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2021年煤礦風量分配計算方法
- 2023-01-14
煤礦工作面編號代表什麼
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**** 實業集團有限公司 礦井風量計算 方法
根據《煤礦安全規程》、《煤礦礦井風量計算方法》( MT /
T634-2019 ) 、 《煤礦 井工開採通風技術條件 》( AQ1028-2006 )及
山西省相關規定製定本細則 ,本細則適用於公司礦井日常通風管理中
的風量分配與調節 , 以及煤礦的新井設計 、 生產礦井的改擴建和新採
區的作業規程的風量計算。
一、風量計算依據
供給煤礦井下任何用風地點的新鮮風量 ,必須依照下述各種條件
進行計算,並取其最大值,作為該用風地點的供風量。
1、按該用風地點同時工作的最多人數計算,每人每分鐘供給風
量不得少於 4m 。
2、按該用風地點的風流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣
體的濃度 , 風速以及溫度等都符合 《 煤礦安全規程 》 的有關各項規定
要求,分別計算,取其最大值。
3、使用煤礦用防爆型柴油動力裝置機車運輸的礦井,行駛車輛
巷道的供風量還應當按同時執行的最多車輛數增加巷道配風量 ,配風
量應不小於 4m /min /kW 。
二、風量計算原則
無論礦井或採區的供風量 , 均按該地區各個實際用風地點 , 按照
風量計算依據 , 分別計算出各個用風地點 ( 含備用採掘面 ) 的實際需
風量,從而求出該地區的風量總和,再考慮一定的備用風量係數後 ,
作為該地區的供風量 。 即由採 、 掘工作面 、 硐室和其他用風地點計算
3
到各個採區和全礦井總風量。
三、礦井風量計算的基礎資料
1、新井設計、生產礦井的改、擴建和新水平延深時的採、掘工
作面 、 硐室和其他用風地點的配置數量 、 工程設計 、 平面佈置圖和地
質說明書。
2、礦井和採、掘工作面瓦斯湧出量預測資料
瓦斯湧出量可按煤層瓦斯含量預測資料 、瓦斯來源和開採條件等
因素進行計算 ; 或按礦井實際瓦斯湧出量和瓦斯梯度進行計算 。 當設
計新井瓦斯資料不足時,也可參照鄰近生產礦井的瓦斯資料進行計
算。
3、採、掘工作面和通風巷道風流溫度預測資料
按礦井當地的氣溫 、 地溫 、 井下機械裝置等熱源 、 其他熱源和巖
石的熱物理效能,計算井下各通風巷道和採、掘工作面的風流溫度 。
4、每個機械硐室的裝機容量和運轉的電動機總功率、爆破材料
庫的空間總容積和充電硐室中蓄電池機車同時充電的臺數和噸數。
5、採掘工作面瓦斯湧出不均勻的備用風量係數。各礦要對每個
採掘工作面按月進行備用風量係數的計算和記錄,並存檔管理。
四、礦井需風量的計算方法
1、採煤工作面的風量計算
每個採煤工作面實際需要風量 , 應按工作面氣象條件 、 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分別進行計
算,然後取其中最大值。
( 1)按氣象條件計算:
Q 採= 60 ×70% ×V 採×S 採×k 採高 ×k 採面長
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式中 :
Q 採——- 採煤工作面需要風量, m 3/min ;
V 採——-採煤工作面的風速 , 按採煤工作面進風流的溫度從表 1 中
選取(不小於 1。0 ), m/s ;
S 採——- 採煤工作面的平均面積,按最大 和最小 控頂斷面的平均值
計算, m 2;
k 採高 ——- 採煤工作面採高調整係數,具體取值見表 2;
k 採面長 ——- 採煤工作面長度調整係數,具體取值見表 3;
70% ——- 有效通風斷面係數 。
表 1 採煤工作面進風流氣溫與對應風速
採煤工作面進風流氣溫 /℃ 採煤工作面風速 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 2k採高 — 採煤工作面採高調整係數
採 高/m < 2。0 2。0 ~2。5 2。5 ~5。0 及放頂煤面
係數 1。0 1。1 1。2
表 3k採面長 — 採煤工作面長度調整係數
採煤工作面長度 /m 長度調整係數
< 150 1。0
150 ~200 1。0~1。3
200 ~250 1。3 ~1。5
>250 1。5 ~1。7
( 2)按照瓦斯湧出量計算
Q 採=125 ×q 採×k 採
式中:
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q 採——- 採煤工作面迴風巷風流中平均絕對瓦斯湧出量 , m /min 。 按
本工作面瓦斯湧出量預測報告或參照相鄰採煤面 、煤層賦存和工藝條
件相同的其它採煤面選取 ; 進行瓦斯抽採的工作面 , 減去瓦斯抽放量
後進行計算;
k 採——- 採煤工作面瓦斯湧出不均勻的備用風量係數,正常生產時
連續觀測1個月 ,日最大絕對瓦斯湧出量和月平均日絕對瓦斯湧出量
的比值 ; 新井設計、新採區可以參考表 4 選取 ;
125 ——- 按採煤工作面迴風流中瓦斯的濃度不應超過 0。8 %的換算
係數。
表 4 各種採煤工作面瓦斯湧出不均衡的備用風量係數
採煤工作面採煤方法 採煤工作面瓦斯湧出不均衡的備用風量係數
綜採工作面 1。2 ~1。6
炮採工作面 1。4~2。0
水採工作面 2。0 ~3。0
( 3)按照二氧化碳湧出量計算
Q 採= 67 ×q 採×k 採
式中:
q 採——- 採煤工作面迴風巷風流中平均絕對二氧化碳湧出量,
m 3/min ; 按本工作面湧出預測報告或參照相鄰掘進面 、 煤層賦存和工
藝條件相同的其它掘進面選取;
k 採——- 採煤工作面二氧化碳湧出不均勻的備用風量係數,正常生
產時連續觀測 1 個月 ,日最大絕對二氧化碳湧出量和月平均日絕對二
氧化碳湧出量的比值。無統計值時,最低不小於 1。8 ;
67 ——- 按採煤工作面迴風流中二氧化碳的濃度不應超過 1。5 %的換
算係數。
( 4)按炸藥量計算(非炮採面可不按此計算)
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a) 採用一級煤礦許用炸藥
Q 採≥25A 採
b) 採用二、三級煤礦許用炸藥
Q 採≥10A 採
式中:
A 採——- 採煤工作面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, m 3/min ;
10 ——- 每千克二、三級煤礦許用炸藥需風量, m 3/min 。
( 5)按回採工作面同時作業人數驗算:
Q 採> 4N 採
式中:
N 採——- 採煤工作面同時工作的最多人數,人;應按交接班期間人
數並考慮 1。2 備用係數計算 ;
4——- 每人需風量, m /min 。
( 6)按採煤工作面允許風速進行驗算
a) 驗算最小風量
Q 採≥60 ×0。25S 採×70%
b) 驗算最大風量
Q 採≤60 ×4。0S 採×70%
式中:
S 採——- 採煤工作面的平均 斷 面積, m 2;
70% ——- 有效通風斷面係數;
0。25 ——- 採煤工作面允許的最小風速 (爆破作業時取 0。5) , m/s ;
4。0 ——- 採煤工作面允許的最大風速, m/s ;
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( 7) 礦用防爆柴油機車需要風量的驗算
Q 柴油車 = 4×N 柴油車 ×P 柴油車
式中:
Q 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車尾氣排放稀釋需要的風量,
m 3/min ;
4————- 每千瓦每分鐘應供給的最低風量, m 3;
N 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的臺數,臺;
P 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的功率, kW 。
備用工作面實際需要風量 , 應滿足瓦斯 、 二氧化碳 、 氣象條件等
規定計算的風量,備用工作面風量不得低於採煤面 生產時 風量 的
50% 。
安裝工作面、已安裝裝置的工作面按備用工作面要求配備需風
量 ; 已貫通的採煤面但未安裝裝置時 , 可按巷道用風量配備 , 並滿足
瓦斯和其它有毒有害氣體治理需求。
2、掘進工作面需風量計算
掘進工作面需風量計算包括掘進面迎頭需風量 、區域性通風機最低
供風量和區域性通風機安設地點全風壓需風量。
掘進工作面迎頭需風量計算應按照瓦斯湧出量、二氧化碳湧出
量 、 同時作業人數 、 爆破後的有害氣體產生量分別進行計算 , 取最大
值為掘進工作面迎頭需風量 。
根據掘進工作面迎頭需風量考慮風筒百米漏風率計算區域性通風
機最低供風量,選取掘進面區域性通風機 。
根據所選取的區域性通風機實際吸風量 ,計算出區域性通風機安設地
點的全風壓需風量。
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( 1)掘進工作面需風量( Q 掘) 計算
① 按照瓦斯湧出量計算
Q 掘=125 ×q 掘×k 掘
式中 :
q 掘——- 掘進工作面迴風流中平均絕對瓦斯湧出量 , m /min 。 按本工
作面瓦斯湧出量預測報告或參照相鄰掘進面 、煤層賦存和工藝條件相
同的其它掘進面選取 ; 進行瓦斯抽採的工作面 , 減去瓦斯抽放量後進
行計算;
k 掘——- 掘進工作面瓦斯湧出不均勻的備用風量係數,正常生產條
件下 , 連續觀測1個月 , 日最大絕對瓦斯出量與月平均日絕對瓦斯 湧
出量的比值。無統計值時, 綜掘 最低取 1。5 ~ 2。0 ,炮掘最低取 1。8 ~
2。5 ;
125 ——- 按掘進工作面迴風流中瓦斯的濃度不應超過 0。8 %的換算
係數。
② 按照二氧化碳湧出量計算
Q 掘=67 ×q 掘×k 掘
式中 :
q 掘——- 掘進工作面迴風流中平均絕對二氧化碳湧出量, m3/min ;
按本工作面預測報告或參照相鄰掘進面 、煤層賦存和工藝條件相同的
其它掘進面選取;
k 掘——- 掘進工作面二氧化碳湧出不均勻的備用風量係數,正常生
產條件下,連續觀測 1 個月,日最大絕對二氧化碳出量與月平均日
絕對二氧化碳湧出量的比值;無統計值時不小於 1。2 ;
67——- 按掘進工作面迴風流中二氧化碳的濃度不應超過 1。5 %的換
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算係數。
③ 按炸藥量計算
a) 一級煤礦許用炸藥
Q 掘≥25A 掘
b) 二、三級級煤礦許用炸藥
Q 掘≥10A 掘
式中:
A 掘——- 掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量, kg 。
④ 按工作面同時作業人數計算:
Q 掘≥4N 掘
式中:
N 掘——- 掘進工作面同時工作的最多人數,人。應取交接班時人數
並考慮 1。2 的係數。
⑤ 按工作面風速進行驗算
a) 驗算最小風量
巖巷機掘工作面
Q 掘≥60 ×0。15 S 掘
半煤巖巷和煤巷機掘工作面
Q 掘≥60 ×0。25 S 掘
炮掘進工作面
Q 掘≥60 ×0。5 S 掘
b) 驗算最大風量
Q 掘≤60 ×4。0 S 掘
式中:
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S 掘——- 掘進工作面巷道的淨斷面積, m 2。
c) 礦用防爆柴油機車需要風量的驗算
Q 柴油車 = 4×N 柴油車 ×P 柴油車
式中:
Q 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車尾氣排放稀釋需要的風量,
m 3/min ;
4————- 每千瓦每分鐘應供給的最低風量, m 3;
N 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的臺數,臺;
P 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的功率, kW 。
根據 ① — ④ 式計算結果 , 取其中最大值並按公式 ⑤ 進行驗算 , 最
終確定掘進工作面需風量 Q 掘。
( 2)區域性通風機最低供風量( Q 供)計算
Q 供= KQ 掘
式中:
Q 供——- 區域性通風機最低供風量
K ——- 掘進工作面風筒漏風係數,有統計資料時按統計資料選取 ,
但不低於 1。2 。
Q 掘——- 掘進工作面需風量。
根據本式中確定的區域性通風機最低供風量 ,進行掘進面區域性通風
機選型。
( 3)區域性通風機安設地點全壓需風量( Q 全)計算
按掘進工作面選取的區域性通風機 實測 吸風量( Q 局)計算掘進工
作面區域性通風機安設地點的全風壓需風量( Q 全)
Q 全= Q 局×I+ 60 ×VS 局
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式中:
Q 全——- 區域性通風機安設地點全 風 壓需風量, m3/min ;
Q 局——- 區域性通風機 實測 吸風量, m /min ;
V——- 區域性通風機安設地點的巷道最低風速 , m/s ; 風機安設地點為
巖巷或採用錨噴、砌碹支護時取 0。15 ;安設地點為煤巷或半煤巖巷
時取 0。25 , m/s 。
I——- 掘進工作面同時通風的區域性通風機臺數;
S 局——- 區域性通風機安設地點到掘進面迴風口間的巷道最大斷面
積, m 2。
3、硐室風量計算
( 1)各個獨立通風硐室的需要風量,應根據不同型別的硐室分
別進行計算。
( 2)爆破材料庫需要風量計算
Q 爆破 = 4V 爆破 /60
式中:
Q 爆破 ——- 井下爆炸材料庫需要風量, m /min ;
V 爆破 ——- 井下爆炸材料庫的體積, m ;
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 m /min , 中 、 小型爆破材料庫不
應小於 60 m /min 。
( 3)充電硐室需要風量計算
Q 充電 = 200q 充電
式中:
Q 充電 ——- 充電硐室需要風量, m /min ;
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q 充電 ——- 充電硐室在充電時產生的氫氣量, m /min ;
200 ——- 按其迴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 200 m /min 。
( 4)機電硐室需要風量計算
發熱量大的機電硐室 ,應按照硐室中執行的機電裝置發熱量進行
計算:
Q 電=3600 ×∑ W ×θ /( ρ× 1。0006 ×60 ×△ t) ( m /min )
式中:
Q 電 ——- 機電硐室的需要風量, m 3/min ;
∑W ——- 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 ;
Θ ——- 機電硐室發熱係數;
Ρ——- 空氣密度,一般取 ρ=1。20kg/m3 ;
1。0006 ——- 空氣的定壓比熱;
Δt——- 機電硐室的進、迴風流的溫度差, K 。
表 5 機電硐室發熱係數( θ)表
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裝置的降溫要求進行配風 ,
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 ℃ 。;按經驗值確定需要風量時,採區小型機電硐室 60 ~
80m 3/min 。
4、其它巷道風量計算
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( 1)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,採用其最大值。
( 2)按瓦斯湧出量計算
Q 其它 = 133q 其它 ×k 其它
式中:
Q 其它 ——- 其他用風巷道平均絕對瓦斯湧出量, m 3/min ;
k 其它 ——- 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。
( 3)按風速驗算
a) 一般巷道
Q 其它 ≥60 ×0。15 S 其它
b) 架線電機車巷道
Q 其它 ≥60 ×1。0 S 其它
式中:
Q 其它 ——- 用風巷道實際需要風量, m 3/min ;
S 其它 ——- 用風巷道淨斷面積, m 2;
0。15 ——- 巷道允許的最低風速, m/s ;
1。0 ——- 架線電機車巷道允許的最低風速, m/s ;
( 4)礦用防爆柴油機車需要風量的驗算
Q 柴油車 = 4×N 柴油車 ×P 柴油車
式中:
Q 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車尾氣排放稀釋需要的風量,
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m 3/min ;
4————- 每千瓦每分鐘應供給的最低風量, m 3;
N 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的臺數,臺;
P 柴油車 ——- 該地點礦用防爆柴油機車的功率, kW ;
礦井使用礦用防爆柴油機車時 , 應進行風量驗算 , 排出的各種有
害氣體被巷道風流稀釋後 , 其濃度必須符合 《 煤礦安全規程 》 第一百
條的規定。
5、採區需風量計算
採區所需的總風量 Q 採區是採區內各用風地點需風量之和,並
考慮適當的備用係數進行計算:
Q 採區 =( ∑Q 採+∑Q 掘+∑Q 硐+∑Q 其它 ) ×K 採區
式中:
Q 採區 ——- 採區所需總風量, m 3/ min ;
∑Q 採——- 該採區內各採煤工作面和備用工作面所需風量之和, m 3
/ min ;
∑Q 掘——- 該採區內各掘進工作面、停掘工作面和獨立通風的區域性
通風地點所需風量之和, m 3/ min ;
∑Q 硐——- 該採區內各硐室(包括採區變電所、充電硐室、爆破材
料庫或發放硐室、井下固定瓦斯抽採硐室或其它獨立通風的機電硐
室)所需風量之和, m 3/ min ;
∑Q 其它 ——- 該採區內其他用風巷道風量之和, m 3/ min ;
K 採區 ——- 包括採區的漏風和配風不均勻等因素的備用風量係數 。應
從實測中統計求得,一般可取 1。1 ~ 1。2 。
6、礦井總需風量計算:
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( 1)礦井所需總風 量 Q 礦井是礦井井下各個用風地點需風量之和 ,
並考慮漏風和配風不均勻等的備用風量係數,按下式進行計算 。
Q 礦井 =( ∑Q 採+∑Q 掘+∑Q 硐+∑Q 其它 ) ×K 礦井
式中:
Q 礦井 ——- 礦井所需總風量, m 3/ min ;
∑Q 採——- 該礦井內各採煤工作面和備用工作面所需風量之和, m 3
/ min ;
∑Q 掘——- 該礦井內各掘進工作面、停掘工作面和獨立通風的區域性
通風地點所需風量之和, m 3/ min ;
∑Q 硐——- 該礦井內各硐室(包括採區變電所、充電硐室、爆破材
料庫或發放硐室、井下固定瓦斯抽採硐室或其它獨立通風的機電硐
室)所需風量之和, m 3/ min ;
∑Q 其它 ——- 該礦井內其他用風巷道風量之和, m 3/ min ;
K 礦井 ——- 包括礦井的漏風和配風不均勻等因素的備用風量係數 ,通
常取值 1。15 ~ 1。2 5。
五、礦井總迴風量、主通風機工作風量、有效風量及風量率計算
1、礦井總迴風量
礦井 總迴風巷內實際測量的風量是礦井總風量,有多個風井的 ,
各個風井的風量相加 。
2、主通風機工作風量
主通風機工作風量 指 礦井總迴風量 加上 風井漏風 ( 防爆門 、 人行
道、引風道等漏風) 。
3、礦井有效風量
Q 有效 = ∑Q 採+∑ Q 掘+∑ Q 硐+∑Q 其它
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式中:
Q 有效 ——- 送到採掘工作面、硐室、其它巷道的 總風量, m 3/ min ;
∑Q 採——- 送到 礦井內各採煤工作面和備用工作面 實際 風量之和,
m 3/ min ;
∑Q 掘——- 礦井內各掘進工作面、停掘工作面和獨立通風的區域性通
風 機 地點 實際 風量之和, m 3/ min ;
∑Q 硐——- 送到 礦井內各硐室(包括採區變電所、充電硐室、爆破
材料庫或發放硐室 、井下固定瓦斯抽採硐室或其它獨立通風的機電硐
室) 實際 風量之和, m 3/ min ;
∑Q 其它 ——- 送到 礦井內其他用風巷道 實際 風量之和, m 3/ min 。
4、礦井有效風量率
礦井有效風量率是礦井有效風量與礦井總進風量總和之比:
X=Q 有效 /Q 進×100 ﹪
式中:
X — 礦井有效風量率;
Q 有效——- 礦井有效風量, m 3/min ;
Q 進——- 礦井總進風量, m 3/min 。
5、礦井外部漏風率
礦井外部漏風率是指礦井外部漏風量與各主通風機風量總和之
比;各主通風機的外部漏風量應每年測定一次。
W= ∑Q 外/∑ Q 通×100%
式中:
W ——- 礦井外部漏風率, % ;
∑Q 外——- 各主通風機風硐和裝置漏風量, m 3/min ;
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∑Q 通——- 各主通風機風量的總和, m 3/min 。
六、風量計算精度要求
1、風量統一以 m 3/min 為單位
2、風量計算值為兩位整數時,要求精確到個位數,小數部分 進
位取整 。