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3-2风量计算细则

肥城矿业集团公司

矿井风量计算细则

肥城矿业集团有限责任公司 2007 年 3 月

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肥城矿业集团有限责任公司文件
肥矿集团通字〔2007〕39 号

关于印发《 关于印发《肥城矿业集团公司 矿井风量计算细则》 矿井风量计算细则》的通知
各矿、鑫国公司、梁宝寺能源公司: 根据《煤矿安全规程》第 103 条 “煤矿企业应根据具体条 件制定风量计算办法,至少每 5 年修订 1 次”的要求,按照国家 发展和改革委员会、 国家安全生产监督管理总局、 国家煤矿安全 监察局三部委联合下发的《煤矿生产能力核定标准》规定内容, 结合公司生产条件变化, 通过广泛征求意见和认真讨论, 经集团 公司研究决定, 修改完善了 《肥城矿业集团公司矿井风量计算细 则》 ,现印发给你们,请认真贯彻执行。 本 “细则” 2007 年 3 月 1 日起执行, 自 肥矿集团通字 〔2002〕 380 号文即行废止。 附件:肥城矿业集团公司矿井风量计算细则

二〇〇七年一月十五日

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一、矿井供风的基本原则
矿井风量计算是通风技术管理的主要基础工作, 选择正确的 风量计算办法,实现用风地点合理稳定供风,不仅是瓦斯治理、 预防煤层自燃和综合防尘的先决条件, 也是矿井生产能力核定的 重要依据。根据《煤矿安全规程》第 103 条“煤矿企业应根据具 体条件制定风量计算办法,至少每 5 年修订一次”的要求,按照 “矿井需要的风量应按下列要求分别计算,并选取其中最大值: ⑴按井下同时工作的最多人数计算, 每人每分钟供给风量不少于 4m3。⑵按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和进 行计算。 各地点实际需要风量必须使该地点风流中瓦斯、 二氧化 碳、氢气和其它有害气体的浓度,风速以及温度,每人供风量符 合本规程的有关规定。”的原则。参照近期上级下发的相关文件 精神, 结合肥城矿区低瓦斯矿井伴有瓦斯异常区、 煤尘具有爆炸 性、 以及井下气候条件等煤层开采自然和技术因素及实际配风经 验,特修改制定本细则。

二、矿井风量计算细则修改依据和主要内容 矿井风量计算细则修改依据和主要内容
本次矿井风量计算细则修改的主要依据是: 《煤矿安全规程》 “国家发展和改革委员会、 , 国家安全生产 监督管理总局、国家煤矿安全监察局”联合下发的文件,发改运 行[2006]819 号文件中《矿井生产能力核定》“矿井需要风量核定 办法”的有关规定。
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修改的主要内容: 1.采煤工作面需要风量计算公式和参数。 2.掘进工作面需要风量计算方法。 3.增加了掘进工作面风筒直径选用标准和局部通风机实际 吸风量参考标准。 4.增加了其它巷道需要风量计算公式。 5.增加了架线机车巷道中的风速验算。

三、矿井需要风量
㈠按井下同时工作的最多人数计算, 每人每分钟供给风量不 少于 4m3: Q 矿需=4×N 式中: Q 矿需—全矿井实际需要风量,m3/min; 4—每人每分钟供给风量不少于 4m3; N—全矿井下同时工作最多人数,人。 ㈡按采煤、 掘进、 硐室及其它地点实际需要风量的总和计算: Q 矿需=(∑Q 采+∑Q 掘+∑Q 硐+∑Q 其它)×K 矿通 式中: Q 矿需—全矿井实际需要风量,m3/min; ∑Q 采—采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min; ∑Q 掘—掘进工作面实际需要风量的总和,m3/min; ∑Q 硐—硐室需要风量的总和,m3/min;
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∑Q 其它—其它井巷需要风量的总和,m3/min; (抽出式 K 取 1.15~1.20, 压入 K 矿通—矿井通风需风系数 式 K 取 1.25~1.30) 。矿井需风系数包括矿井内部 漏风和配风不均衡等因素, 一般抽出式 K 取 1.15~ 1.2,压入式 K 取 1.25~1.30,低瓦斯矿井独立供 风的采掘工作面数量少于 12 个,最大通风流程小 于 10000m 时,抽出式取 1.15,压入式取 1.25,否 则抽出式取 1.20, 压入式取 1.30。 高瓦斯矿井抽出 式取 1.20,压入式取 1.30。

四、采煤工作面需要风量计算
㈠全矿井采煤需要风量计算
全矿井采煤实际需要风量, 应按矿井各采煤工作面实际需要 风量的总和计算 ∑Q 采=Q 采 1+Q 采 2+……+Q 采 i+Q 采备 1+Q 采备 2+……+Q 采备 i 式中: ∑Q 采—全矿井采煤工作面需要风量的总和,m3/min; Q 采 1、Q 采 2……Q 采 i—各采煤工作面需要风量,m3/min; Q 采备 1、 ……Q 采备 i—各备用采煤工作面需要风量, 3/min; m Q
采备

—按同一煤层生产工作面实际风量的 1/2 计算, m3/min。

㈡采煤工作面需要风量计算 采煤工作面需要风量计算 需要风量
每个回采工作面实际需要风量, 应按瓦斯、 2 涌出量和爆 CO
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破后的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,然后取其中最大值。 1.低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件确定需要风量,其 计算公式为 Q 采=Q 基本×K 采高×K 采面长×K 温 式中: Q 采—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; Q 基本=60×工作面平均控顶距×工作面实际采高×70%× 适宜风速(不小于 1m/s) ; K 采高—回采工作面采高调整系数(见表 1) ; K 采面长—回采工作面长度调整系数(见表 2) ; K 温—回采工作面温度调整系数(见表 3) 。 K 采高—回采工作面采高调整系数 回采工作面采高调整系数
采 高

表1

<2.0
1.0

2.0~2.5

2.5~5.0 及放顶煤面

系数(K 采高)

1.1

1.5

K 采面长—回采工作面长度调整系数 回采工作面长度调整系数
回采工作面长度(m) 长度调整系数(K 长) 80~150 150~200

表2 >200

1.0

1.0~1.3

1.3~1.5

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K 温—回采工作面温度与对应风速调整系数 表 3 回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度℃ 采煤工作面风速 m/s 1.0 1.0~1.5 1.5~1.8 1.8~2.5 2.5~3.0 配风调整系数 K 温 1.0 1.00~1.10 1.10~1.25 1.25~1.40 1.40~1.60

<20
20~23 23~26 23~28 28~30

2.高瓦斯区、瓦斯异常区采煤工作面需要风量按下式计算 Q 采=Q 基本×K 采高×K 采面长×K 温×K 瓦 (m3/min) 式中: K 瓦—瓦斯涌出不均匀配风系数,K 瓦=1.5。 3.按瓦斯或二氧化碳涌出量计算需要风量 根据煤矿安全规程规定,按回采工作面风流中瓦斯或 CO2 浓度不超 1.0%要求计算: Q 采=100×q×KCH4 式中: Q 采—采煤工作面需要风量,m3/min; q—年度矿井瓦斯鉴定采煤工作面回风巷中最大绝对瓦 斯涌出量,m3/min; KCH4—瓦斯涌出不均衡系数,KCH4=1.5。
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100—回采工作面风流中瓦斯浓度不超过 1%所换算的 常数。 4.按工作面温度选择适宜的风速进行计算(见表 3)
Q采 = 60 × V采 × S 采

(m3/min)

式中: V 采—采煤工作面风速,m/s; S 采—采煤工作面的平均断面积(该断面也应考虑乘以 0.7 的断面系数) 2。 ,m 5.按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量 每人供风≮4m3/min: Q 采≥4 N (m3/min) 每千克炸药供风≮25m3/min(硝铵炸药) : Q 采≥25A 式中: Q 采—采煤工作面需要风量,m3/min; N—工作面最多人数; A—一次爆破炸药最大用量,Kg。 6.按风速进行验算 15S≤Q 采≤240S ≤ 式中: Q—采煤工作面需要风量,m3/min; S—工作面平均断面积,m2。
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㈢备用工作面需要风量计算 、气温、风速等规定计算 备用工作面亦应满足瓦斯(CO2) 风量,且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的 50%。
Q备 ≥ 1 3 Q采 (m /min) 2

五、掘进工作面需要风量计算
㈠全矿井掘进工作面需要风量
∑Q 掘=Q 掘全 1+Q 掘全 2+……+Q 掘全 i 式中: ∑Q 掘—全矿井掘进工作面需要风量,m3/min; Q 掘全 1、……Q 掘全 i—每个独立通风的掘进工作面需要风量, m3/min。

㈡独立通风的掘进工作面需要风量计算 独立通风的掘进工作面需要风量计算 需要
具体计算方法: 每个掘进工作面的实际需要风量, 应按瓦斯 (CO2)涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面人数、风 速等规定分别进行计算, 然后选其中最大值。 再按巷道设计最大 供风距离和风筒百米漏风率反算局部通风机吸风量, 以风机吸风 量来选定局部通风机型号, 从而确定风机的最大工作风量。 再以 风机的最大工作风量,加上风机安装位置巷道最低风速的风量, 确定整个掘进工作面的全风压供给的风量(即掘进工作面的总需 要风量 Q 掘全)。按以下三个步骤计算。

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1.掘进工作面需要风量计算 ⑴按照瓦斯(或 CO2)涌出量计算
Q掘 = 100 × q 掘 × K 掘通

式中: Q 掘—掘进工作面需要风量,m3/min; q


—掘进工作面回风流中瓦斯(或二氧化碳)的绝对涌 出量,m3/min;

K 掘通—瓦斯涌出不均衡通风系数, (正常生产条件下,连 续观测 1 个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日 瓦斯绝对涌出量的比值)一般 K 掘通取 1.1~1.5。 100—掘进巷道风流中瓦斯浓度不超过 1%所换算的常数。 按 CO2 的涌出量计算需要风量,可参照瓦斯涌出量计算方 法进行。 ⑵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≮4m3/min: Q 掘≥4 N 每千克炸药供风≮25m3/min: Q 掘≥25A 式中: Q 掘—掘进工作面需要风量,m3/min; N—掘进工作面最多人数; A—一次爆破炸药最大用量,Kg。
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⑶按风速进行验算 岩巷掘进最低风量 煤巷掘进最低风量 Q 岩掘≥9S 掘 Q 煤掘≥15S 掘 m3/min m3/min

岩、煤巷道最高风量 Q 掘≤240S 掘 m3/min 式中: S 掘—掘进工作面断面积,m2。 2.掘进工作面局部通风机选型 以掘进工作面计算需要风量 Q 掘和巷道设计最大供风距离, 计算局部通风机需要吸风量。 Q 吸 1=Q 掘/(1-P 百)m 式中: Q 吸 1—局部通风机需要吸风量,m3/min; Q


—掘进工作面需要风量, (按以上计算取其中最大

值) ; m—独头通风百米长度指数(即通风长度为 100,200, 300…600 米时,m=1,2,3…6); P 百—柔性风筒百米漏风率,可参照表(4)得。 柔性风筒百米漏风率
通风距离 <200 (m) 百米漏风 <15 率(%) <10 <3 <2 <1.5 200~500 500~1000 1000~2000 >2000 表4

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肥城矿业集团公司局部通风机实际吸风量测定表
局部通风 型 号 对旋 对旋 对旋 对旋 对旋 对旋 对旋 对旋 对旋 局部通风机 功 率 (kW) 2×5.5 2×5.5 2×7.5 2×7.5 2×11 2×11 2×15 2×22 2×30 风筒直径 (mm) 400 500 400 500 500 600 600 800 800 供风距离 (m) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
吸1

表5

局部通风机 实际吸风量 (m3/min) 180 190 200 210 240 260 300 350 380

按照计算所得局部通风机的需要吸风量 Q

来选定局部通
吸2

风机型号,然后再确定局部通风机的最大吸风量 Q

。Q

吸2



局部通风机出厂时的参数查得,或将不同型号、不同功率、不同 供风距离的局部通风机的实际吸风量进行实测获得, 以此作为掘 进工作面计算风量的参数,并报公司通防处备案。 根据各矿实际测定的资料, 现将不同功率的局部通风机 (供 风距离在 100m 时)实际吸风量列表(表 5) ,供参考选用。 3.掘进工作面全风压风量计算 按照《煤矿安全规程》规定:安设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外, 还应保证局部通风机吸入 口至掘进工作面回风巷之间的风速,岩巷不小于 0.15m/s、煤和 半煤岩巷不小于 0.25m/s,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。
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计算公式为: 岩巷: Q 掘全=Q 吸 2+9S 煤及半煤岩巷: Q 掘全=Q 吸 2+15S 式中: Q 掘全—全风压供给掘进工作面的风量,m3/min; Q 吸 2—选定局部通风机的最大实际吸风量,m3/min; S—局部通风机安装地点的巷道断面,m2。

㈢掘进工作面风筒直径选用标准
掘进工作面风筒直径选用标准表 掘进工作面风筒直径选用标准表
局部通风机功率(kW) 选用风筒直径(mm) 2×5.5 2×7.5 2×11

表6
2×15 及以上 不低于 800

400~500 500~600 600~800

六、硐室需要风量计算
㈠全矿井硐室需要风量
∑Q 硐=Q 硐 1+Q 硐 2……+Q 硐 i 式中: ∑Q 硐—全矿井硐室需要风量之和,m3/min; Q 硐 1、Q 硐 2……Q 硐 i—各硐室需要风量,m3/min。

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㈡机电硐室需要风量计算
1.机电硐室的需要风量可按经验值选用(表 7) 机电硐室需要风量
硐 室 小 型 中 型 大 表7 型

风量 m3/min

40~60

70~100

100~200

注:小型硐室:总容量在 30kW 或 50kVA 以下,充电组 2 组以下。 中型硐室:总容量在 30~500kW 或 50~380kVA,充电 组 3~4 组。 大型硐室:总容量在 500kW 以上或 380kVA 以上,充 电组 5 组以上。 2.机电硐室需要风量按下式计算 机电硐室按其设备运转发热量计算风量 Q 机硐= 式中: Q 机硐—机电硐室需要风量,m3/min; ∑Wi—机电硐室中同时运转电机最大容量,kW;
3600∑Wi ? θ 1.2 × 1.014 × 60 × ?t

△t—机电硐室进、回风流的气温差,℃;
θ—机电硐室的发热系数(按表 8 选); 1.2—空气密度,kg/m3; 1.014—空气定压比热,kJ/kg.℃; 3600—千瓦小时热功当量,kJ/kWh。
200

机电硐室发热系数表
机电硐室名称 发热系数

表8

空气压缩机房

0.20~0.23







0.02~0.04

㈢炸药库需要风量计算
炸药库风量按每小时 4 次换气计算,其计算公式为 Q 药= 式中: Q 药——炸药库需要风量,m3/min; V——炸药库的空间总体积(包括联络巷在内),m3。
4V 60

㈣充电硐室需要风量计算
井下充电硐室必须有独立的风流, 充电硐室内风流中以及内 部积聚的氢气浓度,都不得超过 0.5%,按此计算充电硐室的供 风量,其最小值不应小于 100m3/min。 Q 充=3.33×gH2 式中: Q 充—充电硐室需要风量,m3/min; gH2—充电硐室内每小时产生的氢气量,m3/h; gH2=0.000744(I1a1+I2a2+……+Inan),m3/h;
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I1I2In—每组电池的充电电流强度(A); a1a2an—充电电池组数。 按经验给定风量充电硐室一般为 100~200m3/min。

七、其它巷道需要风量计算 其它巷道需要风量计算
其它井巷实际需要风量, 应按矿井各个其它巷道用风量的总 和计算 ∑Q 其它=Q 其 1+Q 其 2+Q 其 3+...+Q 其 n 式中: Q 其 1、Q 其 2、Q 其 3、...、Q 其 n—各其它井巷风量,m3/min。 按瓦斯涌出量计算 Q 其 i=100·qCH4×K 其通 0 式中: Q 其 i—第 i 个其它井巷实际用风量,m3/min; qCH4—第 i 个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量,m3/min; K 其通—瓦斯涌出不均衡系数,取 1.2~1.3; 100—其它井巷中风流瓦斯浓度不超过 1%所换算的常数。 按风速验算 Q 其它 i≥9×S 其 i ( m3/min)

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八、架线机车巷中的风速验算
Q 架线机车≥60×S 其 i 式中: Q 架线机车—架线机车巷道中的风量,m3/min S 其 i—第 i 个其它架线机车巷道断面,m2; 60—架线机车巷道中的风速,不得低于 1.0m/s。 无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速不得低于 0.5m/s。

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