煤業(yè)集團礦井風量計算標準

礦井風量計算標準一、總則1、礦井風量計算原則：既能保證安全生產(chǎn)，又能做到經(jīng)濟合理。2、礦井需要的風量必須符合《煤礦安全規(guī)程》（2016版）中有關(guān)條文的規(guī)定。3、新投產(chǎn)采掘工作面的實際需要風量，可參考同一煤層相鄰工作面的空氣溫度、平均絕對瓦斯（二氧化碳）涌出量等參數(shù)進行計算。4、進行礦井或采區(qū)通風能力核定、通風設(shè)計，以及編制采、掘工作面作業(yè)規(guī)程時，風量計算依照本標準執(zhí)行。5、本標準參考《煤礦井工開采通風技術(shù)條件》（AQ1028-2006）、《煤礦通風能力核定標準》（AQ1056-2008）及《煤礦礦井風量計算方法》（MT/T634-2019）制定，適用于集團公司所有生產(chǎn)、停產(chǎn)、基建和改（擴）建礦井。二、礦井實際需要風量的計算按下列要求分別計算,并選取其中的最大值：（一）按井下同時工作的最多人數(shù)計算,每人每分鐘供給風量不得少于４m３。Q礦≥4N礦式中：Q礦——礦井實際需要風量，m3/min；N礦——井下同時工作的最多人數(shù)，人；4——每人需風量，m3/min。（二）按采掘工作面、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量,必須使該地點風流中的甲烷、二氧化碳和其他有害氣體的濃度以及風速、溫度、每人供風量符合規(guī)定。Q礦≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q備+∑Q撤+∑Q其他）×K式中：Q礦——礦井實際需要風量，m3/min；Q采——礦井獨立通風采煤工作面實際需要風量，m3/min；Q掘——礦井獨立通風掘進工作面實際需要風量，m3/min；Q硐——礦井獨立通風硐室實際需要風量，m3/min；Q備——礦井獨立通風備用工作面實際需要風量，m3/min；Q撤——礦井獨立通風撤退工作面實際需要風量，m3/min；Q其他——其他用風巷道實際需要風量，m3/min；K——礦井通風需風系數(shù)，是平衡礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素而采用的系數(shù)。一般情況下，低瓦斯礦井獨立供風采掘工作面數(shù)量少于12個，且最大通風流程小于10km時，取1.15，否則取1.20；高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井取1.20三、采煤工作面實際需要風量的計算（一）U型通風采煤工作面實際需要風量的計算每個采煤工作面實際需要風量，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)生量等分別進行計算，然后取其中最大值。1、按氣象條件計算Q采＝60×70％×V采×S采×k采高×k面長式中：V采——采煤工作面的風速，按采煤工作面進風流的溫度從表1中選取，m/s；S采——采煤工作面的平均斷面積，按最大和最小控頂斷面的平均值計算，m2；（S采=［（工作面最大控頂距+工作面最小控頂距）/2］×工作面實際采高）k采高——采煤工作面采高風量系數(shù)，具體取值見表2；k面長——采煤工作面長度風量系數(shù)，具體取值見表3；70％——采煤工作面有效通風斷面系數(shù)；60——單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。表1采煤工作面進風流氣溫與對應(yīng)風速采煤工作面進風流氣溫/℃采煤工作面風速（m/s）＜201.020～231.0～1.523～261.5～1.826～281.8～2.528～302.5～3.0表2采煤工作面采高風量系數(shù)采高/m＜2.02.0～2.5＞2.5及放頂煤面系數(shù)（k采高）1.01.11.2表3采煤工作面長度風量系數(shù)采煤工作面長度/m長度風量系數(shù)（k面長）＜1501.0150～2001.0～1.3200～2501.3～1.5＞2501.5～1.72、按瓦斯涌出量計算Q采＝100×q采CH4×k采CH4式中：q采CH4——采煤工作面回風巷風流中平均絕對瓦斯涌出量，m3/min。采用抽采的工作面，應(yīng)扣除瓦斯抽采量進行計算；k采CH4——采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)取1.2～1.6。如果實際測定值大于1.2～1.6，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測1個月，日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值）；100——按采煤工作面回風流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過1％的換算系數(shù)。3、按二氧化碳涌出量計算Q采＝67×q采CO2×k采CO2式中：q采CO2——采煤工作面回風巷風流中平均絕對二氧化碳涌出量，m3/min；k采CO2——采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取2。如果實際測定值大于2時，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月，日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值）；67——按采煤工作面回風流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過1.5％的換算系數(shù)。4、按炸藥量計算（1）一級煤礦許用炸藥Q采≥25A采（2）二、三級煤礦許用炸藥Q采≥10A采式中：A采——采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，m3/min；10——每千克二、三級煤礦許用炸藥需風量，m3/min。5、按工作人員數(shù)量計算Q采≥4N采式中：N采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人；4——每人需風量，m3/min。6、取上述1～5條件計算的最大值做為采煤工作面的實際需要風量。行駛車輛的巷道還必須按照不小于4m3/min·kw的標準額外增加風量，核增后的總風量作為該工作面的實際需要風量。Q車=4×P總式中：Q車——使用防爆柴油動力裝置機車的工作面需額外增加的風量，m3/min；P總——同時進入該工作面車輛的總功率，kw。7、按風速進行驗算（1）驗算最小風量Q采≥60×0.25S控maxS控max=l控max×h采高×70%（2）驗算最大風量Q采≤60×4.0S控minS控min=l控min×h采高×70%（3）綜合機械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后，驗算最大風量Q采≤60×5.0S控min式中：S控max——采煤工作面最大控頂有效斷面積，m2；l控max——采煤工作面最大控頂距，m；h采高——采煤工作面實際采高，m；S控min——采煤工作面最小控頂有效斷面積，m2；l控min——采煤工作面最小控頂距，m；0.25——采煤工作面允許的最小風速，m/s；4.0——采煤工作面允許的最大風速，m/s；5.0——綜合機械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后允許的最大風速，m/s。（二）Y型通風采煤工作面實際需要風量的計算Y型通風工作面進風巷分為主要進風巷和輔助進風巷，其中風流直接進入工作面的為主要進風巷，風流直接進入工作面回風巷的為輔助進風巷。主要進風巷和輔助進風巷的風量之和為工作面總需風量，其中：工作面主要進風巷實際需風量計算依照前述“U型通風采煤工作面實際需要風量的計算”方法。工作面輔助進風巷的實際需風量按照以下標準計算，然后取其中最大值。1、按瓦斯涌出量計算Q采輔＝200×q采輔CH4×k采輔CH4式中：Q采輔——工作面輔助進風巷實際需要風量，m3/min；q采輔CH4——工作面輔助進風巷風流中平均絕對瓦斯涌出量，m3/min；k采輔CH4——工作面輔助進風巷瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取2.0。如果實際測定值大于2.0，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測1個月，日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值）；200——按工作面輔助進風巷風流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過0.5％的換算系數(shù)。2、按照二氧化碳涌出量計算Q采輔＝200×q采輔CO2×k采輔CO2式中：q采輔CO2——工作面輔助進風巷平均絕對二氧化碳涌出量，m3/min；k采輔CO2——工作面輔助進風巷二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取2.0。如果實際測定值大于2.0時，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月，日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值）；200——按工作面輔助進風巷風巷風流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過0.5％的換算系數(shù)。3、按照巷道風速計算Q采輔=0.25×60S采輔式中：S采輔——工作面輔助進風巷凈通風斷面積；0.25——工作面輔助進風巷允許的最小風速，m/s；4、按工作人員數(shù)量計算Q采輔≥4N采輔式中：N采輔——工作面輔助進風巷同時工作的最多人數(shù)，人；4——每人需風量，m3/min。5、取上述1～4條件計算的最大值做為工作面輔助進風巷的需要風量。行駛車輛的巷道還必須按照不小于4m3/min·kw的標準額外增加風量，核增后的總風量作為工作面輔助進風巷的實際需風量。（三）布置頂抽巷的采煤工作面實際需要風量的計算工作面實際需要風量除依照前述方法計算外，還必須按照抽采量額外增加工作面進風量。頂抽巷內(nèi)絕對瓦斯涌出量的取值和確定應(yīng)符合表4的規(guī)定。頂抽巷抽采量按照以下標準計算：Q抽=34×q抽×k采ch4式中：Q抽——頂抽巷抽采流量，m3/min；q抽——頂抽巷中平均絕對瓦斯涌出量，m3/min；k采CH4——采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)取1.2～1.6。如果實際測定值大于1.2～1.6，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測1個月，日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值）；34——按頂抽巷中瓦斯的濃度不應(yīng)超過3％的換算系數(shù)。表4采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達到的指標工作面絕對瓦斯涌出量q（m3/min）工作面瓦斯抽采率（%）5≤q＜10≥2010≤q＜20≥3020≤q＜40≥4040≤q＜70≥5070≤q＜100≥60q≥100≥70（四）撤退及備用工作面實際需要風量的計算1、采煤工作面的回撤不屬于正常采煤作業(yè)，工作面配風量應(yīng)滿足按風速、瓦斯、二氧化碳、作業(yè)人員數(shù)量等有關(guān)規(guī)定計算的風量，同時要考慮撤退期間的防火需要，合理配風。2、備用工作面（從工作面圈出到準備完畢待采）的配風量應(yīng)滿足按風速、瓦斯、二氧化碳、作業(yè)人員數(shù)量等有關(guān)規(guī)定計算的風量，且最少不應(yīng)低于同一煤層采煤方式相同的采煤工作面最低需要風量的50％。四、掘進工作面實際需要風量的計算分三步計算：第一步：先按工作面瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、爆破后的有害氣體產(chǎn)生量、巷道允許的最低風速分別進行計算，取其中最大值作為掘進工作面風筒末端的實際需要出風量；第二步：選擇局部通風機?？紤]風筒的漏風因素，確定局部通風機的工作風量（局部通風機需要吸風量），然后根據(jù)局部通風機的工作風量（局部通風機需要吸風量）選擇局部通風機；第三步：按選定的局部通風機實際吸風量，考慮其安裝地點到回風口間的最低風速，計算每個掘進工作面的全風壓實際需要風量。1、按瓦斯涌出量計算Q掘＝100×q掘CH4×k掘CH4式中：Q掘——掘進工作面風筒末端的實際需要出風量，m3/min；q掘CH4——掘進工作面回風流中平均絕對瓦斯涌出量，m3/min。采用抽采的掘進工作面，應(yīng)扣除瓦斯抽采量進行計算；k掘CH4——掘進工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，綜掘工作面取1.5～2.0，炮掘工作面取1.8～2.5。如果實際測定值大于1.5～2.0和1.8～2.5時，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測1個月，日最大絕對瓦斯涌出量和月平均日絕對瓦斯涌出量的比值）；100——按掘進工作面回風流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過1％的換算系數(shù)。2、按二氧化碳涌出量計算Q掘＝67×q掘CO2×k掘CO2式中：q掘CO2——掘進工作面回風流中平均絕對二氧化碳涌出量，m3/min；k掘CO2——掘進工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取2.0，如果實際測定值大于2.0時，取實際測定值（實際測定值為正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測1個月，日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值）；67——按掘進工作面回風流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過1.5％的換算系數(shù)。3、按炸藥量計算（1）一級煤礦許用炸藥Q掘≥25A掘（2）二、三級煤礦許用炸藥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、按工作人員數(shù)量計算Q掘≥4N掘式中：N掘——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人。5、按巷道允許的最低風速計算無瓦斯涌出的巖巷Q掘≥60×0.15S掘有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷Q掘≥60×0.25S掘式中：S掘——掘進工作面巷道的凈斷面積，m2；0.15——無瓦斯涌出的巖巷允許的最低風速，m/s；0.25——有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷允許的最低風速，m/s；按上述1～5條件計算的最大值，作為掘進工作面風筒末端的實際需要出風量Q掘。6、選擇局部通風機（1）局部通風機實際需要吸風量計算根據(jù)掘進工作面風筒末端的實際需要出風量，考慮風筒的漏風因素，按照風筒百m漏風率實測值計算局部通風機的實際需要吸風量。風筒百米漏風率無實測值時，可參考表5，實際取值過程中，應(yīng)遵循就高不就低的原則。Q扇需=Q掘/(1－0.01·L掘·η)Q扇需——局部通風機實際需要吸風量，m3/min；Q掘——掘進工作面風筒末端的實際需風量，m3/min；η——風筒百米漏風率，%；L掘——掘進工作面供風風筒長度，m。表5風筒百米漏風率取值表風筒長度（m）1002003004005006007008009001000η（%）7.416.145.3254.624.324.013.763.63.42風筒長度（m）1200140016001800200022002400260028003000η（%）3.132.892.682.52.342.22.081.961.851.75（2）根據(jù)局部通風機的實際需要吸風量計算值進行風機選型，且選定的局部通風機實際吸風量必須符合以下規(guī)定：Q扇測max≤60×4.0S掘式中：Q扇測max——局部通風機實測最大吸風量（帶變頻器時，可按實際吸風量考慮），m3/min；無實測數(shù)據(jù)時，取額定最大吸風量。S掘——掘進工作面巷道的凈斷面積，m2。7、按選定的局部通風機實測最大吸風量（帶變頻器時，可按實際吸風量考慮）計算掘進工作面的全風壓需要風量Q掘全。無實測數(shù)據(jù)時，按局部通風機的額定最大吸風量計算。（1）無瓦斯涌出的巖巷Q掘全＝Q扇測max＋60×0.15S（2）有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷Q掘全＝Q扇測max＋60×0.25S式中：Q扇測max——局部通風機實測最大吸風量（帶變頻器時，可按實際吸風量考慮），m3/min；無實測數(shù)據(jù)時，取額定最大吸風量。0.15——無瓦斯涌出巖巷的允許最低風速，m/s；0.25——有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷允許的最低風速，m/s；S——局部通風機安裝地點到回風口間的巷道最大斷面積，m2。8、停掘供風工作面實際需要風量，與掘進工作面正常掘進期間實際需要風量相同。五、井下硐室需要風量各個獨立通風硐室的需要風量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算。1、爆破材料庫需要風量計算Q庫＝4V/60式中：Q庫——井下爆破材料庫需要風量，m3/min；V——井下爆破材料庫的體積，m3；4——井下爆破材料庫內(nèi)空氣每小時更換次數(shù)。大型爆破材料庫不應(yīng)小于100m3/min，中、小型爆破材料庫不應(yīng)小于60m3/min。2、充電硐室需要風量計算Q充＝200qH2式中：Q充——充電硐室需要風量，m3/min；qH2——充電硐室在充電時產(chǎn)生的氫氣量，m3/min；200——按其回風流中氫氣濃度不大于0.5％的換算系數(shù)。充電硐室的供風量不應(yīng)小于100m3/min。3、機電硐室需要風量計算發(fā)熱量大的機電硐室，應(yīng)按照硐室中運行的機電設(shè)備發(fā)熱量進行計算：Q式中：Q電——機電硐室的需要風量，m3/min；∑W——機電硐室中電動機（或變壓器）總功率（按全年中最大值計算），kw；θ——機電硐室發(fā)熱系數(shù)，具體取值見表6；ρ——空氣密度，一般取ρ＝1.20kg/m3；Cp——空氣的定壓比熱，一般可取Cp＝1.0006kJ/（kg·K）；Δt——機電硐室的進、回風流的溫度差，K。表6機電硐室發(fā)熱系數(shù)（θ）表機電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)空氣壓縮機房、移動抽采泵站、注氮泵房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(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進行配風；采（盤）區(qū)小型機電硐室，按經(jīng)驗值確定需要風量或取60～80m3/min；選取硐室風量，應(yīng)保證機電硐室溫度不超過30℃，其他硐室溫度不超過26℃。六、其他用風巷道實際需要風量的計算其他用風巷道的需要風量，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風速分別進行計算，采