2023中級 煤礦安全專業(yè)實務 計算專題-彩底單頁

101 通風專題計算通風專題計算基本概念及定律風速

v（m/s）包括真實風速、測量風速、平均風速風量

Q（m3/s）

=ksv（斷面積乘以真風速乘以校正系數(shù)）風阻R=

????3(N

·s2/m8或者kg/m7)摩擦阻力h=???

?2

(

Pa)?3局部阻力等于10%-20%的通風總阻力通風阻力等于局部阻力+摩擦阻力?等積孔A

=

1.19

(m2)2通風專題計算011、通風阻力定律h=RQ22、風量平衡定律：風路中任一匯點或閉合風路的風量代數(shù)和等于零（流入等于流出）3、風壓平衡定律：任何一個閉合回路內(nèi)的風壓，各個風壓的代數(shù)和等于零4、自然風壓=密度差乘以高度乘以重力加速度5、半圓拱形面積=巷寬×（巷高+0.39×巷寬）三心拱形面積=巷寬×（巷高+0.26×巷寬）梯形面積=（上底+下底）×巷高÷2矩形面積=巷寬×巷高301串聯(lián)并聯(lián)風量總風量等于各分支的風量總風量等于各分支的風量之和風壓總風壓（阻力）等于各分支風壓（阻力）之和總風壓等于各分支風壓風阻總風阻等于各分支風阻之和并聯(lián)風網(wǎng)總風阻與各分支風阻無線性關系等積孔串聯(lián)風路等積孔與各分支等積孔間無線性關系并聯(lián)風網(wǎng)等積孔等于各分支等積孔之和4通風專題計算01高速風表（v=0.8~25m/s）中速風表（v=0.5~10m/s）低速風表（v=0.3~0.5m/s）01風表的校正由于風表本身構(gòu)造和其他因素的影響，翼輪的轉(zhuǎn)速即表速不能反映真實風速，因此必須進行校正。根據(jù)風表校正儀得出的數(shù)據(jù)，將表速與真實風速之間的關系記載與風表的校正圖表上。01從風表校正曲線圖上可以看出表速與真實風速關系可用下式表示：ｖ真=

a＋bv表式中ｖ真—真實風速，m/s；a——表明風表啟動初速的常數(shù)，決定于風表轉(zhuǎn)動部件的慣性和摩擦力；b——校正常數(shù)，決定于風表的構(gòu)造尺寸；ｖ表—風表的指示風速，簡稱表速，m/s;01測風方法空氣在井巷中流動時，由于受到內(nèi)外摩擦的影響，風速在巷道斷面內(nèi)的分布是不均勻的，在巷道軸心部分最大，而靠近巷道周壁風速最小，通常所說的風速是指平均風速而言，故用風表測風必須測出平均風速。為了測得巷道斷面上的平均風速，測風時可采用線路法或定點法。01根據(jù)風表的移動路線不同測風方法可分為：（1）定點測風法 （2）線路測風法01根據(jù)測風員的站姿不同測風方法可分為：迎面法和側(cè)身法2種（1）迎面法是測風員面向風流方向，手持風表，將手臂向正前方伸直進行測風。此時因測風人員立于巷道中間，阻擋了風流前進，降低了風表測得的風速。為了消除測風時人體對風流影響，須將測算的真實風速乘以校正系數(shù)（K=1.14）才能得出實際平均風速。01側(cè)身法是測風人員背向巷道壁站立，手持風表，將手臂向風流垂直方向伸直，然后測風。用側(cè)身法測風時，測風人員立于巷道內(nèi)減少了通風斷面，從而增大了風速，需對測風結(jié)果進行校正，其校正系數(shù)按下式計算：式中

K——測風校正系數(shù)S——測風站的斷面積，m20.4——測風人員阻擋風流的斷面積，m20101用機械式風表測風步驟測風員進入測風站或待測巷道中，先估測風速范圍，然后選用相應量程的風表。取出風表和秒表，先將風表指針和秒表回零，然后使風表葉輪平面迎向風流，并與風流垂直，待葉輪轉(zhuǎn)動正常后（約20s~30s），同時打開風表的計數(shù)器開關和秒表，在1min內(nèi)，風表要均勻地走完測量路線（或測量點），然后同時關閉秒表和計數(shù)器開關，讀取風表指針讀數(shù)。為保證測風準確，一般在同一地點要測3次，取平均值，并按下式計算表速。01式中v表——風表測得的表速，m/sn——風表刻度盤的讀數(shù)，取三次平均值，mt——測風時間，一般60s01（3）根據(jù)表速查風表校正曲線，求出真實風速V真。（4）根據(jù)測風員的站資，將真實風速乘以校正系數(shù)K得實際平均風速V均，即：

V均=kV真迎面法：K=1.14側(cè)身法：01（5）根據(jù)測得的平均風速和測風站的斷面積，按下式計算巷道通過的風量Q=V均S式中Q——測風巷道通過的風量，m3

/s；S——測風站的斷面積，m2；01【2020】某煤礦瓦斯涌出量較大，自然發(fā)火嚴重，礦井通風總阻力h為2880Pa、礦井總風量Q為7200m3/min。進回風井口標高均為＋50m，開采水乎標高為一350m。2017年3月該礦進行改擴建，通風系統(tǒng)發(fā)生重大變化。為保證礦井安全生產(chǎn)，提高礦井的抗災能力，該礦決定進行全面的通風系統(tǒng)優(yōu)化改造。通風科編制了通風阻力測定方案，制定了相關安全措施，組織相關部門進行全礦井通風阻力測定。鑒于礦井通風系統(tǒng)線路長、坡度大、直角拐彎多、巷道內(nèi)局部堆積物較多、有礦車滯留現(xiàn)象、盤區(qū)內(nèi)設置有較多調(diào)節(jié)風窗．決定采用氣壓計法測定礦井通風阻力，迎面法進行測風。測量儀器有干濕球溫度計、精密氣壓計、機械式葉輪風表（高、中、低速）和巷道尺寸測量工具等。其中，風表啟動初速度設定為0，校正系數(shù)為1.201經(jīng)測定，礦井進風井空氣密度為1.25kg/m3，回風井空氣密度為1.20kg/m3；石門測風站巷道凈斷面為10m2，風表的表風速為5m/s，二盤區(qū)下部的3211回采工作面的風量為1200m3/min，分三段測定了該回采工作面的通風阻力，其中進風巷通風阻力為44Pa，作業(yè)面通風阻力為60Pa，回風巷通風阻力為40Pa。根據(jù)通風阻力測定結(jié)果，通風科等部門掌握了礦井風量和通風阻力分布情況，對礦井通風系統(tǒng)進行了分析評價，并針對部分高阻力巷道采取了降阻優(yōu)化措施。011.計算該煤礦自然風壓、石門測風站風量及礦井總風阻。2.計算3211回采工作面（包括進風巷、作業(yè)面、回風巷）的通風阻力、風阻和等積孔。（保留小數(shù)點后兩位）011.自然風壓：HN=Zg(ρm1-ρm2)=(50+350)×9.8×(1.25.-1.20)=196(Pa）石門測風站風量：Q石＝ksv=1.2×10×5=60(m3/s).礦井總風阻R

=??21202=2880=0.2N?

s2/m8012.

3211回采工作面通風阻力：h3211=44十60+40＝144（Pa）風阻R

=??2202=144=0.36N?

s2/m8?等積孔A

=

1.19=1.98m201瓦斯專題計算瓦斯涌出量Q絕＝Q*C式中：

Q絕——絕對瓦斯涌出量，?/min；Q——回風量，?/min；C——風流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。Q相=

?絕?01【2021】某礦井有1個綜采工作面，2個煤巷掘進工作面，1個巖巷掘進工作面。其中，綜采工作面日生產(chǎn)煤量5000t，煤巷掘進工作面日生產(chǎn)總煤量250t。礦井煤層瓦斯含量為6m3/t，不可解吸瓦斯量為3.1m3/t。封閉采空區(qū)的瓦斯抽）m3/min。采量為1.5m3/min。礦井絕對瓦斯涌出量為（A.

10.57B.

12.07C.

23.38D.9.0701【答案】B【解析】

（6-3.1）（5000+250）/（24×60）+1.5=12.07（m3/min）。01治水計算專題某煤礦施工探放水鉆孔的巷道高為3m，寬為2.5m，標高為-600m，經(jīng)測定，水頭標高為-300m，煤的抗拉強度kp為0.16MPa，若安全系數(shù)A取4，根據(jù)公式a＝0.5AL

3p（式中：a—超前距（或幫距）m;L—巷道的跨度，m;P－水頭壓力，kpMPa）計算，則該巷道探放水鉆孔的超前距為（)m。（重力加速度g按10m/s2取值）01A.37.5B.45.0C.53.0D.63,6【答案】B【解析】01煤層位于含水層上方且斷層導水時防隔水煤（巖）柱的留設1.在煤層位于含水層上方且斷層導水的情況下（附圖6-5），防隔水煤（巖）柱的留設應當考慮2個方向上的壓力：一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力；二是斷層水在順煤層方向上的壓力。01當考慮底部壓力時，應當使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全防隔水煤（巖）柱寬度Ha的計算值，但不得小于20m。其計算公式為式中

L—防隔水煤（巖）柱寬度，m；Ha—安全防隔水煤（巖）柱的寬度，mα—斷層傾角，（°）。當考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時，按附錄六之二計算煤柱寬度。根據(jù)以上兩種方法計算的結(jié)果，取用較大的數(shù)值，但仍不得小于20m