采區(qū)風(fēng)量計(jì)算

第二節(jié)采區(qū)風(fēng)量計(jì)算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2011版）和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2005）及《煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》（AQ1056-2008）規(guī)定，本區(qū)的總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按井下同時(shí)工作最多人數(shù)所需總風(fēng)量、區(qū)域瓦斯或二氧化碳涌出量計(jì)算需風(fēng)量和按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和（即累加法）分別進(jìn)行計(jì)算，并選取其中最大值。一、 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算Q=4XNXK式中：Q 區(qū)域總供風(fēng)量，m3/min；N——井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，98人；4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m3/min；K——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素，取1.2。5號(hào)煤層二采區(qū)需風(fēng)量：q=4XNXK=4X98X1.2=470.4m3/min=7.84m3/s二、 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和分別計(jì)算Q=（ZQ采+￡Q掘+￡Q備+￡Q硐+￡Q其它）XK式中：Q——區(qū)域所需總風(fēng)量；ZQ采——回采工作面所需風(fēng)量之和，m3/min；ZQ掘 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min；ZQ備一一備用工作面所需風(fēng)量之和，m3/min；ZQ硐一一獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量之和，m3/min；ZQ其它 其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m3/min；K 礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.2。（一）回采工作面所需要風(fēng)量￡Q?=Q/Q備式中：Q采一一采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/min；Q——準(zhǔn)備工作面的風(fēng)量，m3/min，按回采工作面實(shí)際備需要風(fēng)量的50%考慮。采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和工作面的氣溫、風(fēng)速與人數(shù)等分別進(jìn)行計(jì)算，取最大值。5號(hào)層綜放工作面需風(fēng)量：1、按工作面氣象條件計(jì)算Qcf=60X70%XVcfXScfX、X、式中：Qcf——采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；Vcf——采煤工作面適宜風(fēng)速，依據(jù)《煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》回采工作面溫度與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系詳見表4-2-1，取1.0m/s；scf——采煤工作面平均有效通風(fēng)斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，取16.2m2；其中：最大控頂斷面積（5.0+0.8）X3.0=17.4m2最小控頂斷面積5.0X3.0=15m2Kch——采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)見表4-2-2，取1.1。、一一采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)見表4-2-3,取1.470%——有效通風(fēng)斷面系數(shù)；60——為單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫與對(duì)應(yīng)風(fēng)速 表4-2-1回采工作面空氣溫度(°C)采煤工作面風(fēng)速(m/s)<201.020?231.0?1.523?261.5?1.8采煤工作面采高調(diào)整系數(shù) 表4-2-2米高(m)<2.02.0?2.5>2.5及放頂煤面系數(shù)(Kch)1.01.11.2采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù) 表4-2-3米煤工作面長(zhǎng)度(m)80?120120?150150?180>180長(zhǎng)度風(fēng)量調(diào)整系數(shù)(Kc1)1.01.11.21.3?1.4Qf=60X70%XVfXS尸、乂、=60X70%X1.0X16.2X1.2X1.4=1143m3/min。結(jié)合本礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取1200m3/min。2、按瓦斯涌出量計(jì)算Qcf=100XqcgXKcg式中：qcg——采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/minKg——采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，1.2。100——按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔粦?yīng)超過1%的換算系數(shù)。根據(jù)2010年5月山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心出具的《大同鵲山高家窯煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井瓦斯量涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告》，該礦5號(hào)煤層以150萬(wàn)t/a產(chǎn)量生產(chǎn)時(shí)，礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為5.93ma/min，最大相對(duì)涌出量為1.79ma/t。同時(shí)礦方在二采區(qū)5號(hào)煤層開采過程中要加強(qiáng)煤層瓦斯含量測(cè)定工作，并根據(jù)補(bǔ)充測(cè)定結(jié)果以及采掘方案修正采、掘工作面風(fēng)量配備。Qcf=100XqcgXKcgqcg=(4545/24/60)X1.79=5.65ma/min4545——采煤工作面的最大日產(chǎn)量，t。Qcg=100X5.65X1.2=678m3/min=11.3m3/s。3、 按工作人員數(shù)量計(jì)算Qcf=4Nf式中：4——每人每分鐘供給的風(fēng)量不得小于4m3；Ncf——采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取25人。Qf=4X25=100m3/min^1.7m3/so經(jīng)過計(jì)算，取其中最大值1200m3/min=20m3/s作為5號(hào)層綜放工作面配風(fēng)量。4、 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)算最小風(fēng)量QcfN60X0.25XScb=60X0.25X17.4=261m3/mine4.35m3/s驗(yàn)算最大風(fēng)量QfW60X4.0XS=60X4.0X15=3600m3/min=60.0m3/s綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，驗(yàn)算最大風(fēng)量QfW60X5.0XS=60X5.0X15=4500m3/min=75.0m3/sScs——采煤工作面最小控頂距有效斷面，15m2Scb——采煤工作面最大控頂距有效斷面，17.4m20.25——采煤工作面允許的最小風(fēng)速，m/s4.0,5.0——采煤工作面允許的最大風(fēng)速，m/s經(jīng)上述計(jì)算，確定5號(hào)煤層回采工作面需風(fēng)量為1200m3/min(20m3/s)。準(zhǔn)備工作面需風(fēng)量1200X50%=600m3/min=10m3/s。則EQ=20+10=30m3/s。cf掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量5號(hào)煤層二采區(qū)設(shè)計(jì)布置1個(gè)綜放工作面、2個(gè)綜掘工作面，采掘比1：2。1、綜掘工作面EQhf=2XQf式中：Qhf——綜掘工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/s；掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，分別按瓦斯涌出量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸入風(fēng)量、人數(shù)和風(fēng)速等分別計(jì)算，并取其中最大值。按照瓦斯涌出量計(jì)算Qhf=100XqhX%式中：qhg——掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min。根據(jù)2010年5月山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心出具的《大同鵲山高家窯煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井瓦斯量涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告》，該礦5號(hào)煤層以150萬(wàn)t/a產(chǎn)量生產(chǎn)時(shí)，礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為5.93m3/min,最大相對(duì)涌出量為1.79ma/to掘進(jìn)工作面平均斷面積為14.2m2,綜掘工作面煤巷月進(jìn)為300m，每月生產(chǎn)天數(shù)為25d,5號(hào)煤層視密度為1.41t/m3。則q=(14.2x300x1.41x1.79)/(25x24x60)=0.30(m3/min)；Khg——瓦斯涌出不均勻備用系數(shù)，1.5。100——按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔粦?yīng)超過1%的換算系數(shù)。Qhf=100X0.30X1.5=45.0m3/min=0.75m3/s。按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算Qhf=QfXI+60X0.25S式中：Qaf——掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量， m3/min,FBDNq5.6/2X15型對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)取440?260m3/min；I——掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)；S——局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)至掘進(jìn)工作面回風(fēng)口之間巷道的凈斷面積，m2,取10.5m2。0.25——有瓦斯涌出半煤巖巷、煤巷允許的最低風(fēng)速；m/sQf=440X1+60X0.25X10.5=597.5m3/min^9.96m3/s按工作人員數(shù)量計(jì)算Q=4Nhc hc式中：4——每人每分鐘供給的風(fēng)量不得小于4m3；Nhc——工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，綜掘面取16人。Q綜=4X16=64m3/minF.1m3/s經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)取600m3/min=10.0m3/s作為綜掘面配風(fēng)量。2、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)算最小風(fēng)量QafN60X0.25XShf=60X0.25X18.55=278.3m3/mine4.6m3/s驗(yàn)算最大風(fēng)量QafW60X4.0XScs=60X4.0X14.0=3360m3/mine56.0m3/s經(jīng)計(jì)算掘進(jìn)工作面風(fēng)量滿足要求。停掘供風(fēng)面需風(fēng)量應(yīng)不小于掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)量，停掘供風(fēng)面風(fēng)量為600m3/min=10.0m3/sSQh=10.0X3=27m3/s各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量5號(hào)煤層二采區(qū)投產(chǎn)時(shí)，獨(dú)立通風(fēng)的硐室有采區(qū)變電所、采區(qū)臨時(shí)避難硐室。1、機(jī)電硐室需要風(fēng)量計(jì)算按照硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算：Qmr=3600ZWX0/(pXCpX60At)Q 機(jī)電硐室的需要風(fēng)量，m3/min；ZW——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(或變壓器)總功率，KW；0——機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)；p——空氣密度，一般取1.20kg/m3Cp——空氣的定壓比熱，一般取CP=1.0006KJ/(KgXk)△t——機(jī)電硐室的進(jìn)回風(fēng)流溫度差，K。機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)（0）表 表4-2-4機(jī)電酮室名稱水泵房變電所發(fā)熱系數(shù)（0）0.01?0.030.02?0.04(1)采區(qū)變電所Qmr=3600ZWX0/(pXCpX60At)=3600X225X0.03/(1.2X1.0006X60X5）=67.5m3/min采區(qū)變電所參照同類礦井經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取150m3/min=2.5m3/s（2）采區(qū)臨時(shí)避難硐室參照同類礦井經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取150m3/min=2.5m3/sSQ碉室=2.5+2.5=5.0m3/s（四）其它用風(fēng)巷道實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算其它巷道的需要風(fēng)量根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進(jìn)行計(jì)算，采用其中最大值，其它用風(fēng)地點(diǎn)主要有：5號(hào)層二采區(qū)軌道上山尾、運(yùn)輸上山尾，共計(jì)2條。（1）按瓦斯涌出量計(jì)算：Qr1=143X%X%式中：143—其他用風(fēng)巷道中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^0.70%所換算的常數(shù)；根據(jù)AQ1055-2008中“礦井總回風(fēng)巷瓦斯或一翼回風(fēng)巷瓦斯或二氧化碳濃度不得超過0.70%”規(guī)定要求。、——其他巷道瓦斯涌出不均衡的備用風(fēng)量系數(shù)，取1.2?1.3；qrg——其他用風(fēng)巷道平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m'/min,Q軌道尸=Q皮帶尾=143X0.4X1.3=74.4m3/min,參照同類礦井經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取150m3/min=2.5m3/s(2)按風(fēng)速驗(yàn)算Qr1N60X0.15Sr式中：Src——一般用風(fēng)巷凈斷面積，m2；軌道上山尾取15.75m2,運(yùn)輸上山尾取12.0m2。0.15——一般巷道允許的最低風(fēng)速，m/s。經(jīng)驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果符合風(fēng)速要求。則EQ其他=Q軌道尾+Q皮帶尾=2X2.5=5.0m3/s5號(hào)煤層二采區(qū)投產(chǎn)后礦井總需風(fēng)量礦井5號(hào)煤層二采區(qū)投產(chǎn)后布置1個(gè)綜放工作面、2個(gè)綜掘工作面。5號(hào)煤層二采區(qū)需風(fēng)量如下：回采工作面1個(gè)(1200m3/min)、備用工作面1個(gè)(600m3/min)、綜掘工作面2個(gè)(2X600m3/min)，停掘供風(fēng)面1個(gè)(600m3/min)硐室：采區(qū)變電所(150m3/min)、采區(qū)臨時(shí)避難硐室(150m3/min)。尾巷及其它：5號(hào)煤層二采區(qū)軌道上山尾、運(yùn)輸上山尾(2X150m3/min)。需風(fēng)量計(jì)算：Q=(1200+600+600X3+150X2+150X2)X1.2=5040m3/min=84m3/s。按井下各工作用風(fēng)地點(diǎn)進(jìn)行分配，余者風(fēng)量為漏風(fēng)和其它風(fēng)量，各使用地點(diǎn)用風(fēng)量詳見下表。礦井各地點(diǎn)需風(fēng)量分配表 表4-2-5序號(hào)供風(fēng)地點(diǎn)數(shù)量（個(gè)）配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)（m3/s）供風(fēng)量（iWs）（一）5號(hào)層二采區(qū)需風(fēng)量1綜放工作面124242備用工作面112123綜掘工作面22X12244停掘工作面212125硐室12X3665號(hào)層二采區(qū)軌道上山、運(yùn)輸上山尾巷22X367小計(jì)84（二）礦井其它地點(diǎn)需風(fēng)量15號(hào)層中央軌道大巷尾、運(yùn)輸大巷尾22X3.06.02其它13.03.0（三）合計(jì)93（七）按風(fēng)速對(duì)井筒斷面進(jìn)行驗(yàn)算1、 按副斜井?dāng)嗝孢M(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算副斜井凈斷面積10.71/10.94m2。副斜井風(fēng)