矿井需要风量计算方法.docx

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矿井需要风量计算方法

矿井需要风量计算方法

三家子矿

2015年

矿井需要风量计算方法

矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值，利用下列公式计算：

式中：

Qm——矿井所需总风量，m3／min；

      ∑Qmfi——各采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3／min；

      ∑Qmdi——各掘进工作面所需风量之和，m3／min；

      ∑Qmri——各硐室所需风量之和，m3／min；

      ∑Qmei——其他用风巷道所需风量之和，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1．15～1．25。

（1）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不少于4m3。

Q矿=4nc

式中：

4——每人每分钟供风标准，m3/min/人；

nc——矿井同时工作的最多人数。

（2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量总和进行计算。

1、采煤工作面风量计算：

工作面实际需要风量根据分别计算后，取其中最大值进行风速验算，满足要求后，该最大值即是工作面实际需要风量，累加后为矿井采煤工作面需要风量。

A、按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算

Q采=100×q采×Kc

式中：

Q采——采煤工作面供风量，m3/min；

q采——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。

Kc——工作面瓦斯涌出不均衡系数，取机采Kc=1.2～1.6，炮采Kc=1.4～2.0，水采Kc>2；

B、按工作面温度计算

Q采=60×Vc×Sc×Ki

式中：

Vc——回采工作面适宜风速，见表一，取1.0～1.5；

Sc——回采工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，取4.5m2，；

Ki——工作面长度系数，见表二，取1。

C、按工作人员数量计算

Q采=4nc

式中：

4——每人每分钟供风标准，m3/min/人；

nc——采煤工作面同时工作的最多人数，取15人。

D、按炸药用量计算：

Q采=25Ac

式中：

25——每kg炸药供风标准，m3/min/kg；

Ac——采煤工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。

E、按风速验算

按最低风速验算，工作面最小风量

Q采>15Sc

式中：

Sc——回采工作面平均有效断面，取4.5m2，；

按最高风速验算，工作面最大风量

Q采＜240Sc

式中：

Sc——回采工作面平均有效断面，取4.5m2，；

F、根据上述计算，确定采煤工作面需要风量

∑Q采=nQ采

表一采煤工作面空气温度与风速对应表

工作面空气温度/℃

工作面风速v/（ms-1）

煤层厚度＜1.5m

煤层厚度1.5～3.5m

煤层厚度>3.5m

＜15

0.3～0.4

0.3～0.5

15～18

0.5～0.7

0.5～0.8

0.8

18～20

0.8～0.9

0.8～1.0

0.8～1.0

20～23

1.0～1.2

1.0～1.3

1.0～1.5

23～26

1.5～1.7

1.5～1.8

1.5～2.0

26～28

2.0～2.2

2.0～2.5

2.0～2.5

表二采煤工作面长度调整系数表

采面长度

0～5

50～100

100～150

150～200

200～250

系数k

0.8

0.9

1

1.1

1.2

2、掘进工作面风用量计算：

掘进工作面实际需要风量按瓦斯、二氧化碳涌出量、炸药用量、同时工作最多人数、局部通风机实际吸风量等分别计算后，选取其中最大值进行验算，累加后为矿井掘进工作面需要风量。

A、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100×q采×Kc

式中：

Q掘——掘进工作面供风量，m3/min；

100——单位瓦斯涌出量配风量，一回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值；

Q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。

Kc——工作面瓦斯涌出不均衡系数，取机掘Kc=1.5～2.0，炮掘Kc=1.8～2.0；

B、按炸药使用量计算：

Q掘=25Ac

式中：

25——每kg炸药供风标准，m3/min/kg；

Ac——掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。

C、按工作人员数量计算

Q掘=4nc

式中：

4——每人每分钟供风标准，m3/min/人；

nc——掘进工作面同时工作的最多人数。

D、掘进工作面风量验算：

1、按最低风速验算：

岩掘Q岩≥9S岩

式中9--按岩掘工作面最低换算系数；

S岩--岩掘工作面断面积，m2。

煤掘Q煤≥15S煤

式中15--按煤掘工作面最低换算系数；

S煤--煤掘工作面断面积，m2。

2、按最高风速验算：

掘进Q岩≥240S岩

式中240--按掘进工作面最高风速4m/s换算系数；

S--掘进工作面断面积，m2。

煤掘Q煤≥15S煤

式中15--按煤掘工作面最低换算系数；

S煤--煤掘工作面断面积，m2。

3、按掘进工作面温度和炸药量验算，见下表

掘进工作面温度和炸药量

炸药量/kg

5～20

>20

温度/℃

16以下

16～22

23～26

16以下

16～22

23～26

需要风量/m3/min

50

60

80

60

80

100

4、按有害气体浓度验算。

回风流中瓦斯、二氧化碳不超过1%；其他气体符合《煤矿安全规程》规定。

P瓦/Q掘≤1%

式中Q掘--掘进工作面需要风量，m3/min；

P瓦--瓦斯绝对涌出量，m3/min。

通过验算确定掘进工作面需要风量，根据掘进工作面需要风量和最长供风距离，计算风机吸风量。

Qf=Q掘/Φe

式中Qf--局部通风机吸风量，m3/min；

Q掘--掘进工作面需要风量，m3/min；

Φe--有效风量率。

根据计算所得局部通风机吸风量确定风机选型。

E、按局部通风机的实际需要风量计算：

Q掘=Qf+Q低

式中Qf--局部通风机吸风量，m3/min；

Q实--实际应配给掘进工作面需要风量，m3/min；

Q低--风机外最低风量，m3/min。

F、矿井掘进工作面总风量：

∑Q掘=nQ掘

式中∑Q掘--矿井掘进工作面需要风量总和，m3/min；

N--矿井同类掘进工作面个数，个；

Q掘--每个掘进工作面需要风量，m3/min。

3、硐室风量计算：

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，然后计算总和：

∑Q掘=Q炸+Q机+Q充

炸药库配风计算：

    按库内空气每小时更换四次计算：

式中：

V——库房容积，m3。

但大型爆破材料库不得小于100m3／min，中小型爆破材料库不得小于60m3／min  。

机电硐室：

  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：

式中：

Qri——第i个机电硐室的需风量，m3／min；

      ∑W——机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），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，也可按下表选取；

      ρ——空气密度，一般取ρ＝1．2kg／m3；

      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。

 机电硐室发热系数（θ）表

机电硐室名称

发热系数（θ）

水泵房

变电所、绞车房

空气压缩机房

0．15～0．18

0．01～0．03

0．02～0．04

     采区小型机电硐室，按经验值确定需风量或取60～80m3／min。

充电硐室：

    按其回风流中氢气体积浓度不大于0．5％计算：

式中：

qrhi——第i个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3／min，但充电硐室的供风量不得小于100m3／min。

经计算得出，矿井硐室用风量总为：

∑Q掘=Q炸+Q机+Q充

式中：

∑Q掘--硐室风量总和，m3／min；

Q炸--炸药库风量，m3／min；

Q机--机电硐室风量，m3／min；

Q充--充电硐室风量，m3／min。

4、其他地点风量计算：

A、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100×q采×Kc

式中：

Q掘——掘进工作面供风量，m3/min；

100——单位瓦斯涌出量配风量，一回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值；

Q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。

Kc——工作面瓦斯涌出不均衡系数，取机掘Kc=1.5～2.0，炮掘Kc=1.8～2.0；

B、按风速验算

按最低风速验算，工作面最小风量

Q采>15Sc

式中：

Sc——该地点平均有效断面，取4.5m2，；

按最高风速验算，工作面最大风量

Q采＜240Sc

式中：

Sc——该地点平均有效断面；

选取其中最大值为其他地点应配风量。