煤礦礦井風(fēng)量計(jì)算方法.doc

煤礦礦井風(fēng)量計(jì)算方法MTT 6341996中華人民共和國煤炭工業(yè)部19961230批準(zhǔn) 19971101實(shí)施前言 煤礦礦井的供風(fēng)是保證礦井工作人員正常勞動和安全生產(chǎn)的基本條件。礦井供風(fēng)量也是確定礦井主要井巷斷面尺寸和主要通風(fēng)機(jī)能力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，本標(biāo)準(zhǔn)可作為礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)和日常通風(fēng)管理工作的依據(jù)和檢查標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭工業(yè)部科技教育司提出。 本標(biāo)準(zhǔn)由煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：煤炭科學(xué)研究總院撫順分院。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：姚爾義。 本標(biāo)準(zhǔn)委托煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會通風(fēng)技術(shù)及設(shè)備分會負(fù)責(zé)解釋。1 范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦礦井、采區(qū)和各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量計(jì)算方法，風(fēng)量分配和供風(fēng)量的檢驗(yàn)辦法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦的新井設(shè)計(jì)、生產(chǎn)礦井的改擴(kuò)建和新采區(qū)的作業(yè)規(guī)程的風(fēng)量計(jì)算，以及礦井通風(fēng)管理中的風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)。2 引用標(biāo)準(zhǔn) 下列標(biāo)準(zhǔn)包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。在標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。 TJ 3679 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 煤礦安全規(guī)程 1992年10月22日 中華人民共和國能源部3 定義 本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。 需風(fēng)量 reguired air quantity 為用風(fēng)地點(diǎn)供給人員呼吸、稀釋和排出有害氣體、礦塵和創(chuàng)造良好氣候條件所需要的風(fēng)量。4 礦井風(fēng)量計(jì)算方法41 風(fēng)量計(jì)算依據(jù) 供給煤礦井下任何用風(fēng)地點(diǎn)的新鮮風(fēng)量，必須依照下述各種條件進(jìn)行計(jì)算，并取其最大值，作為該用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)量。411 按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3；412 按該用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合煤礦安全規(guī)程的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求，分別計(jì)算，取其最大值。42 風(fēng)量計(jì)算原則 無論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算依據(jù)，分別計(jì)算出各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量，從而求出該地區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。即由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算到各個(gè)采區(qū)和全礦井總風(fēng)量。43 礦井風(fēng)量計(jì)算的基礎(chǔ)資料431 新井設(shè)計(jì)、生產(chǎn)礦井的改、擴(kuò)建和新水平延深時(shí)的采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)的配置數(shù)量、工程設(shè)計(jì)、平面布置圖和地質(zhì)說明書。432 礦井和采、掘工作面瓦斯涌出量預(yù)測資料。瓦斯涌出量可按煤層瓦斯含量預(yù)測資料、瓦斯來源和開采條件等因素進(jìn)行計(jì)算；或按礦井實(shí)際瓦斯涌出量和瓦斯梯度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)設(shè)計(jì)新井瓦斯資料不足時(shí)，也可參照鄰近生產(chǎn)礦井的瓦斯資料進(jìn)行計(jì)算。433 采、掘工作面和通風(fēng)巷道風(fēng)流溫度預(yù)測資料。按礦井當(dāng)?shù)氐臍鉁?、地溫、井下機(jī)械設(shè)備等熱源、其他熱源和巖石的熱物理性能，計(jì)算井下各通風(fēng)巷道和采、掘工作面的風(fēng)流溫度。434 每個(gè)機(jī)械硐室的裝機(jī)容量和運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)總功率、爆破材料庫的空間總?cè)莘e和充電硐室中蓄電池機(jī)車同時(shí)充電的臺數(shù)和噸數(shù)。44 礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法441 采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算。 采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。4411 按瓦斯涌出量按式(1)計(jì)算：(1)式中；Qfi第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m3min； qgfi第i個(gè)采煤工作面瓦斯平均絕對涌出量，m3min?？筛鶕?jù)該采煤工作面的煤層埋藏條件、地質(zhì)條件、開采方法、頂板管理、瓦斯含量、瓦斯來源等因素進(jìn)行計(jì)算。抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量進(jìn)行計(jì)算。生產(chǎn)礦井可按條件相似的工作面推算； kgfi第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件時(shí)，在整個(gè)工作面開采期間，均勻間隔的選取不少于5個(gè)晝夜，進(jìn)行觀測，得出5個(gè)比值，取其最大值。通常根據(jù)采煤方法可按表1選?。?表1 各種采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)采煤方法Kgfi機(jī)采工作面炮采工作面水采工作面121614202030 當(dāng)采煤工作面有其他有害氣體涌出時(shí)，也可按有害氣體涌出量和不均勻系數(shù)，使其稀釋到煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高允許濃度計(jì)算之。4412 按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算： 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件。進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計(jì)算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表2的規(guī)定：表2 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫采煤工作面風(fēng)速ms15151818202023232603050508081010151518 采煤工作面的需要風(fēng)量按式(2)計(jì)算：(2)式中；Vfi第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按采煤工作面進(jìn)風(fēng)流溫度從表2中選取，ms； Sfi第i個(gè)采煤工作面的平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，m2； Kf1i第i個(gè)工作面的長度系數(shù)?？砂幢?選取。表3 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤工作面長度m工作面長度風(fēng)量系數(shù)kf1i18008091011121301404413 按使用炸藥量計(jì)算： 按每公斤炸藥爆破后稀釋炮煙所需的新鮮風(fēng)量為500m3計(jì)算：(3)式中：Afi第i個(gè)采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg； t爆破后稀釋炮煙的通風(fēng)時(shí)間，min，一般取2030min。4414 按工作人員數(shù)量計(jì)算： 按每人每分鐘應(yīng)供給4m3新鮮風(fēng)量計(jì)算：(4)式中：nfi第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。4415 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最低風(fēng)速，以式(5)驗(yàn)算最小風(fēng)量：(5) 綜采和綜放工作面的最小風(fēng)量應(yīng)按式(6)驗(yàn)算：(6) 按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高風(fēng)速，以式(7)驗(yàn)算最大風(fēng)量：(7)式中：Sfi第i個(gè)采煤工作面的平均有效斷面積，m2。 采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，按其中一個(gè)最大需風(fēng)量計(jì)算。備用工作面也應(yīng)按上述要求，滿足瓦斯、二氧化碳、風(fēng)流溫度和風(fēng)速等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量，且不得低于其回采時(shí)需風(fēng)量的50。442 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算： 煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值：4421 按瓦斯涌出量計(jì)算：(8)式中：Qdi第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3min； qgdi第i個(gè)掘進(jìn)工作面的平均絕對瓦斯涌出量，m3min。按該工作面煤層的地質(zhì)條件、瓦斯含量和掘進(jìn)方法等因素進(jìn)行計(jì)算，抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量。生產(chǎn)礦井可按條件相似的掘進(jìn)工作面來推算之。 kgdi第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，其含義和觀察計(jì)算方法與采煤工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)相似。通常，機(jī)掘工作面取kgdi1520。炮掘工作面取kgdi1825。當(dāng)有其他有害氣體時(shí)，應(yīng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定的允許濃度按上式計(jì)算的原則計(jì)算所需風(fēng)量。4422 按炸藥量計(jì)算： 按每公斤炸藥爆破后稀釋炮煙所需的新鮮風(fēng)量為500m3計(jì)算：(9)式中：Adi第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg； t爆破后稀釋炮煙的通風(fēng)時(shí)間，min，一般取2030min。4423 按工作人員數(shù)量計(jì)算：(10)式中：ndi第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。4424 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最低風(fēng)速，驗(yàn)算最小風(fēng)量： 無瓦斯涌出的巖巷：(11) 有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷：(12) 按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高風(fēng)速，驗(yàn)算最大風(fēng)量：(13)式中：Sdi第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，m2。 按上述條件計(jì)算的最大值，再按配置獨(dú)立送風(fēng)(非串聯(lián))局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)和型號的額定吸風(fēng)量總和計(jì)算：(14)式中：Qafi同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的總和，m3min； kafi防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，進(jìn)風(fēng)巷中無瓦斯時(shí)取115，有瓦斯涌出時(shí)取125。443 硐室需風(fēng)量計(jì)算： 各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計(jì)算：4431 機(jī)電硐室： 發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算：(15)式中：Qri第i個(gè)機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m3min； W機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)(或變壓器)總功率(按全年中最大值計(jì)算)，kW； 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實(shí)際考察由機(jī)電硐室內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際熱量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于電器設(shè)備容量作無用功的系數(shù)確定，也可按表4選??； 空氣密度，一般取12kgm3； Cp空氣的定壓比熱，一般可取Cp1000 6kJ(kgK)。 t機(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流的溫度差，K。表4 機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)()表機(jī)電硐室名稱空氣壓縮機(jī)房水泵房變電所、絞車房發(fā)熱系數(shù)015018001003002004 采區(qū)小型機(jī)電硐室，按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量或取6080m3min。4432 爆破材料庫： 按庫內(nèi)空氣每小時(shí)更換四次計(jì)算：(16)式中：V庫房容積，m3。 但大型爆破材料庫不得小于100m3min，中小型爆破材料庫不得小于60m3min。4433 充電硐室： 按其回風(fēng)流中氫氣體積濃度不大于05計(jì)算：(17)式中：qrhi第i個(gè)充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量，m3min，但充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3min。444 其他用風(fēng)巷道的需風(fēng)量計(jì)算： 其他用風(fēng)巷道的需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進(jìn)行計(jì)算，采用其最大值。4441 按瓦斯涌出量計(jì)算： (1)采區(qū)內(nèi)的其他用風(fēng)巷道(18) (2)采區(qū)外的其他用風(fēng)巷道(19)式中：qgei第i個(gè)其他用風(fēng)巷道的瓦斯絕對涌出量，m3min； kgei第i個(gè)其他用風(fēng)巷道瓦斯涌出不均勻的風(fēng)量備用系數(shù)，一般可取kgei1113。4442 按風(fēng)速驗(yàn)算： (1)一般巷道(20) (2)有架線機(jī)車行走的巷道(21)式中：Sei第i個(gè)其他用風(fēng)井巷凈斷面積，m2。445 采區(qū)需風(fēng)量計(jì)算： 采區(qū)所需的總風(fēng)量QP是采區(qū)內(nèi)各用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量之和，并考慮適當(dāng)?shù)膫溆孟禂?shù)，按式(22)進(jìn)行計(jì)算：(22)式中：Qp采區(qū)所需總風(fēng)量，m3min； Qpfi該采區(qū)內(nèi)各采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3min； Qpdi該采區(qū)內(nèi)務(wù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3min； Qpri該采區(qū)內(nèi)務(wù)硐室所需風(fēng)量之和，m3min； QPei該采區(qū)內(nèi)其他用風(fēng)巷道風(fēng)量之和，m3min； kp包括采區(qū)的漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素的備用風(fēng)量系數(shù)。應(yīng)從實(shí)測中統(tǒng)計(jì)求得，一般可取1112。446 礦井總需風(fēng)量計(jì)算：4461 礦井所需總風(fēng)量Qm是礦井井下各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量之和，并考慮漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等的備用風(fēng)量系數(shù)，按式(23)進(jìn)行計(jì)算：(23)式中：Qm礦井所需總風(fēng)量，m3min； Qmfi各采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3min； Qmdi各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3min； Qmri各硐室所需風(fēng)量之和，m3min； Qmei其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量之和，m3min； km礦井內(nèi)部漏風(fēng)和調(diào)風(fēng)不均勻等因素的備用風(fēng)量系數(shù)。通?？扇?15125。4462 設(shè)計(jì)新井時(shí)，其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量難以計(jì)算時(shí)，也可以采取按采煤、掘進(jìn)和硐室的總和的003005進(jìn)行計(jì)算之，則礦井的總風(fēng)量也可按式(24)進(jìn)行計(jì)算：(24)45 計(jì)算結(jié)果表述451 編寫計(jì)算報(bào)告： 礦井風(fēng)量計(jì)算結(jié)果應(yīng)編寫計(jì)算報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括提供的地質(zhì)、瓦斯、地溫、井型、開拓、開采等方面的資料；按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的采、掘工作面、硐室、其他用風(fēng)地點(diǎn)和采區(qū)與全礦的需風(fēng)量計(jì)算和選用的風(fēng)量備用系數(shù)；以及其他有關(guān)說明。452 礦井每五年應(yīng)結(jié)合礦井生產(chǎn)規(guī)劃，對礦井、采掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)的需風(fēng)量進(jìn)行驗(yàn)算，當(dāng)?shù)V井地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件發(fā)生有較大變化時(shí)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法重新進(jìn)行計(jì)算。窗體頂端窗體底端掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算作業(yè)規(guī)程2、掘進(jìn)實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)需要獨(dú)立通風(fēng)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和（Q掘）計(jì)算：Q掘=Q掘1+Q掘2+Q掘3+Q掘i，m3/min式中：Q掘i-第i個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/min；每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。（1）按瓦斯涌出量計(jì)算：Q掘i=100*q瓦掘i*K掘通i，m3/min；式中：Q掘i第i個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/min； q瓦掘i-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對涌出量，m3/min； K掘通i-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀測的結(jié)果確定，一般可取K掘通i=1.52.0。低瓦斯高二氧化碳礦井還必須按二氧化碳涌出量計(jì)算，可參照按瓦斯涌出量的計(jì)算方法執(zhí)行。（2）按炸藥量計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量（Q掘i）：Q掘i=25*Ai，m3/min式中：Ai第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量，kg。大斷面全斷面一次爆破炸藥用量大的掘進(jìn)工作面，應(yīng)首先根據(jù)炸藥量計(jì)算的需要風(fēng)量選取大風(fēng)量的局部通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)確實(shí)不能滿足掘進(jìn)工作面風(fēng)量要求時(shí)，必須延長爆破后通風(fēng)的時(shí)間（即延緩工作人員進(jìn)入工作面，作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定）；若掘進(jìn)巷道長度超過躲炮距離，工作人員在掘進(jìn)巷道內(nèi)躲炮時(shí)，必須制定安全措施，保證工作人員安全。（3）按人數(shù)計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量（Q掘i）：Q掘i=4*Ni，m3/min式中：Ni-第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。（4）按局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量（Q掘i）：Q掘i= Q局機(jī)i*Ii，m3/min式中：Q局機(jī)i-第i個(gè)掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量，m3/min ；Q掘i掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量與風(fēng)筒實(shí)際漏風(fēng)量之和，需實(shí)測而定。Ii-第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)。 在實(shí)際中，為了防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)，防止局部通風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷口之間的風(fēng)流處于停滯狀態(tài)而引起瓦斯積聚，在安裝局部通風(fēng)機(jī)的巷道中，除了保證局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量外，還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷口之間的風(fēng)速不得低于0.15m/s。（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：1）按最低風(fēng)速驗(yàn)算：各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量（Q巖掘i）：Q巖掘i9*S巖掘i，m3/min式中：S巖掘i-第i個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的斷面積，m2。各個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量（Q煤掘i）：Q煤掘i15*S煤掘i，m3/min式中：S煤掘i-第i個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面的斷面積，m2。2）按最高風(fēng)速驗(yàn)算：各個(gè)巖巷、煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最高風(fēng)量（Q掘i）：Q掘i240*S掘i，m3/min式中：S掘i-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的斷面積，