风量计算细则修订.docx
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风量计算细则修订
焦煤集团风量计算细则
根据《煤矿安全规程》第一百零三条规定，结合焦煤集团实际，重新修订了矿井风量计算细则。
各矿井在进行风量及有关通风参数计算时，必须严格执行本细则。
一、编制依据
1、《煤矿安全规程》2011版
2、煤矿井工开采通风技术条件AQ1028-2006
3、煤矿通风能力核定标准AQ1056-2008
4、《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、计算矿井需风量时，要由里向外进行，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。
然后计算独立通风系统的峒室（如爆破材料库、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备的风量必须符合《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。
采掘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，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情况，随时进行计算和调整。
5、采掘工作面及其它用风地点的需风量按最高、最低风速验算后，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。
每次测风结束后，都应将测风结果填写在测风记录本及测风站（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集团通风管理处。
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态下的参数，然后代入计算，以确保计算精度。
（依据）
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＝4×N×K矿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——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1.2～1.25。
（2）按各个用风地点的总和计算：
按采煤、掘进、硐室及其它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其它）·K矿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其它——其它巷道实际需要风量的总和，m3/min；
K矿——矿井通风系数，K矿＝1.15～1.2（单风机供风的矿井、瓦斯矿井、产能45万吨以下的矿井宜取1.15）；
（二）采煤工作面需风量
采煤工作面需风量，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。
工作面有串联通风时，两个工作面需风量分别计算后选用其中最大值。
采煤工作面需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＝100×q采×K采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；（取值依据：
①根据邻近相似条件工作面推测；②根据可解吸瓦斯含量和计划产量预计。
）
K采——采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数。
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。
也可参照下列系数。
高突矿井的顶层机采工作面：
K采＝1.2～1.6；
高突矿井的炮采工作面：
K采＝1.4～2.0；
瓦斯矿井的采煤工作面和高突矿井的中底层工作面：
K采＝1.1～1.5。
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瓦斯涌出资料或经验值；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。
（2）按采煤工作面温度计算需风量：
①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1K采高——采煤工作面采高调整系数
采高（m）
<2.0
2.0～2.5
2.5～5.0及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.5
表2K采面长——采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度（m）
80～150
150～200
>200
长度调整系数（K采面长）
1.0
1.0～1.3
1.3～1.5
表3K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
＜20
1.0
1.00
20～23
1.0～1.5
1.00～1.10
23～26
1.5～1.8
1.10～1.25
26～28
1.8～2.5
1.25～1.40
28～30
2.5～3.0
1.40～1.60
②高瓦斯或突出矿井的采煤工作面需风量计算公式为：
Q采＝60×v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）
＜15
0.3～0.5
15～20
0.5～1.0
20～22
1.0～1.2
22～24
1.2～1.5
24～26
1.5～2.0
（3）按使用炸药量计算需风量：
①一级煤矿许用炸药
Q采＝25Am3/min
②二、三级煤矿许用炸药
Q采＝10Am3/min
式中：
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/（min·kg）。
10——每千克二、三级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（min·kg）。
（4）按同时作业的最多人数计算需要风量：
Q采＝4Nm3/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4m3/min。
（5）按风速验算：
①按最低风速验算：
Q采≥15·S采m3/min
式中：
Q采——采煤工作面的最低风量，m3/min；
S采——采煤工作面的最大断面积，m2。
②按最高风速验算：
Q采≤240·S采m3/min
式中：
Q采——采煤工作面的最大风量，m3/min；
S采——采煤工作面的最小断面积，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10～15m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、
C、根据可解吸瓦斯含量和进度预测。
D、
K掘——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＝1.6～2.5；
瓦斯矿井和高突矿井的中底层掘进工作面：
K掘＝1.3～1.8；
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瓦斯涌出资料或经验值；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：
①一级煤矿许用炸药：
Q掘＝25Am3/min
2二、三级煤矿许用炸药：
3
Q掘＝10Am3/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/（min·kg）。
10——每千克二、三级煤矿许用炸药爆炸后需要供给的风量，m3/（min·kg）。
（3）按最多人数计算：
Q掘＝4·Nm3/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10～15m处测风站测定的风量。
（4）根据确定的掘进工作面需风量进行风速验算：
①按最低风速验算：
Q岩掘≥9·S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≥15·S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。
②按最高风速验算：
Q掘≤240·S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/min
S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和局部通风机的额定风量进行局部通风机选型。
并满足以下要求：
①所选风机的工作风量必须大于工作面需风量；②所选风机的工作风量必须满足巷道掘进最远距离的通风需要。
根据局部通风机吸风量计算全负压供风量：
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——保证局部通风机吸风口到掘进工作面回风流之间巷道的最大断面的最小风速风量，m3/min；
1当该段为岩巷（砌碹、锚喷巷道）时，巷道最低风速取0.15m/s，则：
2
Q余≥60·0.15·S面积m3/min
3当该段为煤巷或半煤岩巷时，巷道最低风速取0.25m/s，则：
4
Q余≥60·0.25·S面积m3/min
S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。
4、硐室实际需风量计算
（1）机电硐室需风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。
必须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。
①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硐＝
m3/min
式中：
Q硐——机电硐室的需风量，m3/min；
ΣN——机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，kW；
θ——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；
ρ——空气密度，一般取1.20kg/m3；
Cp——空气的定压比热，一般可取1.0006kJ/kg·K；
Δt——机电硐室进、回风流的温度差，℃。
表5机电硐室发热系数（θ）
机电硐室名称
发热系数
空气压缩机房
0.15～0.18
水泵房
0.01～0.03
变电所、绞车房
0.02～0.04
②采区小型机电硐室，可按经验值确定需风量：
Q硐＝60～80（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100～250m3/min。
（3）爆破材料库实际需风量：
Q爆材库=0.07·Vm3/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100～150m3/min；
中、小型爆破材料库为60～100m3/min。
（4）其它硐室实际需风量可按经验配风：
①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m3／min
D≤1.2
60～120
D≥1.6
120～150
②采区变电所实际需风量为60～120m3/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＝133·q瓦其它·K其它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——其它通风巷道瓦斯涌出不均衡的风量系数可取1.2～1.3。
（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：
①一般巷道
Q其它≥60×0.15×S其它m3/min
②架线电机车巷道
a）有瓦斯涌出的架线电机车巷道
Q其它≥60×1.0×S其它m3/min
b）无瓦斯涌出的架线电机车巷道
Q其它≥60×0.5×S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＝1.05
7、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：
ρ湿＝0.465·P／T·［1－（0.378φ·P饱/P）］kg/m3
式中：
ρ湿——湿空气重率，kg/m3；
P——大气压力，mmHg；
T——绝对温度（T＝273＋C°K）；
C——空气的温度，℃；
φ——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：
ρ湿＝（0.461～0.463）P/Tkg/m3
式中：
ρ湿、P、T符号意义同前。
2、标准状态下的风量
Q标＝Q测·ρ测／1.2m3/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；
ρ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硐＋∑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硐、∑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）
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。
C＝Q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i＝Q外漏i/Q机i·100％
或L外漏i＝（Q机i－Q回i）/Q机i·100％
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
B＝Q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100％＜B＜110％。
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B≤100％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、风筒百米漏风率
风筒百米漏风率是指每100m的风筒漏风量与局部通风机供风量的百分比。
P100＝（Q吸－Q出）/（Q吸×L）×10000%
式中：
P100——风筒百米漏风率，%；
Q吸——局部通风机的吸风量，m3/min；
Q出——局部通风机风筒的出口风量，m3/min；
L——局部通风机的风筒长度，m。
10、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——多台通风机联合工作的矿井等积孔，m2；
Qi——第i台主要通风机的回风量，m3/s；
hi——第i台主要通风机的负压，Pa。
11、通风机电机实际输入功率
（1）同步电机输入功率：
N同步＝
·I·U·cosφ/1000＋A·V/1000KW
式中：
N同步——同步电机输入功率，kW；
I——同步电机输入的交流电流，A；
U——同步电机输入的交流电压，V；
cosφ——电机功率因数；
A——同步电机励磁电流（直流电流），A；
V——同步电机励磁电压（直流电压），V。
（2）异步电机输入功率：
N异步＝
·I·U·cosφ/1000kW
式中：
N异步——异步电机输入功率，kW；
I——异步电机输入的交流电流，A；
U——异步电机输入的交流电压，V；
cosφ——电机功率因数。
12、通风机轴功率（或称输入功率）
（1）使用异步电机时：
N异轴＝
·I·U·cosφ/1000·η电·η传kW
式中：
N异轴——通风机轴功率，kW；
η电——主要通风机电机效率，一般取0.9～0.95；
η传——电机传动效率，直接传动取1.0，间接传动取0.95。
I、U、cosφ符号意义同前。
（2）使用同步电机时：
N同轴＝（
·I·U·cosφ/1000＋A·V/1000）·η电·η传kW
式中：
各符号意义同前。
13、通风机的静压效率
η通静＝（h静扇·Q机）/（1000·N轴）×100％
式中：
η通静——通风机的静压效率，％；
h静扇——通风机的静压，Pa；
Q机——通风机的工作风量，m3/s；
N轴——通风机轴功率，kW。
14、主要通风机电耗
（1）全矿井主要通风机电耗：
I主＝∑I主i度
式中：
I主——全矿井主要通风机电耗，度；
∑I主i——各台主要通风机电耗之和，度。
（2）各台主要通风机电耗：
I主i＝Ni·24·K/（η电·η变·η线·η传）度
式中：
I主i——单台主要通风机当月电耗，度；
Ni——当月单台主要通风机平均输入功率，kW；
K——计算月份天数，天；
η变——变压器的效率，一般取0.8；
η线——电线输电效率，一般取0.95。
其它符号意义同前。
15、通风机的电费
E主
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