破所用的最大炸藥量，kg。

按上述條件計算的最大值，確定局部通風機吸風量。

2.2.4 按局部通風機實際吸風量計算

2.2.4.1 風機安設在無瓦斯湧出的岩巷

Q掘進=Q風機×I +60×0.15S安裝 ………………………………(15)

2.2.4.2 風機安設在有瓦斯湧出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

Q掘進=Qaf×I +60×0.25S安裝 …………………………………(16)

式中：

Q風機——局部通風機實際吸風量，m3/min，可參考表4取值;

I ——掘進工作麵同時通風的局部通風機台數;

0.15——無瓦斯湧出岩巷的允許最低風速;

0.25——有瓦斯湧出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允許的最低風速;

S安裝——局部通風機安裝地點到回風口間的巷道最大斷麵積，m2。

表4 對旋式局部通風機吸風量範圍

風機功率(kW)吸風量(m3/min)

2×11200—400

2×15220—440

2×22250—550

2×30260—630

2.2.5 按同時工作人員數量計算

Q掘進≥4N掘進……………………………………………………(17)

式中：

N掘進——掘進工作麵同時工作的最多人數，人。

2.2.6 按風速計算

2.2.6.1 掘進無瓦斯湧出的岩巷

Q掘進≥60×0.15S掘進 …………………………………………(18)

2.2.6.2 掘進有瓦斯湧出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

Q掘進≤60×0.25S掘進 ………………………………………(19)

式中：

S掘進——掘進工作麵巷道的淨斷麵積，m2。

2.2.7 所選風量不宜超過最大風速限值

v最大=Q掘進/(60×S掘進)≤4.0 ………………………………(20)

式中：

v最大——掘進工作麵巷道的實際最大風速，m/s。

2.3 硐室實際需要風量計算

各個獨立通風硐室的實際需要風量，應根據不同類型的硐室分別進行計算。

2.3.1 爆破材料庫需要風量計算

Q藥庫=4V/60 …………………………………………………(21)

式中：

Q藥庫——井下爆炸材料庫實際需要風量，m3/min;

V——井下爆炸材料庫的體積，m3;

4——井下爆炸材料庫內空氣每小時更換次數。

但大型爆破材料庫不應小於100 m3/min，中、小型爆破材料庫不應小於60 m3/min。

2.3.2 充電硐室需要風量計算

Q充電=200q氫氣 ……………………………………………(22)

式中：

Q充電——充電硐室實際需要風量，m3/min;

q氫氣——充電硐室在充電時產生的氫氣量，m3/min;

200——按其回風流中氫氣濃度不大於0.5%的換算係數。

但充電硐室的供風量不應小於100 m3/min。

2.3.3 機電硐室需要風量計算

發熱量大的機電硐室，應按照硐室中運行的機電設備發熱量進行計算：

……………………………………………(23)

式中：

——機電硐室的實際需要風量，m3/min;

——機電硐室中運轉的電動機(或變壓器)總功率(按全年中最大值計算)，kW;

——機電硐室發熱係數，數值見表5;

——空氣密度，一般取=1.20kg/m3;

——空氣的定壓比熱，一般可取=1.0006KJ/(kg·K);

——機電硐室的進、回風流的開氏溫度差(等於攝氏溫度差)，K。

表5　機電硐室發熱係數

機電硐室名稱發熱係數

空氣壓縮機房0.20～0.23

水泵房0.01～0.03

變電所、絞車房0.02～0.04

機電硐室需要風量應根據不同硐室內設備的降溫要求進行配風;采區小型機電硐室，按經驗值確定需要風量取60～80m3/min;選取硐室風量，應保證機電硐室溫度不超過30℃，其他硐室溫度不超過26℃。

2.3.4 正常獨立通風的避難硐室實際需要風量計算

2.3.4.1 無瓦斯湧出的硐室

Q避難≥60×0.15S最大 …………………………………………(24)

2.3.4.1 有瓦斯湧出的硐室

Q避難≥60×0.25S最大 …………………………………………(25)

式中：

Q避難——正常情況下獨立通風的避難硐室實際需要風量，m3/min;

S最大——避難硐室最大斷麵積，m2;

0.15——正常情況下無瓦斯湧出的避難硐室的最低風速，m/s;

0.25——正常情況下有瓦斯湧出的避難硐室的最低風速，m/s;

2.4 其他用風巷道實際需要風量計算

其他用風巷道的需要風量，應根據瓦斯湧出量和風速分別進行計算，采用其最大值。

2.4.1 按瓦斯湧出量計算

Q其他=133q瓦斯·kr瓦斯 …………………………………………(26)

式中：

q瓦斯——其他用風巷道平均絕對瓦斯湧出量，m3/min;

kr瓦斯——其他用風巷道瓦斯湧出不均勻的備用風量係數，取1.2～1.3;

133——其他用風巷道中風流瓦斯濃度不超過0.75%所換算的常數。

2.4.2 按風速計算

2.4.2.1 一般巷道

Q一般≥60×0.15S一般 …………………………………………(27)

式中：

Q一般——一般用風巷道實際需要風量，m3/min;

S一般——一般用風巷道淨斷麵積，m2;

0.15——一般巷道允許的最低風速，m/s;