煤礦需要風(fēng)量計(jì)算

1、12 -煤礦需要風(fēng)量計(jì)算礦井具有完整獨(dú)立的通風(fēng)、防塵、防滅火系統(tǒng)及安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)合理、通風(fēng)設(shè)施齊全等。具備AQ1056-2008煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的核定通風(fēng)系統(tǒng)能力的必備條件。根據(jù)AQ1056-2008煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)，采用方法二由里向外核算法進(jìn)行核算。目前，該礦主要用風(fēng)地點(diǎn)有：2個(gè)采煤工作面（21091工作面、11040準(zhǔn)備工作面）；1個(gè)掘進(jìn)工作面（21071上付巷）；4個(gè)獨(dú)立配風(fēng)硐室（中央泵房、避難硐室、乳化泵房、21采區(qū)泵房）。2.1 礦井需要風(fēng)量的計(jì)算原則 礦井需要風(fēng)量的計(jì)算原則為：無(wú)論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算依據(jù)，分別計(jì)算出各個(gè)用

2、風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量，從而求出該地區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量，即由采、掘工作面、硐室和其它用風(fēng)地點(diǎn)到各個(gè)采區(qū)最后得出全礦井總風(fēng)量。2.2 礦井需要風(fēng)量計(jì)算方法礦井需要風(fēng)量按各采掘工作面、硐室及其它用風(fēng)巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算，包括按規(guī)定配備的備用工作面需要風(fēng)量，現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)保證各用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠地供風(fēng)。 Qrs(Qcf+Qhf+Qur+Qsc+Qrl)kaq (3-1) 式中：Qrs 礦井需要風(fēng)量，m/min;Qcf 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m/min ；Qhf 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m/min；Qur 硐室實(shí)際需要風(fēng)量，m/min；Qsc 備用工作面

3、實(shí)際需要風(fēng)量，m/min；Qrl 其他用風(fēng)巷道實(shí)際需要風(fēng)量，m/min；kaq 礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)(抽出式取l.151.20。壓入式取1.251.30)。該礦為抽出式通風(fēng)，取kaq=1.2。2.3 采煤工作面（包括備用工作面）實(shí)際需要風(fēng)量的計(jì)算每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。（1）按氣象條件計(jì)算 Qcf =6070vcfScf kchkcl(3-2)式中：vcf 采煤工作面的風(fēng)速，按采煤工作面進(jìn)風(fēng)流的溫度，按表3-1選取；井下測(cè)風(fēng)點(diǎn)溫度21091工作面19、11040工作面18，故均取v

4、cf=1m/s。Scf 采煤工作面的平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算；根據(jù)采煤工作面作業(yè)規(guī)程，21091工作面采高平均2.0m，最大和最小控頂距分別為2.4m、3.4m；11040工作面采高平均2.0m，最大和最小控頂距分別為2.4m、3.4m。所以，21091工作面：Scf =(2.5+3.6)/22.0=6.1()。11040工作面：Scf =(2.5+3.6)/22.0=6.1()。kch采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，具體取值見(jiàn)表3-2；11001工作面取1.0，13012工作面取1.0。kcl采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)，具體取值見(jiàn)表3-3；11040工作面長(zhǎng)度250m，取kc

5、l=1.3。21091工作面長(zhǎng)度275m，取kcl=1.4。70有效通風(fēng)斷面系數(shù)；60為單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。故：11040工作面：Qcf =600.716.11.01.3=333.06m/min；21091工作面：Qcf =600.716.11.01.4=358.68m/min。表3-1 采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫與對(duì)應(yīng)風(fēng)速采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫（）采煤工作面風(fēng)速（ms-1）201.020231.01.523261.51.8表3-2 kch采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)采高m2.02.02.52.5及放頂煤面系數(shù)（kch）1.01.11.2表3-3 kcl采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)采煤工作面長(zhǎng)度m長(zhǎng)度風(fēng)量調(diào)整系數(shù)

6、（kcl）150.815800.80.9801201.01201501.11501801.21801.301.40（2）按照瓦斯涌出量計(jì)算 Qcf=100qcgkcg (3-3)式中： qcg采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。進(jìn)行計(jì)算；kcg采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量和月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值；100按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過(guò)1的換算系數(shù)。根據(jù)煤礦瓦斯檢查日?qǐng)?bào)表，當(dāng)月21091工作面回風(fēng)流中最大瓦斯?jié)舛葹?.04，平均瓦斯?jié)舛葹?.03；11040工作面回風(fēng)流中最大瓦斯?jié)舛葹?.04，平均瓦斯?jié)舛?/p>

7、為0.03；又根據(jù)瓦斯檢查日?qǐng)?bào)表同時(shí)提供的當(dāng)月的通風(fēng)系統(tǒng)圖，21091工作面回風(fēng)385m/min，11040工作面回風(fēng)356m/min。故21091工作面：qcg =0.04385=0.15m/min11041工作面：qcg =0.04356=0.14m/min采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)為1.8所以，21091工作面：Qcf=100qcgkcg=1000.151.8=27m/min11040工作面：Qcf=100qcgkcg=1000.141.8=25.2m/min（3）按照二氧化碳涌出量計(jì)算 Qcf=67qcckcc (3-4)式中：qcc采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌

8、出量，m3/min；kcc采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量和月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值；67按采煤工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過(guò)1.5的換算系數(shù)。根據(jù)2013年4月份天河煤礦瓦斯檢查日?qǐng)?bào)表和通風(fēng)系統(tǒng)圖顯示，當(dāng)月井下測(cè)風(fēng)地點(diǎn)回風(fēng)流中二氧化碳濃度平均為0.08，井下作業(yè)地點(diǎn)的最大二氧化碳濃度不超過(guò)0.1。因此，二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)取1.3。則:11001工作面：Qcf=67qcckcc = 675100.11.3 =44.42 m/min13012工作面：Qcf=67qcckcc = 675210.11.3 =4

9、5.38m/min（4）按炸藥量計(jì)算一級(jí)煤礦許用炸藥 Qcf25Acf(3-5)式中：Acf采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg；11001工作面取3.6 kg，13012工作面取3.6kg。25每千克一級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量， m3/min。所以:11001工作面：Qcf =25A=253.6=90m/min13012工作面：Qcf=25A=253.6=90m/min綜合以上計(jì)算，采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量：11001工作面 Qcf =219.24m/min220m/min13012工作面 Qcf=341.04 m/min350 m/min（5）按工作人員數(shù)量驗(yàn)算 Qcf4Ncf (3-6)式

10、中：Ncf 采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人；依據(jù)作業(yè)規(guī)程，11001工作面30人，13012工作面30人；4每人需風(fēng)量，m/min。 11001工作面：Qcf4Ncf=430=120m/min13012工作面：Qcf4Ncf=430120m3/min。綜合上述計(jì)算結(jié)果，11001工作面：Qcf=510m/min220m/min，符合要求。13012工作面：Qcf=681 m/min350m/min，符合要求；所以能夠滿足要求。（6）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算a)驗(yàn)算最小風(fēng)量Qcf600.25Scb (3-7) Scb =lcbhcf70% (3-8)b)驗(yàn)算最大風(fēng)量 Qcf604.0Scs (3-9)S

11、cs=lcshcf70% (3-10)式中：Scb采煤工作面最大控頂距有效斷面積，；lcb采煤工作面最大控頂距，m；兩采面均為3.4m；hcf采煤工作面實(shí)際采高，m；11001工作面2.0m，13012工作面2.0m；Scb采煤工作面最小控頂距有效斷面積，；lcs采煤工作面最小控頂距，m ；兩采面均為2.4 m；0.25采煤工作面允許的最小風(fēng)速，m/s；70%有效通風(fēng)斷面系數(shù)；4.0采煤工作面允許的最大風(fēng)速，m/s。因此，驗(yàn)算最小風(fēng)量11001工作面：Qcf600.25Scb=600.253.42.070%=71.4 m/min。Qcf=220 m/min符合要求。13012工作面：Qcf60

12、0.25Scb=600.253.42.070%=71.4m/min。Qcf=350 m/min符合要求。驗(yàn)算最大風(fēng)量11001工作面：Qcf604.0Scs=604.02.42.070%=806.4m/min。Qcf=220m/min符合要求。13012工作面：Qcf604.0Scs=604.02.42.070%=806.4m/min。Qcf=350 m/min符合要求。通過(guò)以上的風(fēng)量計(jì)算及驗(yàn)算結(jié)果，選取最大的風(fēng)量11001工作面Qcf =220m/min 、13012工作面Qcf =681m/min能夠滿足工作面安全生產(chǎn)需要，工作面環(huán)境發(fā)生變化時(shí),通風(fēng)科要隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，根據(jù)實(shí)際瓦斯涌出量和工

13、作面工人工作的最適宜環(huán)境隨時(shí)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。（7）根據(jù)2013年4月天河煤礦礦井下測(cè)風(fēng)情況，采煤工作面實(shí)際進(jìn)風(fēng)量為11001工作面510m/min、13012工作面681m/min，該風(fēng)量均滿足步驟（6）的要求。（8）驗(yàn)算風(fēng)量是否滿足回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1的要求。根據(jù)上述第（2）步驟，可知：11001工作面回風(fēng)巷最大瓦斯?jié)舛葹?.08，回風(fēng)量510m/min ，故回風(fēng)巷最大絕對(duì)瓦斯涌出量為0.0008805=0.644m/min 。故回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1時(shí)的要求最小需風(fēng)量為0.644/0.01=64.4510m/min，風(fēng)量滿足要求。13012工作面回風(fēng)巷最大瓦斯?jié)舛葹?.05，風(fēng)量681m/

14、min ，故回風(fēng)巷最大絕對(duì)瓦斯涌出量為0.0005681=0.34m/min 。故回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1時(shí)的要求最小需風(fēng)量為0.34/0.01=34681m/min，風(fēng)量滿足要求。綜合上述，生產(chǎn)的采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量Qcf=220+350=570m/min。（9）備用工作面風(fēng)量取值備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣象條件等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量，且最少不應(yīng)低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50。13062準(zhǔn)備工作面與13012工作面相鄰，煤層賦存條件和開(kāi)采條件相近，采煤方法相同，故13062準(zhǔn)備工作面實(shí)際需要風(fēng)量取13012工作面風(fēng)量的50。所以，13062準(zhǔn)備工作面Qsc = Qcf 50

15、=35050= 175m/min。2.4 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的計(jì)算每個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。（1）按照瓦斯涌出量計(jì)算 Qhf=100qhgkhg (3-11)式中：qhg 掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，mmin。抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量進(jìn)行計(jì)算。khg掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量和月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值。100按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過(guò)1的換算系數(shù)。根據(jù)天

16、河煤礦瓦斯檢查日?qǐng)?bào)表， 11032上付巷工作面回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.05，平均瓦斯?jié)舛葹?.02；11032下付巷工作面回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.05，平均瓦斯?jié)舛葹?.03；15皮帶巷工作面回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.06，平均瓦斯?jié)舛葹?.05。又根據(jù)當(dāng)月的礦井測(cè)風(fēng)報(bào)表和通風(fēng)系統(tǒng)圖，11032上付巷工作面回風(fēng)180 m/min，11032下付巷工作面回風(fēng)190m/min，15皮帶巷回風(fēng)聯(lián)巷上段工作面回風(fēng)170 m/min。故工作面日最大絕對(duì)瓦斯涌出量為11032上付巷：0.051800.09m/min11032下付巷：0.051900.095m/min15皮帶巷：0.061920.115m/m

17、in日平均絕對(duì)瓦斯涌出量為11032上付巷：0.021800.036m/min11032下付巷：0.031900.057m/min15皮帶巷：0.051920.096m/min掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)11032上付巷：khg=0.05/0.022.51032下付巷：khg=0.05/0.031.6715皮帶巷： khg=0.06/0.051.2所以，掘進(jìn)工作面需風(fēng)量11032上付巷：Qhf=100qhgkhg=1000.0362.5= 9 m /min11032下付巷：Qhf=100qhgkhg=1000.0571.67=9.52m/min15皮帶巷：Qhf=100qhgkhg=

18、1000.0961.2=11.52m/min（2）按照二氧化碳涌出量計(jì)算 Qhf=67qhckhc(3-12)式中：qhc 掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌出量，mmin。khc掘進(jìn)工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量和月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值。67按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過(guò)1.5的換算系數(shù)。根據(jù)天河煤礦瓦斯檢查日?qǐng)?bào)表和通風(fēng)系統(tǒng)圖顯示，當(dāng)月井下測(cè)風(fēng)地點(diǎn)回風(fēng)流中二氧化碳濃度平均為0.9，井下作業(yè)地點(diǎn)的最大二氧化碳濃度不超過(guò)0.13。因此，二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)取1.3。故:掘進(jìn)工作面日最大絕對(duì)二氧化碳

19、涌出量為11032上付巷：0.131800.23m/min11032下付巷：0.11900.19m/min15皮帶巷：0.081920.15m/min日平均絕對(duì)二氧化碳涌出量為11032上付巷：0.11800.18m/min11032下付巷：0.091900.17m/min15皮帶巷：0.061920.12m/min二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)11032上付巷：khh=0.13/0.11.3011032下付巷：khh=0.1/0.091.1115皮帶巷：khh=0.08/0.061.33所以，掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量11032上付巷：Qhf=67qhckhc=670.181.3015.7m/

20、min11032上付巷：Qhf=67qhckhc=670.171.1112.6m/min15皮帶巷：Qhf=67qhckhc=670.121.33=10.7m/min（3）按炸藥量計(jì)算一級(jí)煤礦許用炸藥Qhf25Ahf (3-13)式中：Ahf掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg；11032上付巷取5.55kg，11032下付巷和15皮帶巷取5.55kg；25每千克一級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量， m3/min。所以，掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量11032上付巷：Qhf25Ahf =255.55=138.75 m3/min11032下付巷：Qhf25Ahf =255.55=138.75 m3/min15皮帶巷

21、：Qhf25Ahf =255.55=138.75 m3/min（4）按局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量計(jì)算a) 無(wú)瓦斯涌出的巖巷Qhf=QafI +600.15Shd (3-14)b) 有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷Qhf=QafI +600.25Shd (3-15)式中：Qaf局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量， m3/min；根據(jù)當(dāng)月的礦井測(cè)風(fēng)報(bào)表和通風(fēng)系統(tǒng)圖，11032上付巷工作面風(fēng)量115m/min、11032下付巷工作面風(fēng)量115m/min、15皮帶巷工作面風(fēng)量115 m/min。I 掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)；0.15無(wú)瓦斯涌出巖巷的允許最低風(fēng)速；0.25有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷允許的最低風(fēng)

22、速；Shd局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道最大斷面積，m2。所以，掘進(jìn)工作面需風(fēng)量11032上付巷：Shd =6.7，Qaf=1151+600.256.7=215.5 m/min11032下付巷：Shd =6.7，Qaf=1151+600.256.7=215.5 m/min 15皮帶巷：Shd =6.7，Qaf=1921+600.256.7=215.5m/min （5）按工作人員數(shù)量驗(yàn)算 Qhf4Nhf (3-15)式中：Nhf 掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人；4每人需風(fēng)量，m/min 11032上付巷：Nhf=12人，Qhf4Nhf=412=48m/min1032下付巷：Nhf=12人，

23、Qhf4Nhf=412=48 m/min15皮帶巷：Nhf=12人，Qhf4Nhf=412=48 m/min按上述計(jì)算，掘進(jìn)工作面風(fēng)量符合要求。（6）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 a) 驗(yàn)算最小風(fēng)量Qhf600.25Shf (3-16)式中：Shf掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，m2。故，11032上付巷：Shf =6.5，Qhf600.256.5= 97.5m/min，符合要求。11032下付巷：Shf =6.5，Qhf600.256.5=97.5m/min，符合要求。15皮帶巷：Shf =6.5，Qhf600.256.5=97.5m/min，符合要求。b ) 驗(yàn)算最大風(fēng)量Qhf604.0Shf(3-17)式中：Shf掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，m2。11032上付巷：Shf =6.5，Qhf604.06.5= 1560m/min，符合要求。11032下付巷：Shf =6.5，Qhf604.06.5= 1560m/min，符合要求。15皮帶巷：Shf =6.5，Qhf604.06.5= 1560m/min，符合要求。通過(guò)以上的風(fēng)量計(jì)算及驗(yàn)算結(jié)果，掘進(jìn)工