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矿井需风量计算
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矿务集团有限公司矿井风量计算细则
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矿务集团有限公司矿井风量计算细则
某某矿务集团有限公司矿井风量计算细则(试行)一、矿井供风原则1、矿井供风总的原则是，既要能确保矿井安全生产的需要，又要符合经济要求。2、矿井所需风量的确定，必须符合安监总煤矿字〔2005〕42 号“ 关于印发《煤矿通风能力核定办法(试行)》的通知”及《煤矿安全规程》中有关条文的规定，即：(1)氧气含量的规定;(2)沼气、二氧化碳、氢气等有害气体安全浓度的规定;(3)井巷风流速度的规定;(4)空气中悬浮粉尘允许浓度的规定;(5)空气温度的规定；(6)每人每分钟供风量不少于4m3 的规定。二、矿井需要总进风量计算矿井需要总进风量按各采煤工作面、掘进工作面、硐室、备用工作面及其它巷道等用风地点实际需要风量分别进行计算。Q 矿=（∑Q 采+∑Q 掘全+∑Q 硐+∑Q 备＋∑Q 其它）×K 矿通（m3/min） （1－1）式中：Q 矿――矿井需要总进风量，m3/min；∑Q 采――矿井独立通风采煤工作面需要风量之和，m3/min；∑Q 掘全――矿井独立通风掘进工作面局部通风机安装处全风压需要风量之和，m3/min；∑Q 硐――矿井独立通风硐室需要风量之和，m3/min；∑Q 备――矿井独立通风备用工作面需要风量之和，m3/min；∑Q 其它――矿井除了采、掘、硐室和备用工作面以外的其它用风巷道需要风量之和，m3/min；K 矿通――矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均衡等因素，一般可取K 矿通=1.15～1.2,低瓦斯矿井(有高瓦斯地区的矿井除外)独立供风采掘工作面数量少于12 个且最大通风流程小于10000m 时，取K 矿通=1.15，否则，取K 矿通=1.2。1、采煤工作面需要风量计算每个采煤工作面需要风量，应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量和爆破后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Q 采1～Q 采5的最大值作为该采煤工作面需要风量。(1)采煤工作面按气象条件确定需要风量，其计算公式为：Q 采1=Q 基本×K 采高×K 采面长×K 温（m3/min） （2－1）式中: Q 采1――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。K 采高――采煤工作面采高调整系数（见表1）；K 采面长――采煤工作面倾斜长度调整系数（见表2）；K 温――采煤工作面温度与对应风速调整系数（见表3）。Q 基本=60×V 采1×S 采max×70% （m3/min） （2－2）式中：V 采1――采煤工作面适宜风速，取V 采1≥1m/s；S 采max――采煤工作面最大控顶距时净断面积，m2。S 采max=采煤工作面最大控顶距×工作面实际采高－输送机、支架(支柱)、梁子等所占的面积(m2) （2－3）表1 K 采高――采煤工作面采高调整系数采高(m) &2.0 2.0～2.5 ≥2.5 及放顶煤工作面系数(K 采高) 1.0 1.1 1.5表2 K 采面长――采煤工作面倾斜长度调整系数采煤工作面倾斜长度(m) ＜150 150～200 ＞200调整系数(K 长) 1.0 1.0～1.3 1.3～1.5表3 K 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&18 0.3～0.8 0.9018～20 0.8～1.0 1.0020～23 1.0～1.5 1.00～1.1023～26 1.5～1.8 1.10～1.2526～28 1.8～2.5 1.25～1.428～30 2.5～3.0 1.4～1.6(2)按照瓦斯绝对涌出量计算需要风量根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1％的要求计算：Q 采2=100×q 采CH4×K 采CH4 （m3/min） （2－4）式中：Q 采2――采煤工作面实际需要风量，m3/min；q 采CH4――采煤工作面回风巷风流中日平均瓦斯绝对涌出量（正常生产条件下，连续观测1 个月，取月平均日瓦斯绝对涌出量），m3/min；K 采CH4――采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大瓦斯绝对涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。100――采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按二氧化碳或其它有害气体的绝对涌出量计算需要风量，根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中不同有害气体的允许浓度并参照按瓦斯绝对涌出量的计算方法执行。布置有专用排放瓦斯巷（俗称尾巷,且符合《煤矿安全规程》第一百三十七条的规定）的采煤工作面需要风量计算:Q 采2=Q 采回+Q 采尾（m3/min） （2－5）Q 采回=100×q 采CH4×K 采CH4 （m3/min） （2－6）Q 采尾= qCH4 尾×K 采CH4÷2.5% （m3/min） （2－7）式中：qCH4 尾――采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/min；其他符号的含义同上。(3)按采煤工作面温度选择适宜的风速计算需要风量:Q 采3 =60×V 采3×S 采平均（m3/min） （2－8）式中：V 采3――采煤工作面风速，可按本细则第四项第2 小项有关要求选取（见表3），m/s；S 采平均――采煤工作面最大和最小控顶距净断面积的平均值，m2。(4)按采煤工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量：每人供风量≮4m3/min：Q 采4&4N （m3/min） （2－9）每千克炸药供风量≮25m3/min：Q 采5&25A 药（m3/min） （2－10）式中：N――工作面最多人数；A 药――一次爆破炸药最大用量，Kg。(5)按采煤工作面风速进行验算：15S 采平均&Q 采&240S 采平均（m3/min） （2－11）式中：S 采平均――采煤工作面最大和最小控顶净断面积的平均值，m2。采煤工作面采空区顶板悬顶时，必须采取加大风量及控制风流防止向采空区扩散的措施，确保采煤工作面控顶区域内最低风速不得小于0.5 m/s，有害气体浓度符合《煤矿安全规程》规定。2、备用采煤工作面需要风量计算备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于同一采煤方式相同的采煤工作面实际需要风量的50%。Q 备≥0.5×Q 采（2－12）3、掘进工作面局部通风机处的需要风量（1）掘进工作面的需要风量每个掘进工作面需要风量，应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量和爆破后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Q 掘1～Q 掘4的最大值作为该掘进工作面需要风量。①按照瓦斯绝对涌出量计算：Q 掘1＝100×q 掘×K 掘（m3/min） （3－1）式中:Q 掘――单个掘进工作面需要风量，m3/min；q 掘――掘进工作面回风流中瓦斯绝对涌出量（正常生产条件下，连续观测1个月，取月平均日瓦斯绝对涌出量），m3/min；K 掘――掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数。（正常生产条件下，连续观测1 个月，日最大瓦斯绝对涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）；100――掘进工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按二氧化碳绝对涌出量计算需要风量时，可参照瓦斯绝对涌出量计算方法进行。②按照风速、温度计算掘进工作面需要风量Q 掘2＝60×V 掘×S 掘max×K 温m3/min （3－2）式中：V 掘――局部通风机供风巷道内最低允许风速，m/s；岩巷V 掘≥0.15m/s，煤巷和半煤岩巷V 掘≥0.25m/s；S 掘max――局部通风机供风巷道的最大净断面积(掘进工作面因出现断层、高冒、地质构造造成巷道断面积增大的除外)，m2；K 温――局部通风机供风巷道空气温度调整系数，可按本细则第四项第2 小项有关要求选取（见表4）；表4 K 温――掘进工作面空气温度调整系数掘进工作面空气温度（℃） 配风调整系数K 温18～20 1.0020～23 1.00～1.1023～26 1.10～1.2526～28 1.25～1.428～30 1.4～1.6③按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量:每人供风量≮4m3/min：Q 掘3&4N （m3/min） （3－3）每千克炸药供风量≮25m3/min：Q 掘4&25A 药（m3/min） （3－4）式中：N――掘进工作面最多人数；A 药――一次爆破炸药最大用量，Kg。④按风速进行验算:岩巷掘进最低风量， Q 岩掘&9S 掘max （ m3/min）煤巷掘进最低风量， Q 煤掘&15S 掘max （m3/min）岩煤巷道最高风量， Q 掘&240S 掘min （m3/min）式中：S 掘max――局部通风机供风巷道的最大净断面积，m2；S 掘min――局部通风机供风巷道的最小净断面积，m2。（2）局部通风机选型①局部通风机工作风量计算Q 扇= Q 掘×P m3/min （3－5）式中：Q 扇――局部通风机工作风量，m3/min；如有实测百米漏风率P100，可按公式（3－6）计算，当无实测资料时，应按公式（3－5）计算。Q 扇= Q 掘/（1- L× P100/100） （3－6）L――风筒长度，m；P――局部通风机供风巷道风筒漏风系数，柔性风筒应按下式计算：P=1/（1-nL 接）， （3－7）n――风筒接头数；L 接――一个接头漏风率，反压边连接时，L 接=0.002。②局部通风机工作风压计算根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机工作风压值：hft =Rp*Q 扇*Q 掘Pa （3－8）式中：Rp――压入式风筒的总风阻，N.S2/m8 ；风筒风阻是由摩擦风阻、局部风阻组成，其大小取决于风筒的直径、接头方式、风筒总长度、风压、单节风筒长度、风筒的材质等，如有实测百米风阻值R100，可按公式（3－9）计算，当无实测资料时，应按公式（3－10）计算。hft――压入式局部通风机全风压，Pa；Rp＝R100×（L/100）， （3－9）Rp＝6.5α×L/（d5）+（n×ζj0+∑ζbei＋ζin）×［ρ/（2s2）］ （3－10）α――风筒摩擦阻力系数（无实测资料时可参用表5），N.S2/m4；L――风筒长度，m；d――风筒直径，m；ρ――空气密度，kg/m3；s――风筒断面积，m2；n――风筒接头个数；ζj0――风筒接头局部阻力系数（无实测资料时可参用表5）；ζbei――风筒拐弯局部阻力系数（无实测资料时可参用表6）；ζin――风筒入口局部阻力系数，当入口处完全修圆时，取ζin ＝0.1；不加修圆的直角入口时，取ζin＝0.5～0.6。表5 胶质风筒α、ζj0 选用范围参考表风筒直径（mm）摩擦阻力系数α（N.S2/m4） 接头局部阻力系数ζj0 备注300 0.0053400 0.00490.15500 0.0045600 0.00410.15～0.13700 0.0038800 0.003290.13～0.09接头为插接、反边接头表6 胶质风筒拐弯局部阻力系数参考表拐弯角度20° 40° 60° 80° 90° 100°ζbei 0.18 0.4 0.62 1.0 1.25 1.55③选择合适局部通风机根据工作风压、风量和局部通风机的性能曲线，选择合适的局部通风机。④根据所选用局部通风机型号，确定局部通风机的工作风量。局部通风机的工作风量范围应以该局部通风机出厂说明书中提供的有效风量范围为准，各矿必须保存好局部通风机出厂说明书，以此为矿井配风计算和局部通风机选型的凭证，无此资料时，可参考表7 选取。表7 部分局部通风机选型表型号功率（KW） 级数建议Q 扇（m3/min） 风压Pa 备注JBT-51 5.5 1 225-145 245-1177JBT-52 11 2 225-145 490-2350JBT-61 14 1 390-250 343-1569JBT-62 28 2 390-250 686-3139DSFA-5 2×5.5 2 230-150 350-2800DSFA-5.6 2×15 2 395-230 450-4850FBD5/2×5.5 2×5.5 2 200-140 500-2800FBD5/2×7.5 2×7.5 2 240-180 700-3200FBD5.6/2×11 2×11 2 350-240 800-3700FBD6/2×15 2×15 2 400-300 FBD6/2×22 2×22 2 500-380 FBD6/2×30 2×30 2 600-430 FBD6/2×55 2×55 2 0-5800（3）局部通风机安装处巷道全风压供风量的计算:Q 掘全=∑Q 扇实+60×V 安×S 安（m3/min） （3－11）式中：Q 掘全――局部通风机安装处巷道的全风压供风量，m3/min；∑Q 扇实――安装在同一地点并联通风的各局部通风机实际工作风量之和，m3/min。可现场实测或参考表7 选取，供风长度小时取大值，反之取小值。V 安――局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，m/s。安装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而外，还应保证局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷回风口之间的风速，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。风速岩巷取≥0.15m/s、煤巷和半煤巷取≥0.25m/s；S 安――局部通风机吸入口至局部通风机供风巷道回风口之间的巷道断面，m2。4、井下硐室需要风量计算按矿井各个独立通风硐室需要风量的总和确定：∑Q 硐=Q 硐1+Q 硐2+Q 硐3+...+Q 硐n （m3/min） （4－1）式中：∑Q 硐――所有独立通风硐室需要风量总和，m3/min；Q 硐1、Q 硐2、Q 硐3、⋯、Q 硐n――不同独立通风硐室需要风量，按硐室配风原则计算，并与徐矿集团实际配风情况相比，取其最大值，m3/min。（1）井下不同硐室配风原则：井下爆炸材料库配风必须保证每小时4 次换气量：Q 库=4V/60=0.07V （m3/min） （4－2）式中：Q 库――井下爆炸材料库需要风量，m3/min；V――井下爆炸材料库的体积（包括联络巷在内的爆炸材料库的空间总体积），m3。井下充电室，应按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算风量。机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风。选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。（2）根据经验和集团公司实际配风情况，井下硐室供风量应为：①排水泵房主排水泵房：Q≮150 m3/min；采区排水泵房：Q≮80 m3/min。②空气压缩机房装机总容量＞80m3 的：Q≮150 m3/min；装机总容量在60～80m3 的：Q≮120 m3/min；装机总容量40～60m3 的：Q≮100 m3/min；装机总容量≤40 m3 的：Q≮80 m3/min。③充电硐室充电硐室配风量Q＝100～150 m3/min。④绞车房直径2.0m 及以上绞车房的：Q≮80 m3/min；直径1.6m 以上绞车房的：Q≮60 m3/min；直径1.2m 以上绞车房的：Q≮50 m3/min；直径1.2m 以下绞车房的：Q≮30 m3/min；⑤变电所中央变电所：Q≮70 m3/min；采区变电所：Q≮50 m3/min；⑥其它机电硐室Q≮30 m3/min。⑦爆破材料库大型爆破材料库：Q≮120 m3/min；中型爆破材料库：Q≮100 m3/min；小型爆破材料库：Q≮80 m3/min；爆破材料发放站：Q≮60 m3/min。5、其它巷道需要风量计算按矿井各个其它巷道需要风量的总和确定：∑Q 其它=Q 其1+Q 其2+Q 其3+...+Q 其n （m3/min） （5－1）式中：Q 其1、Q 其2、Q 其3、...、Q 其n――各其它巷道需要风量，m3/min。按瓦斯涌出量计算：Q 其i=100×qCH4×K 其通（m3/min） （5－2）式中：Q 其i――第i 个其它巷道需要风量，m3/min；qCH4――第i 个其它巷道最大瓦斯绝对涌出量，m3/min；K 其通――其它巷道瓦斯涌出不均衡系数，取K 其通＝1.2～1.3；100――其它巷道中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按其风速验算:Q 其它i&9×S 其i （m3/min） （5－3）架线机车巷中的风速验算:Q 其它架线机车＞60×S 其I （5－4）式中： S其i――第i 个其它巷道断面，m2。三、矿井有关通风参数的计算方法1、矿井有效风量是指风流通过井下各用风地点实测风量之和（包括独立通风采煤工作面、掘进工作面、备用工作面、硐室及其它用风巷道）。矿井有效风量计算：Q 有效=∑Q 采i+∑Q 掘全i+∑Q 硐i+∑Q 备i＋∑Q 其它i （m3/min） （6－1）式中：Q 有效――矿井有效风量，m3/min；∑Q 采i――矿井独立通风采煤工作面实测风量之和，m3/min；∑Q 掘全i――矿井独立通风掘进工作面局部通风机安装处全风压实测风量之和，m3/min；∑Q 硐i――矿井独立通风硐室实测风量之和，m3/min；∑Q 备i――矿井独立通风备用工作面实测风量之和，m3/min；∑Q 其它i――矿井其它独立用风巷道实测风量之和，m3/min。2、矿井有效风量率（E）是矿井有效风量与各台主要通风机工作风量总和之比。矿井有效风量率计算：E＝Q 有效÷∑Q 主通i×100 （6－2）式中：E――矿井有效风量率，%；Q 有效――矿井有效风量，m3/min；∑Q 主通i――各台主要通风机工作风量总和，m3/min。3、矿井外部漏风量是指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量之和。矿井外部漏风量计算：∑Q 外漏＝∑Q 主通i－∑Q 井i （m3/min） （6－3）式中：∑Q 外漏――矿井外部漏风量之和，m3/min；∑Q 主通i――各台主要通风机工作风量总和，m3/∑Q 井i――各回风井的实测风量之和，m3/min。4、矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机工作风量总和之比。矿井外部漏风率计算：L＝∑Q 外漏÷∑Q 主通i×100 （6－4）式中：L――矿井外部漏风率，%。∑Q 外漏――矿井外部漏风量之和，m3/min；∑Q 主通i――各台主要通风机工作风量总和，m3/min。5、矿井内部漏风量是指矿井实际总进风量与矿井有效风量之差。矿井内部漏风量计算：Q 内漏＝Q 实进－Q 有效（m3/min） （6－5）式中：Q 内漏――矿井内部漏风量，m3/min；Q 实进――矿井实际总进风量，m3/min；Q 有效――矿井有效风量，m3/min。6、矿井主要通风机工作风量（排风量），应等于矿井的实际总回风量、外部漏风量之和。7、矿井总进风量比（G）是反映矿井通风能力大小的指标，该值合理范围应在100%＜G＜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G≤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。矿井总进风量比计算：G＝Q 实进÷Q 矿×100 （6－6）式中：G――矿井总进风量比，%；Q 实进――矿井实际总进风量，m3/min；Q 矿――矿井需要总进风量，m3/min。8、矿井等积孔（A）是用以表示矿井通风难易程度的指标。①单风井矿井等积孔计算：HQ A 主通19 . 1 = （6－7）式中：A――矿井等积孔，m2；Q 主通――主要通风机工作风量，m3/s；H――主要通风机的静压，Pa。②多风井矿井等积孔计算：∑ ∑∑ =主通主通Q / H QQ19 . 1i iA （6－8）式中：A――矿井等积孔，m2；∑Q 主通――各台主要通风机工作风量总和，m3/s；∑QiHi――各台主要通风机工作风量和对应的主要通风机静压乘积之和，Pa.m3/s。∑QiHi= Q1H1＋Q2H2＋⋯＋QnHn9、矿井内部漏风系数是指矿井实际总进风量与矿井总有效风量之比。矿井内部漏风系数计算：K＝Q 实进÷Q 有效（6－9）式中：K――矿井内部漏风系数；Q 实进――矿井实际总进风量，m3/min；Q 有效――矿井有效风量，m3/min。10、计算矿井有效风量、有效风量率、漏风量、漏风率、漏风系数及主要通风机工作风量时，风量均应换算成标准状态下的风量，可按下式计算：Q 标＝Q 测×ρ测÷1.2 （6－10）式中：Q 标――标准状态下的风量，m3/min；Q 测――测定地点的实际风量，m3/min；ρ测――测定地点的空气密度，kg/m3；1.2――标准状态下矿井空气密度，kg/m3。四、矿井通风能力核算方法矿井通风能力是指矿井主要通风机在实际工况点时对应的矿井实际总进风量可供生产煤炭量的能力。矿井有两个及以上通风系统时，应按照每一个通风系统分别进行通风能力核定，矿井通风能力为每一通风系统通风能力之和。1、矿井通风能力核定采用总体核[1]&&
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