矿井总风量计算

矿井总风量计算

根据《煤矿安全规程》及有关规定，参考邻近生产矿井实际配风经验，满足井下人员需求、稀释瓦斯、风速等要求，且使总回风流中瓦斯浓度不超过0.70％。矿井需要风量应按井下同时工作的最多人数和按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和分别计算，并选取其中的最大值。

1、按最大班下井人数计算

Q矿=4×N·K矿

式中：

Q矿——矿井总供风量，m3/s；

N——井下同时工作的最多人数，按50人计算；

K矿——通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，取K矿=1.25。

Q矿进＝4×50×1.25＝250m3/min＝4.17m3/s

2、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量进行计算

Q矿进=（ΣQ采＋ΣQ掘＋ΣQ硐+Q其它）·K矿

式中：

ΣQ采——实际需要风量的总和，m3/s；

ΣQ掘——实际需要风量的总和，m3/s；

ΣQ硐——回风的硐室实际需要风量的总和，m3/s；

ΣQ其它——除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/s。

（1）采煤工作面的风量确定

① 按瓦斯涌出量：

Q采＝125×q瓦采·K采通

式中：Q采——采煤工作面实际需要的风量，m3/s；

q瓦采——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；采面经抽放后相对瓦斯涌出量为6.43m3/t，绝对瓦斯涌出量为4.1m3/s；

K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，取1.6；

据上式计算：Q采=125×4.1×1.6=820m3/min＝13.67m3/s

② 按工作面风温计算 Q采＝VC·Sc·Ki

式中：VC——采煤工作面适宜的风速，取1.2m/s；

SC——采煤工作面平均有效断面，SC=9.86m2；

Ki——采煤工作面长度系数，工作面长度100m选取为1；

据上式计算：Q采=1.2×9.86×1=11.8m3/s

③按炸药使用量计算

Q采=25Ac

式中：Ac——采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量，取8kg；

Q采＝25×8=200(m3/min)= 3.33m3/s

④ 按工作面人员数量计算

Q采＝4N=4×40/60 =2.7m3/s

式中：

N——采煤工作面同时工作的最多人数，40人；

④ 按风速进行验算：S采＝9.86m2

0.25×S采≤Q采≤4×S采

2.15≤Q采≤34.4(m3/s)

根据以上计算取最大值13.67m3/s，经验算采煤工作面风速符合要求。

（2） 掘进工作面风量计算

① 按瓦斯涌出量计算：

Q掘＝100×q瓦掘·K掘通

式中：Q掘—掘进工作面实际需要的风量，m3/s；

q瓦掘—掘进工作面的瓦斯涌出量，m3/min；经抽放后，其绝对瓦斯含量降到0.47m3/min；

K掘通—掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，该数值应经过观察实测后取得；通常，炮掘工作面一般取1.8～2.0，取2。

据上式计算：Q掘=125×0.47×2=117.5m3/min =1.96m3/s

②按局部通风机吸入风量计算

Q掘＝Qf+0.25S

式中：Qf——掘进面局部通风机吸入风量，设计掘进面选用FBDNo-6.3型2×22kW（风量为500～180m3/min，风压为750-4800Pa，功率为2×22kW）局部通风机，其吸入风量取500～180m3/min，取500m3/min（8.33m3/s）；

I——掘进面同时运转的局部通风机台数，设计每个掘进面使用1台局部通风机，I＝1台；

0.25S——为防止局部通风机吸循环风的风量，S，局部通风机安设处断面，6.48m2。

Q掘1＝Q掘2＝8.33+0.25×6.48＝10.0 m3/s

③ 按炸药使用量计算

Q掘＝25Ac=25×6=150m3/min =2.5m3/s

式中：AC——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，6kg；

④ 按工作面人员数量计算：

Q掘＝4Nc=4×10=40m3/min =0.67m3/s

式中：Nc——掘进工作面同时工作的最多人数，10人；

⑤按风速验算：

煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：

15×Sj≤Q掘≤240×Sj

1.62≤Q掘≤25.92

岩巷掘进工作面的风量应满足：

9×Sj≤Q掘≤240×Sj

0.97≤Q掘≤25.92

式中： Sj——掘进工作面巷道过风断面，6.48m2；

根据上述计算得Q掘＝10.0m3/s，按风速验算均满足要求。

⑶硐室需风量

永久避难硐室设在新鲜风流中，正常情况下采用正常通风。当发生灾害时，永久避难硐室由压风系统供风。

临时避难硐室处于新鲜风流中，且深度不超过6m，根据《规程》临时避难硐室采用扩散通风。

通风容易时期：变电所、消防材料库、水泵房单独配风，配风量6m3/s。

通风困难时期：变电所、消防材料库、水泵房单独配风，配风量6 m3/s。

⑷底板抽放巷（满足最低风速0.5m/s考虑，取0.6m/s，S=5.14m2） 由于一盘区经过鉴定属非突出区域，所以投产时期不设底板抽放巷。

困难时期布置2处顶板抽放巷， 2×0.6×5.14=6.16m3/s。

⑸备用工作面风量

通风困难时期设计一个备用工作面，备用工作面风量按生产工作面一半进行计算，13.67/2=6.84。

⑹其它需风量：

其他风量按上述总风量的5﹪计算

Q容易＝（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐）×5﹪=（13.67+10×2+6）×5﹪=1.98m3/s。

Q困难＝（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐）×5﹪=（13.67+10×2+6+6.16+6.84）×5﹪=2.63m3/s。

3、矿井总风量确定

矿井风量 Q＝(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×K矿，矿井总需风量计算见表4-2-2。

矿井投产时期工作面为1081工作面，其相应的接替工作面为1082工作面，其中1081工作面停采线处为矿井容易时刻。根据对盘区分析，矿井困难时期定在七盘区71411工作面，相应的备用工作面为71412工作面，掘进工作面为71413工作面。

表4-2-2 矿井需风量计算表

用风地点 容易时期需风量（m3/s） 困难时期需风量（m3/s）

工作面风量 采煤工作面 13.67 13.67

备用工作面 / 6.84

掘进风量 掘进工作面 2×10 2×10

抽放巷 / 6.16

硐室风量 6 6

其它风量 取上述之和的5﹪ 1.98

2.63

矿井 K矿通＝1.20 49.98 66.36

3、矿井风量分配

容易时期按50m3/s进行配风，困难时期按67m3/s进行配风。矿井风量分配见表4-2-3。

表4-2-3 矿井风量分配表

用风地点 容易期配风量（m3/s） 困难时期配风量（m3/s）

工作面

风量 采煤工作面 16 16

备用工作面 / 8

掘进风量 掘进工作面 2×11 2×11

抽放巷 / 2×4 硐室风量 6 6

其它风量 6 7

矿井 50 67

按各配风地点断面对配风量进行校核，经验算，矿井井巷中的实际风速符合上表中的要求，见表4-2-4。

表4-2-4 井巷投产时期允许风速及主要巷道风速、风量表

巷道名称 允许最低风速（m/s） 允许最高风速

(m/s) 风量

(m3/S) 断面

(m2) 风速

(m/S)

主斜井 4 25 6.3 3.97

副斜井 8 25 6.3 3.97

井底车场 4 21 7.7 2.73

一盘区轨道大巷 8 39 6.74 5.8

一盘区皮带大巷 4 13 6.48 2.0

材料斜巷一 8 27 6.4 4.22

1081运输巷 0.25 4 16 6.4 2.50

1081工作面 0.25 4 16 5.88 2.72

1081回风巷 0.25 4 16 6.4 2.5 0

一盘区回风大巷 8 41 7 5.86

回风斜巷 8 44 6.4 6.88

回风斜井 15 50 7.73 6.47

引风道 15 50 5.6 8.9

4、主斜井、副斜井风量分配

矿井为主斜井、副斜井进风，回风井回风，设计先按自然分配计算两个井筒进风量。

矿井容易时期、困难时期均在井底车场处阻力相等。分风计算见表4-2-5、4-2-6.

表4-2-5 容易时期分风计算

序号 巷道名称 摩擦阻力系数a(Ns2/m4) 巷道长度L(m) 周长U(m) 净面积S(m2) 摩擦风阻力R(Ns2/m8) 总风量Q(m3/s) 分风量Q(m3/s)

1 主斜井 0.0062 291 9.48 6.3 0.07 50 25

2 副斜井 0.0054 271 9.48 6.3 0.06 25

表4-2-6 困难时期分风计算

序号 巷道名称 摩擦阻力系数a(Ns2/m4) 巷道长度L(m) 周长U(m) 净面积S(m2) 摩擦风阻力R(Ns2/m8) 总风量Q(m3/s) 分风量Q(m3/s)

1 主斜井 0.0062 291 9.48 6.3 0.07 67 33

2 副斜井 0.0054 271 9.48 6.3 0.06 34

经计算矿井通风容易时期总风量为50m3/s，主井进风量为25m3/s，副井进风量为25m3/s。困难时期总风量为67m3/s，主井进风量为33m3/s，副井进风量为34m3/s。