礦井需要的風量應按下列要求分別計算,並選取其中的最大值:
(一)按井下同時工作的最多人數計算,每人每分鍾供給風量不得少於4m3。
(二)按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量,必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度,風速以及溫度,每人供風量符合本01manbetx 的有關規定。
按實際需要計算風量時,應避免備用風量過大或過小。煤礦企業應根據具體條件製定風量計算方法,至少每5年修訂1次。
【解讀】本條是關於礦井風量計算方法的規定。
1.按同時工作最多人數計算礦井風量
保證井下人員呼吸有足夠的新鮮空氣,是礦井通風的任務與目的之一。井下工人在勞動過程中需要呼吸大量氧氣,以保證人體內一係列的生物氧化反應,補充能量消耗。據測算,勞動時一個人的耗氧量為1~3L/min,而礦井空氣中人的耗氧量約為2%~3%(其他為煤炭和有機物所消耗)。因此,世界大多產煤國家規定了每人4m3/min的需風量。再根據同時工作的最多人數,即可計算出礦井的需風量。
2.按各個用風地點總和計算礦井風量
有效地稀釋和排出井下生產過程中產生的瓦斯、煤塵和其他有害氣體,是礦井通風的一項重要任務與目的。按照礦井實際布置的采麵、掘麵、硐室和用風地點,依據各個地點都能滿足將瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體稀釋到《01manbetx 》規定濃度以下,並符合風速規定的要求,分別逐個計算所需風量,再"由裏向外"計算出采區、礦井的需風量。對上述兩種計算方法的結果,要進行比較,取其最大值。這樣,礦井的需風量既能滿足安全生產的要求,又能滿足人員呼吸新鮮空氣的要求。
3.礦井風量計算方法
1)礦井總進風量按以下兩種方法分別計算,並且必須取其最大值
(1)按井下同時工作的最多人數計算礦井風量:
Q礦井=4×N×K礦通
式中 Q礦井——礦井總時風量,m3/min
N——井下同時工作最多人數,人;
K礦通——礦井通風係數,包括礦井內部漏風和配風均勻的因素,一般可取1.2~1.25。
(2)按各個用風地點總和計算礦井風量:
按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和計算:
Q礦井=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)×K礦通
式中 Q礦井——礦井總時風量,m3/min;
∑Q采——采煤工作麵實際需要風量的總和,m3/min;
∑Q掘——掘進工作麵實際需要風量的總和,m3/min;
∑Q硐——各種硐室實際需要風量的總和,m3/min;
∑Q其他——除采煤、掘進、硐室以外其他井巷實際需要風量的總和,m3/min;
K礦通——礦井通風係數,一般取1.2~1.25。
2)采煤實際需風量
應按礦井各個采煤工作麵實際需要風量的總和計算:
式中 ∑Q采——各個采煤工作麵實際需要風量的總和,m3/min;
Q采i——第i個采煤工作麵實際需要的風量,m3/min;
Q采備i——第i個備用采煤工作實際需要的風量,m3/min。
注意:
①各個采煤工作麵實際需要的風量,應按瓦斯、二氧化碳的湧出量,爆破後有害氣體產生量,工作麵的空氣溫度和風速以及人數等因素分別計算後,取其中的最大值。
②采煤工作麵有符合規定的串聯通風時,應按其中一個采煤工作麵實際需要的最大風量計算。
③備用采煤工作麵的需要風量也應按滿足瓦斯、二氧化碳、空氣溫度和風速等規定計算,且不得低於其采煤時實際風量的50%。
(1)按瓦斯湧出量計算:
Q采i=100×q瓦采i×K采通i
式中 Q采i——第i個采煤工作麵實際需要的風量,m3/min;
q瓦采i——第i個采煤工作麵的絕對瓦斯湧出量,m3/min;
K采通i——第i個采煤工作麵瓦斯湧出不均勻係數,也叫瓦斯湧出不均勻通風備用係數。它是采麵絕對瓦斯湧出量的最大值與其平均值之比,須在工作麵正常生產條件下,至少進行5晝夜的連續觀測,得出5個比值,取其最大值。通常機采麵可取1.2~1.6,炮采麵取1.4~2。
注:按二氧化碳湧出量計算風量時,可參照按瓦斯湧出量的計算方法進行。
(2)按工作麵溫度計算:
長壁采煤工作麵實際需要風量按下式計算
Q采i=60×v采i×S采i
式中 Q采i——第i個采煤工作麵實際需要的風量,m3/min;
v采i——第i個采煤工作麵風速,m/s;
S采i——第i個采煤工作麵平均斷麵積,可按最大和最小控頂斷麵積的平均值計算,㎡。
為使采煤工作麵有一個良好的勞動氣候條件,在確定工作麵風速時,應符合表2-2-3的要求。
(3)按炸藥量計算:
Q采i=25Ai
式中 Ai——第i個采煤工作麵一次爆破的最大炸藥量,kg;
25——1kg炸藥爆破後需要供給的風量,m3/(min·kg)
(4)按采煤工作麵同時工作最多人數計算:
Q采i=4
式中 Ni——第i個采煤工作麵同時工作的最多人數;
4——每人每分鍾的供風量不得少於4m3/min
(5)按風速驗算:
按最低風速驗算:
各個采煤工作麵的最低風量:
Q采i=15S采i
式中 Q采i——第i個采煤工作麵的最低風量,m3/min
S采i——第i個采煤工作麵平均斷麵積,㎡,
15——采煤工作麵允許最低風速,0.25×60=15m/min。
按最高風速驗算:
各個采煤工作麵的最高風量:
Q采i=240S采i
式中 Q采i——第i個采煤工作麵的最高風量,m3/min
S采i——第i個采煤工作麵平均斷麵積,㎡,
240——采煤工作麵允許最高風速,4.0×60=240m/min。
3)掘進實際需風量
應按礦井各個獨立通風掘進工作麵實際需要風量的總和計算:
式中 Q掘——各個獨立通風掘進工作麵實際需要風量的總和,m3/min
Q掘i——第i個掘進工作麵的實際需要風量,m3/min
注:每個掘進工作麵的需要風量都應按瓦斯或二氧化碳湧出量、炸藥量、局部通風機的實際吸風量、同時作業最多人數和風速分別計算,並取其中最大值。
(1)按瓦斯湧出量計算:
Q掘i=100×q瓦掘i×K掘瓦i
式中 Q掘i——第i個掘進工作麵實際需要風量,m3/min
q瓦其他i——第i個掘進工作麵平均絕對瓦斯湧出量,m3/min
K其他瓦i——第i個掘進工作麵瓦斯湧出不均衡的風量係數,應根據實際觀測的結果確定,一般可取1.2~2.0。
注:按二氧化碳湧出量計算風量時,可參照按瓦斯湧出量的計算方法進行。
(2)按炸藥量計算:
Q掘i=25Ai
式中 Q掘i——第i個掘進工作麵實際需要風量,m3/min
Ai——第i個掘進工作麵一次爆破的量大炸藥量,kg
25——每千克炸藥爆炸後需要供給的風量,m3/min
(3)按局部通風機的實際吸風量計算:
Q掘i=Q機吸i×Ii
式中 Q機吸i——第i個局部通風機的實際吸風量,應根據不同型號的局部通風機,憑經驗選取,如JBT—52(11kW)的局部通風機實際風量可取200m3/min;
Ii——第i個掘進工作麵同時通風的局部通風機的台數,根據《01manbetx 》規定,嚴禁3台(含3台)局部通風機同時向一個掘進工作麵供風。
必須注意:為了保證局部通風機不發生循環風,防止局部通風機吸入口至掘進工作麵回風口之間的風流處於停滯狀態而引起瓦斯積聚,除了保證該段巷道中的風速不得小於0.15m/s外,還要保證安設局部通風機的巷道中的風量,必須大於局部能風機吸風量的1.34倍,其依據是:
因為Q巷風×0.75%>Q機吸×1.0%
所以Q巷風>(Q機吸×1.0%)/0.75%=1.34Q機吸
式中Q巷風——安設局部通風機巷道的供風量,m3/min;
0.75%——礦井總回風巷或一翼回風巷中風流瓦斯濃度;
Q機吸——局部通風機的吸風量,m3/min;
1.0%——掘進工作麵風流瓦斯濃度。
(4)按人數計算:
Q掘i=4Ni
式中 Q掘i——第i個掘進工作麵實際需要風量,m3/min;
Ni——第i個掘進工作麵同時工作的最多人數;
4——每人每分鍾的供風量不得少於4m3/min。
(5)按風速驗算:
按最低風速驗算:
Q掘i=v掘×S掘i
式中 Q掘i——第i個掘進工作麵的最低風量,m3/min;
S掘i——第i個掘進工作麵斷麵積,㎡;
v掘——掘巷道中的允許最低風速,煤巷和半煤岩巷取v掘=0.25×60=15m/min;
按最高風速驗算:
Q掘i=240S掘i
式中 Q掘i——第i個掘進工作麵的最高風量,m3/min;
S掘i——第i個掘進工作麵斷麵積,㎡;
240——掘進工作麵允許最高風速,4.0×60=240m/min。
4)硐室實際需要風量
應按礦井各個獨立通風硐室(包括井下爆炸材料、發熱量較大的機電設備硐室和其他硐室等)實際需要風量的總和計算:
式中 Q硐——各個獨立通風硐室實際需要風量的總和,m3/min;
Q硐i——各個獨立通風硐室實際需要風量,m3/min;
(1)井下爆炸材料實際需要風量,應保證每小時換4次庫內空氣,即
Q炸=4V/50
式中 Q炸——井下爆炸材料庫所需要風量,m3/min;
V——爆炸材料庫空積,m3。
大型爆炸材料庫一般配風為100~150m3/min;中小型爆炸材料庫一般配風為60~100m3/min。
(2)發熱量較大的機電硐室實際需要風量,應根據機電設備運轉時的發熱量計算。
(3)其他硐室實際需要風量,可按經驗值給定風量:
采區絞車房及變電硐室為60~80m3/min;
充電硐室應按回風流中氫氣濃度小於0.5%計算,但不得小於100m3/min;或按經驗值給定100~200m3/min。
5)其他地點(巷道)實際需要風量
應按礦井其他各個巷道實際需要風量的總和計算:
式中 Q其他——其他各個巷道實際需要風量的總和,m3/min;
Q其他i——第i個其他巷道實際用負量,m3/min。
其他地點(巷道)實際需要風量,應按瓦斯湧出量和風速分別進行計算,采用其中最大值。
(1)按瓦斯湧出量計算:
Q其他i=100×q瓦其他i×K其他瓦i
式中 Q其他i——第i個其他巷道實際需要風量,m3/min
q瓦其他i——第i個其他巷道的絕對瓦斯湧出量,m3/min
K其他瓦i——第i個其他巷道瓦斯湧出不均衡的風量係數,一般可取1.2~1.3。
(2)按風速驗算:
Q其他i=9S其他i
式中 Q其他i——第i個其他巷道的最低風量,m3/min
S其他i——第i個其他巷道斷麵積,㎡
9——其他巷道中的最低允許風速,0.15×60,m/min。