矿井通风风量计算细则

矿井通风风量计算细则一、总则1.目的本细则旨在规范矿井通风风量的计算方法，确保矿井通风系统稳定可靠，保障井下作业人员的生命安全和身体健康，为矿井安全生产提供科学依据。2.适用范围本细则适用于各类煤矿矿井通风风量的计算。3.编制依据依据《煤矿安全规程》、《矿井通风与安全》等相关法律法规、标准规范以及矿井实际情况编制。二、术语和定义1.矿井通风向矿井各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的过程。2.风量单位时间内通过巷道某一断面的空气体积。3.通风阻力空气在井巷中流动时所遇到的阻力。4.通风设施用于控制风流方向、风量等的装置，如风门、风桥、密闭等。三、风量计算的基本原理1.连续性方程在稳定风流中，通过巷道任意断面的风量相等，即\(Q_1=Q_2\)（\(Q_1\)、\(Q_2\)为不同断面的风量）。2.能量方程描述空气在通风系统中能量转换和损失的关系，用于分析通风阻力等问题。四、风量计算方法1.按井下同时工作的最多人数计算根据《煤矿安全规程》规定，每人每分钟供给风量不得少于\(4m^3\)。计算公式为：\(Q=4NK\)，其中\(Q\)为矿井总风量（\(m^3/min\)），\(N\)为井下同时工作的最多人数，\(K\)为系数，一般取\(1.2\)\(1.3\)。例如，某矿井井下同时工作的最多人数为\(500\)人，则矿井总风量\(Q=4×500×1.2=2400m^3/min\)。2.按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算采煤工作面风量计算按瓦斯涌出量计算：\(Q_{采}=100q_{采}K_{采}\)，其中\(Q_{采}\)为采煤工作面所需风量（\(m^3/min\)），\(q_{采}\)为采煤工作面瓦斯绝对涌出量（\(m^3/min\)），\(K_{采}\)为采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数，一般取\(1.2\)\(1.6\)。按二氧化碳涌出量计算：\(Q_{采}=67q_{CO_2}K_{采}\)，\(q_{CO_2}\)为采煤工作面二氧化碳绝对涌出量（\(m^3/min\)）。按炸药使用量计算：\(Q_{采}=25A\)，\(A\)为采煤工作面一次爆破的最大炸药量（\(kg\)）。按人数计算：\(Q_{采}=4n\)，\(n\)为采煤工作面同时工作的最多人数。按风速进行验算：采煤工作面最低风速不得低于\(0.25m/s\)，最高风速不得超过\(4m/s\)。按最低风速验算时，\(Q_{采}=60×0.25S\)（\(S\)为采煤工作面平均断面积，\(m^2\)）；按最高风速验算时，\(Q_{采}=60×4S\)。取上述计算结果的最大值作为采煤工作面的实际风量。掘进工作面风量计算按瓦斯涌出量计算：\(Q_{掘}=100q_{掘}K_{掘}\)，\(q_{掘}\)为掘进工作面瓦斯绝对涌出量（\(m^3/min\)），\(K_{掘}\)为掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，一般取\(1.5\)\(2.0\)。按二氧化碳涌出量计算：\(Q_{掘}=67q_{CO_2}K_{掘}\)。按炸药使用量计算：\(Q_{掘}=25A\)。按局部通风机的实际吸风量计算：\(Q_{掘}=Q_{扇}(1η)\)，\(Q_{扇}\)为局部通风机的实际吸风量（\(m^3/min\)），\(η\)为风筒的漏风率，一般取\(0.1\)\(0.2\)。按风速进行验算：煤巷、半煤岩巷掘进工作面最低风速不得低于\(0.25m/s\)，最高风速不得超过\(4m/s\)；岩巷掘进工作面最低风速不得低于\(0.15m/s\)，最高风速不得超过\(4m/s\)。按最低风速验算时，\(Q_{掘}=60×0.25S\)（煤巷、半煤岩巷）或\(Q_{掘}=60×0.15S\)（岩巷）；按最高风速验算时，\(Q_{掘}=60×4S\)。取上述计算结果的最大值作为掘进工作面的实际风量。硐室风量计算爆破材料库风量计算：每小时不得小于其容积的\(4\)倍，即\(Q_{库}=4V\)，\(V\)为爆破材料库的容积（\(m^3\)）。充电硐室风量计算：按回风流中瓦斯浓度不超过\(0.5\%\)计算，即\(Q_{充}=100q_{充}\)，\(q_{充}\)为充电硐室瓦斯绝对涌出量（\(m^3/min\)）。其它硐室风量计算：根据硐室内的设备数量、发热量等因素，参照经验值确定，一般每\(kW\)设备容量供风量为\(0.51m^3/min\)。其它地点风量计算井下机电设备硐室、材料库、井底车场等地点的风量，根据实际需要，按经验值或通过计算确定，以保证该地点空气温度、瓦斯浓度等符合规定要求。井下行人巷道、运输巷道等，按最低风速验算，即煤巷、半煤岩巷最低风速不得低于\(0.25m/s\)，岩巷最低风速不得低于\(0.15m/s\)。2.按通风网络阻力计算计算通风网络的风阻首先，对通风网络进行简化，将巷道划分成若干段，计算每段巷道的风阻\(R\)。风阻计算公式为\(R=\frac{αL}{S^3}\)，其中\(α\)为巷道摩擦阻力系数，\(L\)为巷道长度（\(m\)），\(S\)为巷道断面积（\(m^2\)）。不同支护方式的巷道摩擦阻力系数取值不同，可参考相关手册。对于串联通风网络，总风阻\(R_{串}=R_1+R_2+\cdots+R_n\)（\(R_1\)、\(R_2\)、\(\cdots\)、\(R_n\)为各段巷道风阻）。对于并联通风网络，总风阻\(R_{并}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}\)（\(R_1\)、\(R_2\)为并联巷道风阻）。计算矿井总风量根据通风机的风压\(H\)和通风网络总风阻\(R\)，利用公式\(Q=\sqrt{\frac{H}{R}}\)计算矿井总风量。通风机风压可通过风机性能曲线或现场实测获得。五、风量计算实例1.某矿井概况该矿井开采煤层为单一煤层，井田面积\(20km^2\)，设计生产能力\(0.9Mt/a\)。井下布置有一个采煤工作面、三个掘进工作面，以及若干硐室和其它巷道。2.风量计算过程按井下同时工作的最多人数计算经统计，井下同时工作的最多人数为\(400\)人，则矿井总风量\(Q=4×400×1.2=1920m^3/min\)。采煤工作面风量计算采煤工作面瓦斯绝对涌出量\(q_{采}=1.5m^3/min\)，瓦斯涌出不均衡系数\(K_{采}=1.4\)。按瓦斯涌出量计算，\(Q_{采}=100×1.5×1.4=210m^3/min\)。采煤工作面一次爆破的最大炸药量\(A=3kg\)，按炸药使用量计算，\(Q_{采}=25×3=75m^3/min\)。采煤工作面同时工作的最多人数\(n=30\)人，按人数计算，\(Q_{采}=4×30=120m^3/min\)。采煤工作面平均断面积\(S=20m^2\)，按最低风速验算，\(Q_{采}=60×0.25×20=300m^3/min\)；按最高风速验算，\(Q_{采}=60×4×20=4800m^3/min\)。取上述计算结果的最大值\(4800m^3/min\)。综合比较，采煤工作面所需风量\(Q_{采}=4800m^3/min\)。掘进工作面风量计算第一个掘进工作面瓦斯绝对涌出量\(q_{掘1}=0.8m^3/min\)，瓦斯涌出不均衡系数\(K_{掘1}=1.8\)。按瓦斯涌出量计算，\(Q_{掘1}=100×0.8×1.8=144m^3/min\)。该掘进工作面一次爆破的最大炸药量\(A_1=2kg\)，按炸药使用量计算，\(Q_{掘1}=25×2=50m^3/min\)。局部通风机的实际吸风量\(Q_{扇1}=200m^3/min\)，风筒漏风率\(η=0.15\)，按局部通风机的实际吸风量计算，\(Q_{掘1}=200×(10.15)=170m^3/min\)。掘进工作面断面积\(S_1=12m^2\)，按最低风速验算，\(Q_{掘1}=60×0.25×12=180m^3/min\)；按最高风速验算，\(Q_{掘1}=60×4×12=2880m^3/min\)。取上述计算结果的最大值\(2880m^3/min\)。综合比较，第一个掘进工作面所需风量\(Q_{掘1}=2880m^3/min\)。同理，可计算出第二个、第三个掘进工作面所需风量分别为\(2500m^3/min\)、\(2200m^3/min\)。硐室风量计算爆破材料库容积\(V=50m^3\)，风量\(Q_{库}=4×50=200m^3/h\)，换算为\(3.33m^3/min\)。充电硐室瓦斯绝对涌出量\(q_{充}=0.2m^3/min\)，风量\(Q_{充}=100×0.2=20m^3/min\)。其它硐室根据设备容量计算，总设备容量为\(500kW\)，每\(kW\)设备容量供风量按\(0.8m^3/min\)计算，则其它硐室风量\(Q_{其}=500×0.8=400m^3/min\)。矿井总风量计算矿井总风量\(Q=Q_{采}+Q_{掘1}+Q_{掘2}+Q_{掘3}+Q_{库}+Q_{充}+Q_{其}\)\(=4800+2880+2500+2200+3.33+20+400\)\(=12803.33m^3/min\)3.风量计算结果分析通过计算可知，该矿井按井下同时工作的最多人数计算的风量为\(1920m^3/min\)，而按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算的风量为\(12803.33m^3/min\)。实际需要风量大于按人数计算的风量，因此应以按实际需要风量计算的结果为准。同时，对各地点的风量计算结果进行风速验算，确保各地点风速符合规定要求，保证通风系统稳定可靠。六、风量调节与控制1.调节方法增阻调节法：在通风网络中增加风阻，如设置调节风窗等，来改变风量分配。降阻调节法：降低某些巷道的风阻，如扩大巷道断面、清理巷道杂物等，以增加该巷道的风量。辅助通风机调节法：在局部地点安设辅助通风机，增加风量，改善通风状况。2.控制措施定期对通风系统进行检查和监测，包括风量、风速、瓦斯浓度、温度等参数，及时发现风量异常情况。安装风量监测装置，实时显示各地点的风量数据，便于及时调整。制定风量调节方案，根据生产变化和通风系统状况，适时进行风量调节，确保通风系统始终处于最佳运行状态。七、安全注意事项1.风量计算必须准确可靠，严格按照相关规定和方法进行，确保计算结果能满足矿井安全生产的需要。2.在进