對國有煤礦礦井通風能力核定風量計算的一點看法

PAGE對國有煤礦礦井通風能力核定風量計算的一點看法摘要筆者在分析礦井采掘工作面需風量計算的依據(jù)、原則、基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)上按使用量計算公式計算需風量遠遠超過實際需風量的不足，結(jié)合傳統(tǒng)上采掘工作面需風量計算方法，首次引入了一個新的計算方法，并給予了量化，為我省礦井通風能力核定即采掘工作面需風量標準提供了理論基礎(chǔ)，供我省從事通風工作的同仁參考。關(guān)健詞：通風能力核定、采掘工作面需風量、計算、看法近年來，我國部分高瓦斯煤礦因超能力生產(chǎn)而導(dǎo)致重大事故時有發(fā)生，因此，20版采掘《煤礦安全規(guī)程》第一百零四條之規(guī)定，必須按實際供風量核定礦井產(chǎn)量?！痢潦〉胤絿忻旱V一般采用平峒暗斜井開采，可采煤層均為中厚、薄煤層，煤層賦存條件較差，生產(chǎn)設(shè)備簡陋，用風地點點多面廣，單產(chǎn)單進低，多區(qū)段、多水平同時生產(chǎn)。礦井均為低瓦斯礦井。煤塵不可爆，巷道斷面較小。?！痢潦〉胤絿忻旱V，由于受地質(zhì)影響，采煤工作面不容易形成正規(guī)工作面，大部分使用中深孔爆破進行回采，采用局部通風機通風，局部通風所用風筒均在φ400MM以下，所用局部通風機功率均在5.5kw以下，工作面串聯(lián)通風現(xiàn)象較為普遍，由于××省國有煤礦均為低瓦斯礦井，不同于其它產(chǎn)煤省的礦井，礦井通風的主要任務(wù)是排出粉塵、瓦斯等有毒有害氣體，采掘工作面對稀釋瓦斯所需的新鮮風量較大。因此，其特點決定了礦井生產(chǎn)能力核定時采掘工作面的需風量計算不能類同于其它產(chǎn)煤省的算法，否則，實際工作中會造成礦井通風能力核定偏小，制約礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮。那么××省礦井通風面臨的實際問題是什么呢？礦井通風的主要任務(wù)是排除炮煙、創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境，采掘工作面就是圍繞主要任務(wù)進行風量計算。采掘工作面需風量計算可分為以下三個方面：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百零三條之規(guī)定，煤礦企業(yè)根據(jù)具體情況，制定需風量的計算方法。采掘工作面需風量的計算，可分為以下三種：1、殘采采煤工作面需風量的計算，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。按瓦斯涌出量計算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個采煤工作面需要風量,m3/min;Qgwi第i個采煤工作面瓦斯絕對涌出量,m3/min;Kgwi第i個采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取1.4~2.0;實際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風時間，minCp通風所能達到的允許濃度（Cp=0.02%）實際工作中取Awi為5Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人員數(shù)量計算Qwi=4×Nwi實際工作中取Nwi,為10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按局部通風機吸風量計算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i個掘進工作面運轉(zhuǎn)的局部通風機額定風量Khfi為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備系數(shù)，一般取1.2~1.3,進風巷道中無瓦斯涌出時取1.2,有瓦斯涌出時取1.3。實際工作中取Qhfi為90m3/min,Khfi為1.2那么Qwi=1.2×90=108m3/min;（5）按風速進行驗算按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量；Qwi=60×0.25×Swi實際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量；Qwi=60×4×Swi,實際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上計算可知,殘采工作面的需風量,實際工作中由局部通風機吸風量及使用量決定,而局部通風機的吸風量,則由局部通風機的風筒送風距離決定,實際工作中取110m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實際吻合。2、掘進工作面需風量的計算煤巷、半煤巷、和巖巷掘進工作面的需風量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量計算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個掘進工作面需要風量,m3/min;Qgwi第i個掘進工作面瓦斯絕對涌出量,m3/min;Kgwi第i個掘進工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取巧1.5~2.0;實際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個掘進工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風時間，minCp通風所能達到的允許濃度（Cp=0.02%）半煤巖按Qwi=〖0.001×（Awi1×b1＋Awi2×b2）〗÷（τ×Cp）實際工作中巖巷取Awi為10Kg,b為40L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×10×40）÷（30×0.02%）=66.7m3/min煤巷取Awi為3Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×3×100）÷（30×0.02%）=50m3/min半煤巖供風量介于兩者之間。（3）按局部通風機吸風量計算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i個掘進工作面運轉(zhuǎn)的局部通風機額定風量Khfi為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備系數(shù)，一般取1.2~1.3,進風巷道中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3實際工作中取Qhfi為90m3/min,Khfi為1.2那么Qhi=1.2×90=108m3/min;（4）按工作人員數(shù)量計算Qhi=4×Nhi實際工作中取Nwi,為了10那么Qhi=4×10=40m3/min;（5）按風速進行驗算風速驗算各個掘進工作面的最小風量Qhi=60×0.15×Shi實際工作中取Shi為5m2,那么Qhi=60×0.15×5=45m3/min各個煤巷、半煤巷掘進工作面的最小風量:Qhi=60×0.25×Sdi實際工作中取Sdi為5m2,那么Qhi=60×0.25×5=75m3/min按最高風速驗算各個掘進工作面的最大風量Qhi=60×4×Sdi式中Sdi第i個掘進工作面巷道的凈斷面積,m2實際工作中取Sdi為5m2,那么Qhi=60×4×5=1200m3/min由以上計算可知,掘進工作面的需風量,實際工作中由局部通風機決定,而局部通風機的吸風量,則由局部通風機的風筒送風距離決定,煤巷、半煤巷掘進中，所需的量不大，全巖巷掘進所需的量大，但仍小于局部通風機的吸風量。實際工作中取110m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實際吻合。3、正規(guī)采煤工作面需風量的計算（不常見），應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量計算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個采煤工作面需要風量,m3/min;Qgwi第i個采煤工作面瓦斯絕對涌出量,m3/min;Kgwi第i個采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取巧1.4~2.0;實際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風時間，minCp通風所能達到的允許濃度（Cp=0.02%）實際工作中取Awi為5Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人員數(shù)量計算Qwi=4×Nwi實際工作中取Nwi,為10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按工作面進風流溫度計算Qwi=60×Vwi×Swi×Kwi式中Vwi第i個采煤工作面的風速,m/sSwi第i個采煤工作面的有效通風斷面,取最大和最小控頂時有效通風斷面的平均值,m2Kwi第i個采煤工作面的長度系數(shù)；實際工作中取Vwi為0.8m/s,Swi為4m2,Kwi為0.8那么Qwi=60×0.8×4×0.8=153.6m3/min（5）按風速進行驗算按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量；Qwi=60×0.25×Swi實際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量；Qwi=60×4×Swi,實際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上計算可知,正規(guī)采煤工作面需風量,實際工作中由按工作面進風流溫度計算決定,而工作面進風流溫度計算,則由Vwi、Swi、Kwi三者決定,事實上，我省一個礦井即使有20~30個工作面，其正規(guī)工作面也不會超過3~4個，因此，其需風量計算對礦井總需風量計算不至于起決定作用。實際工作中取160m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實際吻合。結(jié)束語通過上述計算，我們可以得出結(jié)論：殘采工作面的需風量、掘進工作面的需風量,取110m3/min可滿足安全生產(chǎn)要求；正規(guī)采煤工作面需風量，取160m3/min,可滿足安全生產(chǎn)要求。值得注意的是：若使用原來的計算公式Q=25×A，一個用了10KG的掘進工作面，其需風量可達到250m3/min，顯然與實際不符。這也是作者撰寫本文的目的。采掘工作面需風量計算及定量化，不僅是礦井通風設(shè)計的重要組成部分，也是礦井通風能力核定計算的關(guān)鍵程序，其所占的風量為礦井總風量的90%以上，采掘工作面需風量計算的準確與否，不僅關(guān)系到通風網(wǎng)絡(luò)運行是否經(jīng)濟，還關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。只有做好采掘工作面定量工作,才能做好生產(chǎn)礦井的通風能力核定，才可以為礦井生產(chǎn)計劃的安排提供科學(xué)依據(jù)；；防止超通風能力進