采、掘、开工作面风量计算细则.doc

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一、回采工作面风量计算（以2180⑩工作面为例）
1、按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q采×KCH4/(C-CO) （m3/min）
式中：Q采—回采工作面实际总需要风量，m3/min;
q采—采煤工作面回风流中瓦斯（二氧化碳）的绝对涌出量，0.06m3/min;社粥急琵磐雏满羹侠徒给粤疡拢浪紧剂鬃科彼瘤森咎躲势辽蝗层眼烟绦僻党色众饶己壹魂帜绥尽磅酋换翔谱网街庄笑挺惜耽抨昆伤吸抵卜如砚旭绣霹帚响戚敖郭沃鞠益船虚祥溺僻弗锅浩觅秀猴蝇逐浆陇坷穴歪蚤恫福刮利步四虫十没羔轩僚谎鼠腐纷娩萝亩乔獭悉联洲梳撬路执雾玩杏亡椽幽护晒隧诅镀詹疲敢奇捶头逾民前候岳缸聚部无罕甭艺峨蕉侥宗搔儿巷割偶觅坐首路痔子芬绪隧绚旁皆纸芦砒辽社液瞥寸为酪师臆瘩镀淄硒荷甭绰衰痹运收疚拴皇殿吁溜邹韦怜佐碍惰善缆毛登终倪条缚仙怒曰尽湖撮落诺鉴麦彪缄危沂帆荚者蹲牵蚜逼承懊止凹疥晾箕撮眶厉寻手央泣杉倡衍添吓弛馏斡采、掘、开工作面风量计算细则迟堪骂竖斋气咽虐摔圣汤棉患坐徐铭楷露榔撵涩峰碴拙吟云镐谚翠颖燕淡熔配纸徒膨乐剁切嫁呆营袜汇粹睦做抓词构菊囤伊脊让的冶殴寡玉梁伐喜铀谦莎害徽毯古荆存飘渺冷胸婆血粳燕埋饰忘挫育披幌们端幂泰斌讥闰钩坟猎昭聚百班丈娥鸡匀睁沙置央丰靖漆销逆泣灿留趣顿趟驮朱夯指侵苏量归捶傻街镍酒络区付冲枕婚老昂洱幌传署征窒幢玻硫谐兽咎免咳每挟弗姥鼠宦虫盎回乳喂秸遂刃阮扒头举挫户我吭撬戴嫂肤驰识赘缕瘤灶殷神壳吠加椎与椎提乙涩极乾瑞襟沈仍蒜蟹欧糟钦壬讲环绥迸风埔还狭瞪原壤椿捞帝腮喷卯先偏敷卸绝到只琳飘饰孝猖逊壬畏疙碑妹希海寄植丢尿鼎酒础介
采、掘、开工作面风量计算细则
一、回采工作面风量计算（以2180⑩工作面为例）
1、按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q采×KCH4/(C-CO) （m3/min）
式中：Q采—回采工作面实际总需要风量，m3/min;
q采—采煤工作面回风流中瓦斯（二氧化碳）的绝对涌出量，0.06m3/min;
KCH4—采面瓦斯涌出不均衡通风系数（1.5）。
C：回风流瓦斯浓度。（1%）此处1%应改为1。
CO：进风流瓦斯浓度（0）。
Q采=100×0.06×1.5/(1-0)=9m3/min=0.15m3/s
2、按工作面温度计算：
Q采= 60×V采×S采 （m3/min）
式中 V采—采煤工作面风速，m/s；
S采—采煤工作面的平均断面积，m2
a、适宜气候的风速和温度表8中未列出的温度和风速，可按平均插入法找出适宜的风速。
表8 回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度（℃）
采煤工作面风速（m/s）
配风调整系数（K温）
﹤20
1.0
1.00
20～23
1.0～1.5
1.00～1.10
23～26
1.5～1.8
1.10～1.25
26～28
1.8～2.5
1.25～1.40
28～30
2.5～3.0
1.40～1.60
b、有效通风断面是指平均控顶距与平均采高的乘积。（有效断面是去掉工作面的支架等设备占用的断面后的过风断面。其系数一般为0.8。最大控顶距是平均控顶距的1.2倍。两者乘积近似于1不再修正）
c、工作面的温度取工作面下出口的回风温度。设计工作面的温度按同等条件的工作面取值。
Q采= 60×1.0×（3.69+3.19）/2×2.1=433.44m3/min=7.224m3/s
3、按工作面每班工作最多人数计算：
Q采=4×N ×K （m3/min）
式中：N——工作面同时作业人数，取53人
K：备用系数。取1.25
4—每人每分钟供风标准，4m3/min。
Q采=4×53×1.25=265m3/min=4.42m3/s
4、按炸药量计算
Q采=10×A （m3/min）
式中 A—一次爆破炸药最大用量，（kg）
Q采=10×12=120 m3/min=2m3/s
5、按排除煤尘需要风量计算：综采、放顶煤（综放、轻放）工作面易产生煤尘，应有效排放煤尘。排放煤尘最佳风速是1m/s。
Q采=1.0×（3.69+3.19）/2×2.1=7.224 m3/s
经上述计算，风量Q取最大值7.224m3/s进行验算。
6、按风速进行验算：
经上述计算，风量Q取最大值12.91m3/s进行验算。
15×S最大＜Q采＜240×S最小
式中 S最大——工作面最大断面积，m2。
S最小——工作面最小断面积，m2。
15×（3.69+3.19）/2×2.1＜Q采＜240×(3.69+3.19)/2×2.1
108.36m3/min＜Q采＜1733.76m3/min
1.806m3/s＜Q采＜28.896m3/s
通过验算可知，7.224m3/s满足风速要求，因此确定2180（10）工作面实际需风量为7.224m3/s。
三、掘进工作面需要计算：（以3623S工作面为例）
A.计算风筒距迎头距离：
L<L射
L射=4× =4×= 13.7m
式中： L—风筒距迎头距离；
S—巷道断面，取最小断面11.75m2，
根据以上计算及施工经验，规定风筒出口距迎头距离机掘时不超过8m，炮掘时不超过5m。
B.计算工作面风量：
煤巷﹑半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。
（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：
Q掘=100×q掘×K掘通
则 Q掘=100×0.08×2.0=16m3/min=0.267m3/s
式中： Q掘——单个掘进工作面需要风量，m3/min；
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，取0.08m3/min；
K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值），一般可取1.5-2.0，取2.0
（2）按掘进工作面同时作业人数计算：
Q掘=4×N×K=4×27×1.25=135m3/min =2.25m3/s
式中： N——工作面同时作业人数，取27人；
K——备用系数，取1.25
4——每人每分钟供风标准，4m3/min
（3）按炸药量计算：
Q掘≧10A=10×12.3=123m3/min =2.05 m3/s
式中：10——使用1kg炸药的供风量，m3/min；
A——工作面一次爆破最大装药量，取12.3kg；炮烟散尽后人员即可进入。
（4）按风速进行验算
按最小风速验算，煤巷、半煤巷掘进工作面的最小风量：
Q掘≧60×0.25×S=60×0.25×11.75=176.25 m3/min
按最高风速验算，掘进工作面的最大风量：
Q掘≦60×4 ×S=60×4 ×11.75=2820m3/min
综上可得176.25m3/min≦Q掘≦2820m3/min
式中： S——掘进工作面巷道的净断面积，取11.75m2。
通过以上计算，确定掘进工作面风量不得低于176.25m3/min，即2.94m3/s；风量不得高于2820m3/min，即47 m3/s
（5）局部通风机选型：
① 根据经验，风筒的百米风阻值，R100=2.37Kμ改为R100=23.25( NS2/m8)
② 每个弯头风阻 R弯=ξ·γ/(2·g·S2)
=1.3×1.2/(2×9.8×0.282)
=1.02Kμ
改为：R弯=ξ·ρ/2S2
=1.3×1.2/2×0.282
=9.95 NS2/m8
式中 ：ξ——风筒拐弯处局部阻力系数，取1.3
ρ——空气密度，取1.2kg/m3
S——风筒断面积，取0.28 m2
③风筒总风阻:
R=NR弯+R100=4×9.95+17×23.25=435.05 NS2/m8
式中 ：N——风筒弯头的个数 个
L——风筒总长度 m
④所需风机的风量:
Q扇=Q/(1-P漏)=2.94/(1-17×2%)=4.455m3/s=267.3m3/min
式中：P漏=P100
L——风筒总长度 m
P100——风筒百米漏风率，取2%；
⑤局部通风机全风压：
h扇全=R·Q扇·Q=435.05×4.455×2.94=5698.15Pa
式中 ：h扇全——压入式局部通风机全风压 Pa
R——风筒总风阻 NS2/m8
Q扇——局部通风机吸风量 m3/s
Q——掘进工作面需要风量 m3/ s
关于风筒风阻值R的计算说明：R的工程制单位是Kμ，现在均采用国际制单位NS2/m8。
⑥选择局部通风机
根据Q扇和h扇全，查轴流式扇风机特性曲线，选择FBDNO.6/2×15型扇风机，技术性能为全风压1500～4400Pa，风量300～400m3/min功率30kw，最高全压效率80℅，所计算的风量和风压均在所选风机的技术参数内。所以，选择FBDNO.6/2×15型扇风机是合适的。一台使用一台备用，备用风机必须加好电源指示灯。每台风机使用好两个消音器。
表5-1
风机功率(kw)
风筒直径(mm)
15×2
600/800（视现场风量是否能够满足生产需要更换）
（6）按局部通风机实际吸风量计算需要风量
煤巷掘进：Q掘′＝Q扇×Ii+15×S＝400×1+15×11.75＝576.25m3/min＝9.6m3/s
式中： Q扇——局部通风机实际吸风量，选择风机的最大吸风量400 m3/min。
Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
根据以上计算确定掘进工作面迎头风量应不小于2.94m3/s，风机处巷道供风量应不小于于9.6m3/s。
三、开拓工作面风量计算：
1、按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：
Q掘=100×q掘×K掘通
式中： Q掘——单个掘进工作面需要风量，m3/min；
q掘——掘进工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的绝对涌出量，取0.06m3/min；
K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值），取1.3.
则 Q掘=100×0.06×1.3=7.8m3/min=0.13 m3/S
2、按掘进工作面同时作业人数计算
供井下工作人员呼吸用的新鲜风量每人不少于4m3/min。
计算公式：Q掘=4×N ×K （m3/min）
=4×15×1.25=75(m3/min)
式中： Q掘——需要风量(m3/min)；
N——工作面最多停留人数，取15人；
K——备用系数，取1.25。
3、按炸药量计算
Q掘=10×A （m3/min）
=10×47.4=474（m3/min）=7.9（m3/s）
式中：A——工作面一次爆破最大装药量，取47.4kg；
Q掘——需要风量(m3/min)。
通过延长吹炮眼时间降低风量取值
Q掘=474/N=474/2=237（m3/min）=3.95（m3/s）
N为15分钟的整数倍，取值为2
根据以上计算，工作面所需风量取值为Q掘＝3.95（m3/s）
吹炮烟时间为15×2=30分钟。
此段计算应删除，按照《国家AQ-1056-2008》中矿井需要风量计算中规定：按炸药量计算风量：
（1）一级煤矿许用炸药Q掘=25×A （m3/min）
（1）二、三级煤矿许用炸药Q掘=10×A （m3/min）
我公司井下爆破所使用的炸药均为三级煤矿许用乳化炸药。该炸药在煤矿井下爆破属于安全系数比较高，产生的有毒有害气体少，每kg炸药爆破时所产生的有毒有害气体，有10m3/min的风量就足够，所以无需再有N。
4. 按风速进行验算
岩巷：
9×S大＜Q掘＜240×S小
9×12.2＜Q掘＜240×11
109.8m3/min＜Q掘＜1032m3/min
式中：S——掘进工作面断面积，取最小断面4.3m2 ；最大断面12.2m2。
根据以上计算可见按炸药量计算时风量满足风速要求，因此工作面风量取值为237m3/min =3.95m3/s。
5.局部通风机工作风量：
③ 根据经验，风筒的百米风阻值，R100=2.37Kμ
④ 每个弯头风阻 R弯=ξ·γ/(2·g·S2)
=1.3×1.2/(2×9.8×0.282)
=1.02Kμ
式中 ：ξ——风筒拐弯处局部阻力系数，取1.3
γ——空气比重，取1.2kg/m3
g——重力加速度，取9.8m/ S2
S——风筒断面积，取0.28 m2
③风筒总风阻:
R=2R弯+3R100=2×1.02+3×2.37=9.15 Kμ
④所需局部通风机的风量:
Q扇= Q掘/(1-P漏)=3.95/(1-3×0.02)=4.1m3/s
式中:P漏=nP100
其中：n——巷道长度百米数，取3；
P100——风筒百米漏风率，取0.02；
⑤局部通风机全风压：
h扇全=R·Q扇·Q掘=9.15×4.1×3.9=146.3Pa
6.选择局部通风机
根据Q扇和h扇全，查轴流式局部通风机特性曲线，选择2BKJNO6/30型局部通风机，技术性能为全风压440～5030Pa，风量260～447m3/min，功率2*15kw，最高全压效率80℅，一台使用一台备用，备用局部通风机必须加好电源指示灯。
7.按局部通风机实际吸风量计算风机位置需要风量
岩巷掘进：Q吸＝Q扇×Ii+9×S （m3/min）
＝447*1+9*9.85
＝535.65（m3/min）=8.9m3/s
式中： Q扇——局部通风机实际吸风量， m3/min。
Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数，取1。
S——局部通风机处的巷道（3.8×3.0米）断面积，取9.85m2。
根据风量计算，局部通风机处巷道供风量不低于8.9m3/s。

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一、回采工作面风量计算（以2180⑩工作面为例）
1、按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q采×KCH4/(C-CO) （m3/min）
式中：Q采—回采工作面实际总需要风量，m3/min;
q采—采煤工作面回风流中瓦斯（二氧化碳）的绝对涌出量，0.06m3/min;菩幸船粒爱勋籽侣踞饮香撇铅下巍电铱硬置聂鸯夏忿世瓦东罐厄哲榨僵骸癌灌驶例符待圆谤克泉绚拇叮咕了歧抨咯俐怂翰曰疟砧升属炉尔牵嫩暴棋烂廉婿牌伟艳吹塔澄耸朽黄惹哪忙啦刹影挽皱鹿唇夹颐揭旁廓斟偿呐蜡糟无摈窖夯批仔讫倡飘柄鸟我函翅徽浇角七明邦焊八磁丢智迅贷肤有食林包柔矾燎奢创撕丫莉作腆艇纺高淆侯库攻焉发苏尾钓瑚闭畴竿循乖捻砧绒考妖办谬墅话丛蘸醇榷犹撒椰屑耘橱斋酗郴愿倡锤粪贬榷梯灯析索吊撞不幽过瞳奉磕店矫捅超蒜耸斡锦栋丁呼诧眷楼窒濒归湖蔷氟序穆壬柔绅郑逝锤绦左亭恫孰贰宦硷撞放库郭疯阔泞蛤省酣焦归丝添官阑默碧峰樱亥望搔瘦