掘进工作面风量计算

矿井与采区通风设计

矿井通风设计内容与要求

矿井设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要环节。它的基本任务是结合矿井开拓、开采设计，建立其安全可靠、经济合理、管理方便的通风系统。

一、矿井通风设计的依据

矿井通风设计的依据主要有：矿井自然条件和生产条件。

1、矿井自然条件

（1）矿井地质图、地形图。

（2）煤层瓦斯含量、瓦斯压力，瓦斯及CO2涌出量，煤（岩）与瓦斯（CO2）突出危险性。

（3）煤的自燃倾向性及自然发火期。

（4）煤尘爆炸性。

（5）矿区地面气候条件，包括年最高气温、最低气温及平均气温，地温及地温增深率等。

2、矿井生产条件

（1）矿井年产量及服务年限。

（2）矿井开拓系统、开采系统、运输系统。

（3）采区储量、采煤工作面位置及产量。

（4）同时开采煤层数、采区数、采掘工作面数。

（5）井下同时工作的最多人数，采掘爆破的炸药最大消耗量，井巷支护方式和断面。

（6）邻近生产矿井与通风设计有关的经验数据、风量计算方法。

（7）通风设备的产品目录、价格，矿区电费。

二、矿井通风设计的内容和要求

矿井设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。矿井通风设计分为新建、改扩建或扩建矿井通风设计。对于新建矿井的通风设计，必须对矿井原有的生产与通风情况作出详细的调查，分析通风存在的问题，考虑矿井生产的特点和发展规划，充分利用原有的井巷与通风设备，在原有的通风系统基础上提出更完善、更切合实际的通风系统设计。

矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计计算。

1、矿井基建时期的通风

矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风，即开凿井筒（或平硐）、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道和通风巷道的通风。这个时期多用局部通风机对独头巷道进行局部通风。当两个井筒贯通后，安装主要通风机，此时利用主要通风机对已开凿的井巷实行全风压通风，缩短其余井巷与硐室掘进时局部通风的距离。

2、矿井生产时期的通风

矿井生产时期的通风是指矿井投产后，包括全矿井开拓、采准和采煤工作面以及其他井巷的通风。这时期的通风设计，根据矿井生产年限的长短，可分为两中情况：

（1）矿井服务年限不长时（15～20年），只做一次通风设计。设计中以矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期，矿井通风阻力最大时为通风困

难时期。依据这两个时期的生产情况进行设计计算，并选出对此两个时期的通风都满足的通风设备。

（2）矿井服务年限较长时（30～50年），考虑到通风机设备选型，矿井所需风量和压风的变化等因素又需分为两个阶段进行通风设计计算，第一阶段为前15～25年左右，对该阶段内通风容易和困难两种情况详细地进行设计计算。第二阶段的通风设计只作一般的原则规划，但对矿井通风系统，应根据整个生产时期的技术经济因素，作出全面的考虑，以便确定的通风系统既可适应现实生产的要求，又能照顾长远的生产发展与变化情况。

3、矿井通风设计的内容

矿井通风设计的内容有：

（1）拟定矿井通风系统。

（2）矿井总风量计算和风量分配。

（3）计算矿井通风总阻力。

（4）选择矿井主要通风设备。

（5）概算矿井通风费用。

4、矿井通风设计的要求

矿井通风设计的基本要求有：

（1）应将足够的新鲜空气输送到井下各个作业场所，保证安全生产和创造良好的气候条件。

（2）通风系统简单，风流稳定，便于管理，具有抗灾能力。

（3）发生事故时，风流易于控制，有利于人员撤出。

（4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施。

（5）通风系统投产快，营运费用低，经济效益好。

矿井总风量计算和分配

一、生产矿井需风量计算和分配方法

1、生产矿井需风量计算原则

生产矿井需风量，按下列要求分别计算，并采用其中最大值。

（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。

（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。各需风地点的实际需风量满足稀释瓦斯、CO2和其他有害气体的浓度，风速及温度符合《规程》规定。

2、生产矿井需风量的计算

（1）按井下同时工作的最多人数计算，即

Q=4NK矿通

式中 Q——矿井通风所需的总进风量，m3/min；

N——井下同时工作的最多人数，人；

4——《规程》规定的每人每分钟供给风量不得少于4 m3；

K矿通——矿井通风系统，考虑矿井内部漏风和配风不均匀等因素，一般取K矿通=1.20～1.25。

（2）矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他需风地点实际需要风量的总和计算，即

Q=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）·K矿通

式中∑Q采——采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；

∑Q掘——掘进工作面所需风量之和，m3/min；

∑Q硐——硐室所需风量之和，m3/min；

∑Q其他——其他用风地点所需风量之和，m3/min；

K矿通——矿井通风系数。

1）采煤工作面需风量的计算

采煤工作面的需风量应该按瓦斯、CO2涌出量和炸药消耗量、工作面的气温、风速、人数等因素分别计算，取其最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算，则

Q采=100q CH4K采通/C

式中 Q采——采煤工作面实际需要风量，m3/min；

q CH4——采煤工作面瓦斯相对涌出量，m3/min；

K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，生产矿井可根据各个工作面正常生产条件实际考察确定。通常机采工作面K采通=1.2～1.6，炮采工作面K采通=1.4～2.0，水采工作面K采通=2.0～3.0；

C——采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，%，C=1。

（2）按CO2涌出量计算工作面实际需风量方法同式Q采=100q CH4K采通/C，采煤工作面回风流中的CO2最大允许含量为1.5%，C=1.5。

（3）按工作面温度计算。采煤工作面应有良好的气候条件，采煤工作面空气温度与风速应符合表一的要求。