矿井风量计算方法.docx

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矿井风量计算方法

矿井风量计算方法

旬邑县宋家沟煤矿

二0二一年三月

矿井风量计算方法编审人员签字表

单位

签字

意见

时间

通防科

年月日

机电科

年月日

安监科

年月日

地测科

年月日

技术科

年月日

调度室

年月日

采掘副总工程师

年月日

机电副总工程师

年月日

通风副总工程师

年月日

机电矿长

年月日

安全矿长

年月日

生产矿长

年月日

总工程师

年月日

矿长

年月日

矿井通风是保证井下作业人员正常工作和矿井安全生产的基本条件，按照《煤矿安全规程》（2016）第一百三十八条规定：

“按照实际需要计算风量时，应当避免备用风量过大或者过小。

煤矿企业应当根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次”，根据《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）、《煤矿矿井风量计算方法》（MT／T634—2019），结合本矿实际，特编制本矿井风量计算方法。

一、风量计算依据

1、《煤矿安全规程》（2016）

2、《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）

3、《煤矿矿井风量计算方法》（MT／T634—2019）

4、矿井采掘计划

二、风量计算原则

矿井或采区的供风量，按照风量计算依据，分别计算出各个用风地点的实际最大需风量，从而求出各个用风地点的风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，以“由里往外”的计算原则，由采掘工作面、硐室和其它用风地点计算出各个采区需风量，最后计算出全矿井总风量。

三、矿井风量计算基础资料

1、矿井采、掘工作面、硐室和其它用风地点的配置数量。

2、矿井瓦斯等级鉴定报告及通风报表等资料。

3、采、掘工作面和通风巷道风流温度资料。

4、每个机电硐室的装机容量和运转的电动机总功率。

四、矿井需风量计算方法

1、采煤工作面需风量计算方法

采煤工作面的风量应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气象条件、风速和人数等规定分别进行计算，取其最大值。

1.1按照瓦斯涌出量计算：

根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不超过1%的要求，按下式计算：

Qfi=100qgfikgfi

式中：

Qfi—采煤工作面需要风量，单位为m3／min；

qgfi—采煤工作面瓦斯的平均绝对涌出量，单位为m3／min。

（参照瓦斯等级鉴定报告）

kgfi—采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，它是该采煤工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。

在工作面正常生产条件下，连续观测1个月，取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。

（参照瓦斯鉴定结果）

当采煤工作面有其它有害气体涌出时，也应按有害气体涌出量和不均匀系数，使其稀释到《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度进行计算。

1.2按照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二氧化碳的浓度不超过1.5%的要求，按下式计算：

Qfi=67×qgfi×kgfi

式中qgfi—采煤工作面二氧化碳的平均绝对涌出量，m3/min；（参照瓦斯等级鉴定报告）

kgfi—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数。

它是该采煤工作面二氧化碳绝对涌出量的最大值与平均值之比。

在工作面正常生产条件下连续观测1个月，取日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；

1.3按气象条件计算：

根据采煤工作面空气温度选取适宜风速按下式计算：

Qfi=60vSvkfhikfli70%

式中：

Qfi—采煤工作面需要风量，单位为（m3／min）；

V—采煤工作面适宜风速；

Sv—工作面平均断面积，为最大和最小控顶断面的平均值；

kfhi—采煤工作面采高风量系数；

kfli—采煤工作面长度风量系数；

70%—采煤工作面有效通风断面系数。

表1采煤工作面空气温度与风速对应表（摘自MT／T634—2019）

采煤工作面温度℃

采煤工作面风速m/s

＜20

1.0

20-23

1.0-1.5

23-26

1.5-1.8

26-28

1.8-2.5

28-30

2.5-3.0

表2采煤工作面采高风量系数（摘自MT／T634—2019）

采煤工作面采高m

采煤工作面采高风量系数

＜2.0

1.0

2.0-2.5

1.1

2.5-5.0及放顶煤工作面

1.2

表3采煤工作面长度风量系数（摘自MT／T634—2019）

采煤工作面长度m

采煤工作面长度风量系数

＜150

1.0

150-200

1.0-1.3

200-250

1.3-1.5

＞250

1.5-1.7

1.4按使用炸药量计算：

a）每千克一级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为25m3/min按下式计算：

Qfi=25Ai

b）每千克二、三级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为10m3/min按下式计算：

Qfi=10Ai

式中：

Ai—采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，单位为（kg）。

1.5按工作人员数量计算：

每人每分钟应供给4m3新鲜风量按下式计算：

Qfi=4Ni

式中：

Ni—采煤工作面同时工作的最多人数，人。

1.6按风速进行验算：

按《煤矿安全规程》规定的最低和最高风速，按下式验算需风量：

15Si≤Qfi≤240Si

式中：

Si—采煤工作面的平均有效断面面积，单位为（m2）。

1.7采煤工作面有串联通风时，应满足《煤矿安全规程》的技术要求，并按上述规定分别进行计算取其最大值。

1.8备用工作面需风量一般不得低于其采煤时需风量的50％，且满足稀释瓦斯、其它有害气体和风速等《煤矿安全规程》规定的要求。

2、掘进工作面需风量计算方法

煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量，应分别计算，取其最大值。

2.1按瓦斯涌出量按下式计算需风量：

根据《煤矿安全规程》规定，按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不超过1%的要求，按下式计算：

Qdi=100qgdikgdi

式中：

Qdi—掘进工作面的需风量，单位为m3／min；

qgdi—掘进工作面回风流中的瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量，单位为（m3／min）。

（参照瓦斯等级鉴定报告）

Kgdi—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数。

工作面正常生产时连续观测1个月，掘进工作面日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；

2.2按照二氧化碳涌出量计算：

根据《煤矿安全规程》规定，按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.5%的要求，按下式计算：

Qdi=67×qgdi×kgdi

式中：

qgdi—掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；（参照瓦斯等级鉴定报告）

kgdi—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数。

工作面正常生产时连续观测1个月，掘进工作面日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；

2.3按使用炸药量计算：

a）每千克一级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为25m3/min按下式计算：

Qdi=25Ai

b）、每千克二、三级煤矿许用炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量最小为10m3/min按下式计算：

Qdi=10Ai

式中：

Ai—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，单位为（kg）。

2.4按工作人员数量计算：

每人每分钟应供给4m3新鲜风量按下式计算：

Qdi=4Ni

式中：

Ni—掘进工作面同时工作的最多人数，人。

2.5按最低风速进行计算

a）岩巷掘进按下式计算：

Qdi=9Si

b）煤巷和半煤巷掘进按下式计算：

Qdi=15Si

式中：

Si—掘进工作面巷道的净断面积，单位为（m2）。

根据以上计算，选取最大值作为掘进工作面迎头需风量。

2.6局部通风机选型

Qjx=Qdi/（1-β100×L/100）

Qjx—局部通风机吸风量；m3/min

Qdi—掘进工作面迎头需风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、炸药使用量、最低风速分别计算，然后取其中最大值；

β100—胶布风筒百米漏风率，可参考胶布风筒百米漏风率参考值取值；

注：

根据计算风机吸风量选择风机型号（按局部通风机最小额定值）。

2.7安装局部通风机巷道按岩巷、煤巷和半煤巷掘进计算需要风量：

a）岩巷掘进按下式计算：

Qjd=QsIi+9Si

b）煤巷和半煤巷掘进按下式计算：

Qjd=QsIi+15Si

式中：

Qjd—局部通风机安设地点风量；m3/min

Qs—掘进工作面局部通风机实际吸风量（按照风机最大额定吸风量计算），单位为（m3/min）。

安设局部通风机的巷道中的风量，除了满足局部通风机的吸风量外，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s，以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚；

Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数；

Si—掘进工作面局部通风机至掘进工作面回风口之间巷道的净断面面积，单位为（m2）。

2.8按风速进行验算：

a）按《煤矿安全规程》规定的最低风速，分别按下式验算最小风量：

无瓦斯涌出的岩巷：

Qdi≥9Si

有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷：

Qdi≥15Si

b）按《煤矿安全规程》规定的最高风速，按下式验算最大风量：

Qdi≤240Si

式中：

Si—掘进工作面巷道的净断面积，单位为（m2）。

3、硐室需风量计算方法

各个独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。

3.1机电硐室：

采区小型机电硐室，按经验值确定需风量可取60m3／min～80m3／min；发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量按下式计算风量：

式中：

Qri—机电硐室的需风量，单位为（m3／min）；

∑W—机电硐室中运转的电动机（或变压器[注：

kVA×conφ=KW；conφ取0.8]）总功率（按全年中最大值计算），单位为（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作无用功的系数确定，也可按表5选取；

ρ—空气密度，单位为（kg／m3），一般取ρ＝1.2；

Cp—空气的定压比热，一般可取Cp＝1.0006kJ／（kg×K）；

△t—机电硐室进、回风流的温度差，K。

表4机电硐室发热系数（θ）（摘自MT／T634—2019）

机电硐室名称

发热系数

空气压缩机房

0.20-0.23

水泵房

0.01-0.03

变电所、绞车房

0.02-0.04

3.2其它硐室：

其它独立通风硐室的需风量可取60m3／min～80m3／min，或按经验值选取。

3.3通风行人巷道的需风量

3.3.1其它用风巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量、风速分别进行计算，采用其最大值。

3.3.2按瓦斯涌出量计算：

a）采区内的其它用风巷道风量按下式计算：

Qei=100qgeikgei

b）采区外的其它用风巷道（总回风巷或一翼回风巷）风量按下式计算：

Qei=133qgeikgei

式中：

Qei—其它用风巷道需风量，单位为（m3／min）；

qgei—其它用风巷道的平均瓦斯绝对涌出量，单位为（m3／min）；

kgei—其它用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，一般可取1.2～1.3。

3.3.3按风速验算：

a）一般巷道风量按下式验算：

Qei≥60×0.15Sei

式中：

Sei—其它用风巷道净断面积，单位为（m2）。

3.4其它用风巷道

井下使用的联络巷按照经验值20m3／min（考虑到联络巷风门漏风）

4、采区需风量计算方法

采区所需的总风量是采区内各用风地点需风量之和，并考虑适当的备用系数，按下式进行计算：

Qp=（∑Qpfi+∑Qpdi+∑Qpri+∑Qpei）×kp

式中：

Qp—采区所需总风量，单位为（m3／min）；

∑Qpfi—该采区内各采煤工作面和备用工作面所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qpdi—该采区内各掘进工作面所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qpri—该采区内各硐室所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qpei—该采区内其它用风巷道风量之和，单位为（m3／min）；

kp—包括采区的漏风和配风不均匀等因素的备用风量系数。

应从实测中统计求得，一般可取1.1～1.2。

5、矿井总需风量计算方法

矿井所需总风量是矿井井下各个用风地点需风量之和，并考虑漏风和配风不均匀等的备用风量系数，按下式进行计算：

Qm=（∑Qmfi+∑Qmdi+∑Qmri+∑Qmei）×km

式中：

Qm—矿井所需总风量，单位为（m3／min）；

∑Qmfi—各采煤工作面和备用工作面所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qmdi—各掘进工作面所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qmri—各硐室所需风量之和，单位为（m3／min）；

∑Qmei—其它用风巷道所需风量之和，单位为（m3／min）；

km—矿井内部漏风和调风不均匀等因素的备用风量系数。

通常可取1.15～1.20。

我矿根据经验取1.18。

6、矿井有效风量计算方法

6.1、矿井有效风量

Qyx=（∑Qafi+∑Qadi+∑Qari+∑Qaei）

式中：

Qyx—矿井有效风量，单位为（m3／min）；

Qafi—各采煤工作面和备用工作面实测风量之和，单位为（m3／min）；

Qadi—各掘进工作面实测风量之和，单位为（m3／min）；

Qari—各硐室实测风量之和，单位为（m3／min）；

Qaei—其它用风巷道实测风量之和，单位为（m3／min）。

6.2、矿井有效风量率

C=

×100%

式中：

C—矿井有效风量率，%；

Qji—矿井总进风量，单位为（m3／min）。

7、矿井外部漏风量计算方法

7.1、矿井外部漏风量

Qwl=Qti-Qhi

式中：

Qwl—矿井外部漏风量，单位为（m3／min）；

Qti—矿井总排风量，单位为（m3／min）；

Qhi—回风井的实测风量，单位为（m3／min）。

7.2、矿井外部漏风率

L=

×100%

式中：

L—矿井外部漏风率，%。