为进一步规范XX公司矿井风量配备标准,确保矿井风量适宜,依据《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)、《煤矿安全规程》(2011年版)、《煤矿通风能力核定标准》(AQ1056-2008),结合XX公司实际,制定本标准。
一、 矿井需要风量计算
生产矿井需要风量按各采煤、备用采煤、掘进工作面、硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算,全矿井实际需要风量按下式计算:
式中: Q矿—全矿井实际需要风量,m3/min;
∑Q采—采煤工作面实际需要风量之和,m3/min;
∑Q掘—掘进工作面实际需要风量之和,m3/min;
∑Q硐—硐室实际需要风量之和,m3/min;
∑Q备—备采工作面实际需要风量之和,m3/min;
Q其它—其它通风巷道实际需要风量之和,m3/min;
K矿通—矿井通风系数(抽出式,取1.15~1.20;压入式取1.25~1.30)。
二、采煤工作面需要风量计算
每个回采工作面实际需要风量,按气象条件、瓦斯涌出量分别计算,取其中最大值,按风速进行验算。
(一)按气象条件确定需要风量
Q采1=60×70%×v采×S采×K采高×K采面长
式中: Q采1—采煤工作面需要风量,m3/min;
v采—采煤工作面的风速,根据XX各矿井实际情况,进风流的温度均在20℃以下,采煤工作面风速一般取1 m/s,大于20℃可按采煤工作面进风流的温度从表1中选取;
S采—采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算, m2;
K采高—回采工作面采高调整系数,从表2中选取;
K采面长—回采工作面长度调整系数,从表3中选取;
表1 采煤工作面进风流气温与对应风速
| 采煤工作面进风流气温/℃ | 采煤工作面风速/(m/s) |
| <20 | 1.0 |
| 20~23 | 1.0~1.5 |
| 23~26 | 1.5~1.8 |
| 采高/m | <2.0 | 2.0~2.5 | 大于2.5及放顶煤面 |
| 系数(k) | 1.0 | 1.1 | 1.2 |
| 采煤工作面长度/m | 长度风量调整系数(K采面长) |
| <80 | 0.8~0.9 |
| 80~120 | 1.0 |
| 120~180 | 1.1~1.2 |
| >180 | 1.3~1.4 |
Q采2=100Kq
式中: q—采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min。抽放矿井的瓦斯涌出量,应扣除瓦斯抽放量进行计算;
K—采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值;
100—按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
(三) 按风速进行验算
采面风速:60×0.25×S≤Q采≤60×4.0×S
S—工作面平均有效断面积。
经过上述计算,Q采1、Q采2均符合风速要求,则取其最大值为回采工作面的实际需风量。考虑工作面瓦斯涌出量、防灭火等因素,结合矿井实际情况,可适当调整工作面风量。工作面遇强制放顶、过构造带需要放炮时,可根据矿井情况适当增大配风量(不超过50%)。
三、备用采煤工作面需要风量计算
备用工作面也应满足气象条件、瓦斯等规定计算的风量,且至少不应低于相同参数下采煤工作面实际需要风量的50%。计算公式为:
Q备≥1/2×Q采
原则上备用工作面应有通风系统,进行单独配风,一般配风量为相同参数下采煤工作面实际需要风量的50%。
四、掘进工作面需要风量计算
(一)每个掘进工作面实际需要风量,应按瓦斯涌出量、风速及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
1. 按照CH4涌出量计算
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的平均绝对涌出量,m3/min 。抽放矿井的瓦斯涌出量,应扣除瓦斯抽放量进行计算;
K掘通-掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,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。
2.按巷道最低风速计算,选择局部通风机
按掘进工作面风筒出风口处,巷道有效断面最低风速煤巷和半煤岩巷不低于0.25m/s、岩巷不低于0.15 m/s计算巷道最低风量,即Q出 = v×S,根据η=(Q吸-Q出)×100/(Q吸×L),反算出Q吸,根据Q吸合理选择局部通风机型号,选取的局部通风机额定风量不应小于Q吸。
η—风筒百米漏风率,见表4;
L—供风距离,m;
Q吸—局部通风机吸风量;
Q出—局部通风机出口风量。
表4 柔性风筒百米漏风率规定
| 供风距离L(m) | <200 | 200~500 | 500~1000 | 1000~2000 | >2000 |
| 百米漏风率η(%) | <15 | <10 | <3 | <2 | <1.5 |
a)无瓦斯涌出的岩巷
b)有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷
其中:Q扇-局部通风机实际吸风量,m3/min。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流之间的风速岩巷不小于0.15m/s,煤巷和半煤岩巷不小于0.25m/s;(按局部通风机额定吸风量最大的70%计算)
Si—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,㎡;
Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数
4.按风速进行验算
无瓦斯涌出的岩巷:Q掘>60×0.15×S掘,(m3/min);
有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷:Q掘>60×0.25×S掘,(m3/min);
煤巷掘进最高风量:Q掘<60×4.0×S掘,(m3/min);
其中:S—掘进工作面巷道的净断面积, m2
(2)掘进工作面需要风量计算结果
该矿有n个掘进工作面,实际需要风量之和∑Q掘:
∑Q掘=k(m3/min)
五、硐室需要风量计算
井下各个通风硐室的需风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算,包括火工品发放硐室、充电硐室、机电硐室、工作面配电点、临时配电点需风量计算按照AQ1056-2008中公式进行计算。
(1)火工品发放硐室
参照爆破材料库配风标准,大型火工品发放硐室(体积超过1500 m3)一般配风为100~150 m3/min,中、小型火工品发放硐室一般为60 ~100 m3/min。
(2)充电硐室
充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算,但供风量不应小于100 m3/min;或按经验值给定100~200 m3/min。
(3)机电硐室
—机电硐室的需风量,m3/min;
—机电硐室中运转的电动机(变压器)总功率;Kw
—空气密度,取1.20kg/m3;
—空气的定压比热,取1.0006kJ/(kg·K);
—机电硐室的发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际发热量转化为相当于电器设备容量做无用功的系数确定,变电所取0.03,水泵房取0.02。
—机电硐室进、回风流的温差;(根据现场测试,温差一般在8-10℃)
机电硐室中电动机总功率一般在2×500、2×630、2×800、2×880 Kw,机电硐室进、回风流的温差一般在8-10℃范围内,经过计算,机电硐室的需风量在100~200 m3/min。选取硐室风量,应保证机电硐室温度不超过30℃,其他硐室温度不超过26℃。
(4)通风的工作面配电点和临时配电点按小型机电硐室经验配风,每个配风60~80 m3/min。
六、其它巷道实际需要风量计算
其它用风巷道的需要风量,应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用最大值。一般巷道按允许的最低风速0.15m/s计算。
七、井下胶轮车需要风量验算
Qdl=5.44×Ndl×Pdl×Kdl
试中:
Qdl——该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量,m3/min;
Ndl—该地点矿用防爆柴油机车的台数,台;
Pdl—该地点矿用防爆柴油机车的功率,kw;
Kdl—配风系数,该地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时,Kdl为1.0。该地点使用2台矿用防爆柴油机车运输时,Kdl为0.75。该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时,Kdl为0.5。
5.44—每千瓦每分钟应供给的最低风量,m3/min。
矿井使用矿用防爆柴油机车时,应进行风量计算,排出的各种有害气体被巷道风流稀释后,其浓度必须符合《煤矿安全规程》第一百条的规定。计算出的风量只作为验算,不应计算在矿井总风量中。
Qdl=5.44×Ndl×Pdl×Kdl
Q单=5.44×1×50×1.0=272 (m3/min)
Q双=5.44×2×50×0.75=408 (m3/min)
Q采=5.44×3×50×0.5=408 (m3/min)
Q矿=5.44×N×50×0.5=M(m3/min)
采煤工作面同时驶入车辆数为N1台,矿井同时在井下车辆为N2台,采煤工作面风量及矿井风量能保证现有N3台车辆行驶,排出的各种有害气体被巷道风流稀释后,符合《煤矿安全规程》第一百条的规定。若排出的各种有害气体被巷道风流稀释后,不符合《煤矿安全规程》第一百条的规定,可适当增加辅运巷的配风量,减少胶运巷的配风量,但必须保持矿井总风量不变,巷道风速在规定范围内。
八、矿井总需风量的计算结果
通过以上计算与分析,矿井总需风量为:
Q矿井≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备 +∑Q其它)×K矿通
K矿通—矿井通风系数(抽出式,取1.15~1.20;压入式取1.25~1.30)。
XX煤炭集团公司
2016年1月5日下载本文