对国有煤矿矿井通风能力核定风量计算的一点看法

PAGE对国有煤矿矿井通风能力核定风量计算的一点看法摘要笔者在分析矿井采掘工作面需风量计算的依据、原则、基础上，对传统上按使用量计算公式计算需风量远远超过实际需风量的不足，结合传统上采掘工作面需风量计算方法，首次引入了一个新的计算方法，并给予了量化，为我省矿井通风能力核定即采掘工作面需风量标准提供了理论基础，供我省从事通风工作的同仁参考。关健词：通风能力核定、采掘工作面需风量、计算、看法近年来，我国部分高瓦斯煤矿因超能力生产而导致重大事故时有发生，因此，20版采掘《煤矿安全规程》第一百零四条之规定，必须按实际供风量核定矿井产量。××省地方国有煤矿一般采用平峒暗斜井开采，可采煤层均为中厚、薄煤层，煤层赋存条件较差，生产设备简陋，用风地点点多面广，单产单进低，多区段、多水平同时生产。矿井均为低瓦斯矿井。煤尘不可爆，巷道断面较小。。××省地方国有煤矿，由于受地质影响，采煤工作面不容易形成正规工作面，大部分使用中深孔爆破进行回采，采用局部通风机通风，局部通风所用风筒均在φ400MM以下，所用局部通风机功率均在5.5kw以下，工作面串联通风现象较为普遍，由于××省国有煤矿均为低瓦斯矿井，不同于其它产煤省的矿井，矿井通风的主要任务是排出粉尘、瓦斯等有毒有害气体，采掘工作面对稀释瓦斯所需的新鲜风量较大。因此，其特点决定了矿井生产能力核定时采掘工作面的需风量计算不能类同于其它产煤省的算法，否则，实际工作中会造成矿井通风能力核定偏小，制约矿井生产能力的发挥。那么××省矿井通风面临的实际问题是什么呢？矿井通风的主要任务是排除炮烟、创造舒适的工作环境，采掘工作面就是围绕主要任务进行风量计算。采掘工作面需风量计算可分为以下三个方面：根据《煤矿安全规程》第一百零三条之规定，煤矿企业根据具体情况，制定需风量的计算方法。采掘工作面需风量的计算，可分为以下三种：1、残采采煤工作面需风量的计算，应按下列因素分别计算，取其最大值。按瓦斯涌出量计算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i个采煤工作面需要风量,m3/min;Qgwi第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量,m3/min;Kgwi第i个采煤工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用系数,炮采工作面取1.4~2.0;实际工作中取Qgwi为0.5m3/min;Kgwi为1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量计算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i个采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO当量，L,煤巷爆破为100L/Kg,岩巷爆破为40L/Kgτ爆破后的通风时间，minCp通风所能达到的允许浓度（Cp=0.02%）实际工作中取Awi为5Kg,b为100L,τ为30min,Cp为0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人员数量计算Qwi=4×Nwi实际工作中取Nwi,为10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按局部通风机吸风量计算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i个掘进工作面运转的局部通风机额定风量Khfi为防止局部通风机吸循环风的风量备系数，一般取1.2~1.3,进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2,有瓦斯涌出时取1.3。实际工作中取Qhfi为90m3/min,Khfi为1.2那么Qwi=1.2×90=108m3/min;（5）按风速进行验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量；Qwi=60×0.25×Swi实际工作中取Swi为3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量；Qwi=60×4×Swi,实际工作中取Swi为3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上计算可知,残采工作面的需风量,实际工作中由局部通风机吸风量及使用量决定,而局部通风机的吸风量,则由局部通风机的风筒送风距离决定,实际工作中取110m3/min,即可满足安全生产要求。与实际吻合。2、掘进工作面需风量的计算煤巷、半煤巷、和岩巷掘进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量计算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i个掘进工作面需要风量,m3/min;Qgwi第i个掘进工作面瓦斯绝对涌出量,m3/min;Kgwi第i个掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用系数,炮采工作面取巧1.5~2.0;实际工作中取Qgwi为0.5m3/min;Kgwi为1.8那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量计算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i个掘进工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO当量，L,煤巷爆破为100L/Kg,岩巷爆破为40L/Kgτ爆破后的通风时间，minCp通风所能达到的允许浓度（Cp=0.02%）半煤岩按Qwi=〖0.001×（Awi1×b1＋Awi2×b2）〗÷（τ×Cp）实际工作中岩巷取Awi为10Kg,b为40L,τ为30min,Cp为0.02%那么Qwi=（0.001×10×40）÷（30×0.02%）=66.7m3/min煤巷取Awi为3Kg,b为100L,τ为30min,Cp为0.02%那么Qwi=（0.001×3×100）÷（30×0.02%）=50m3/min半煤岩供风量介于两者之间。（3）按局部通风机吸风量计算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i个掘进工作面运转的局部通风机额定风量Khfi为防止局部通风机吸循环风的风量备系数，一般取1.2~1.3,进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3实际工作中取Qhfi为90m3/min,Khfi为1.2那么Qhi=1.2×90=108m3/min;（4）按工作人员数量计算Qhi=4×Nhi实际工作中取Nwi,为了10那么Qhi=4×10=40m3/min;（5）按风速进行验算风速验算各个掘进工作面的最小风量Qhi=60×0.15×Shi实际工作中取Shi为5m2,那么Qhi=60×0.15×5=45m3/min各个煤巷、半煤巷掘进工作面的最小风量:Qhi=60×0.25×Sdi实际工作中取Sdi为5m2,那么Qhi=60×0.25×5=75m3/min按最高风速验算各个掘进工作面的最大风量Qhi=60×4×Sdi式中Sdi第i个掘进工作面巷道的净断面积,m2实际工作中取Sdi为5m2,那么Qhi=60×4×5=1200m3/min由以上计算可知,掘进工作面的需风量,实际工作中由局部通风机决定,而局部通风机的吸风量,则由局部通风机的风筒送风距离决定,煤巷、半煤巷掘进中，所需的量不大，全岩巷掘进所需的量大，但仍小于局部通风机的吸风量。实际工作中取110m3/min,即可满足安全生产要求。与实际吻合。3、正规采煤工作面需风量的计算（不常见），应按下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量计算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i个采煤工作面需要风量,m3/min;Qgwi第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量,m3/min;Kgwi第i个采煤工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用系数,炮采工作面取巧1.4~2.0;实际工作中取Qgwi为0.5m3/min;Kgwi为1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量计算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i个采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO当量，L,煤巷爆破为100L/Kg,岩巷爆破为40L/Kgτ爆破后的通风时间，minCp通风所能达到的允许浓度（Cp=0.02%）实际工作中取Awi为5Kg,b为100L,τ为30min,Cp为0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人员数量计算Qwi=4×Nwi实际工作中取Nwi,为10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按工作面进风流温度计算Qwi=60×Vwi×Swi×Kwi式中Vwi第i个采煤工作面的风速,m/sSwi第i个采煤工作面的有效通风断面,取最大和最小控顶时有效通风断面的平均值,m2Kwi第i个采煤工作面的长度系数；实际工作中取Vwi为0.8m/s,Swi为4m2,Kwi为0.8那么Qwi=60×0.8×4×0.8=153.6m3/min（5）按风速进行验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量；Qwi=60×0.25×Swi实际工作中取Swi为3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量；Qwi=60×4×Swi,实际工作中取Swi为3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上计算可知,正规采煤工作面需风量,实际工作中由按工作面进风流温度计算决定,而工作面进风流温度计算,则由Vwi、Swi、Kwi三者决定,事实上，我省一个矿井即使有20~30个工作面，其正规工作面也不会超过3~4个，因此，其需风量计算对矿井总需风量计算不至于起决定作用。实际工作中取160m3/min,即可满足安全生产要求。与实际吻合。结束语通过上述计算，我们可以得出结论：残采工作面的需风量、掘进工作面的需风量,取110m3/min可满足安全生产要求；正规采煤工作面需风量，取160m3/min,可满足安全生产要求。值得注意的是：若使用原来的计算公式Q=25×A，一个用了10KG的掘进工作面，其需风量可达到250m3/min，显然与实际不符。这也是作者撰写本文的目的。采掘工作面需风量计算及定量化，不仅是矿井通风设计的重要组成部分，也是矿井通风能力核定计算的关键程序，其所占的风量为矿井总风量的90%以上，采掘工作面需风量计算的准确与否，不仅关系到通风网络运行是否经济，还关系到矿井的安全生产。只有做好采掘工作面定量工作,才能做好生产矿井的通风能力核定，才可以为矿井生产计划的安排提供科学依据；；防止超通风能力进