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风量计算与分配方案

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2020年4月19日
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王家营青利煤矿风量分配方案
（ 1月份）

编 制：

总工程师：

编制日期： 12月31日
王家营煤矿风量计算与分配方案
一、矿井通风概况
矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。安装FBCDNo25/54型防爆轴流抽出式对旋通风机，配套电机功率为2×160kw，风量3840-8520m3/min，负压600-2266Pa，一台工作，一台备用。
我矿现采3煤层为不易自燃煤层，煤尘有爆炸性，矿井瓦斯等级鉴定为突出矿井。
矿井由主平硐、副斜井进风，风流经井底车场、11轨道石门和1457石门进入各个采掘工作面，经11回风斜巷、三煤上山专用回风巷至总回风井，井下构筑有防突风门、调节风门、密闭、测风站等通风设施，通风系统稳定可靠。
现有一个高档普采工作面为1301采煤工作面，采用一进一回“U”型通风方式，掘进工作面采用局部通风机压入式通风，现井下布置有2个掘进工作面：1304运输巷、1303掘进工作面。
二、风量计算与分配方案
一）、矿井风量计算原则
矿井需风量，按下列要求分别计算，并取其中最大值。
1、按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟风量不得小于4m3；
2、按采煤、掘进、硐室及其它巷道实际需要风量的总和进行计算。
二）、矿井需风量的计算
（一）采煤工作面的风量确定
1301采煤工作面的实际需要风量，按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求，并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后，取其中最大值。经分析和计算认为，本矿井地温不高，采煤工作面人数配备最多为29人，因此，影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。
1、按工作面温度计算
Q采＝60•Vc•Sc•Ki
=60×0.8×7.56×1.0×1.1
=399.16( m3/min)
式中：Q采——采煤工作面需风量，m3/min；
VC——回采工作面适宜风速，按15～18℃，取,0.8m/s；
SC——平均有效断面，按最大控顶8.64m2和最小控顶6.48m2有效断面的平均值计算，经计算断面为：7.56m2；
Ki——工作面长度系数，本矿工作面长度平均为140m，取Ki=1.1。
表1  采煤工作面空气温度与风速对应表
采煤工作面进风流气温/℃
采煤工作面风速/m•s-1
<15
15～18
18～20
20～23
23～26
0.3～0.5
0.5～0.8
0.8～1.0
1.0～1.5
1.5～1.8
表2 采煤工作面长度风量系数表
采煤工作面长度/m
工作面长度风量系数Ki
<15
50～80
80～120
120～150
150～180
>180
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.30～1.40
2、按采面瓦斯涌出量计算
Q=100q绝k=100×5.32×1.8=957.6（m3/min ）
式中: q绝——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，5.32 m3/min（现场实测）。
K——采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数位1.4～2.0，取1.8。
3、按最大班出勤人数计算
Q＝4×N
＝4×29
＝116（m3/min）
式中：N——工作面每班出勤人数29人。
4、按风速验算
0.25×60×7.56＝113.4＜Q采＝957.6＜4×60×7.56＝1814.4(m3/min)
采煤工作面需风量确定表     单位：m3/min
项 目
按温度计算
按瓦斯涌出量计算
按最多人数计算
最小风速要求
最大风速要求
所需风量
399.16
957.6
120
113.4
1814.4
备注
采煤工作面需风量为957.6 m3/min。

（二） 掘进工作面需要风量的计算
1月份我矿计划2个掘进工作面，分别为：1304运输巷、1303运输巷.
A、1304运输巷（炮掘）
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4 （m3/min）
Q掘=100×1.66×2
=332（m3/min）
式中：q掘——平均绝对瓦斯涌出量，取1.66m3/min（取专篇，实测为0.72m3/min）
K CH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×A （m3/min）
式中：N——掘进工作面同时工作的最多人数，取9人；
4——每人需风量，m3/min·人。
Q掘=4×9
=36（m3/min）
3、按一次爆破的最多炸药量计算
Q掘=25A=25×12=300m3/min
式中
A— 一次爆破最大炸药量12kg
4、风机选型计算，选FBDNO7.1型2×30KW对旋局部通风机供风，2×30KW局扇的风量范围：370--620m3/min
Q掘=Q扇×Ii=370×1=370m3/min
式中
Q扇——局扇最小吸风量取370 m3/min
Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数为1
5、按风速验算
0.25m/s＜370/（10×60）=0.61m/s＜4m/s
故：FBDNO7.1型2×30KW能满足1304运输巷的供风。
1304运输巷风量：取332m3/min
B、1303运输巷（综掘）：
1、按照瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×q掘×KCH4 （m3/min）
Q掘=100×1.66×2
=332（m3/min）
式中：q掘——平均绝对瓦斯涌出量，取1.66m3/min（取专篇，实测0.86m3/min）
K CH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数，取2.0。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按工作面人员数量计算：
Q掘=4×A （m3/min）
式中：N——掘进工作面同时工作的最多人数，取9人；
4——每人需风量，m3/min·人。
Q掘=4×9
=36（m3/min）
3、风机选型计算，选FBDNO7.1型2×30KW对旋局部通风机供风，2×30KW局扇的风量范围：370--620m3/min
Q掘=Q扇×Ii=370×1=370m3/min
式中
Q扇——局扇最小吸风量取370 m3/min
Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数为1
4、按风速验算
0.25m/s＜370/（10.04×60）=0.61m/s＜4m/s
FBDNO7.1型2×30KW局扇满足该掘进头供风需要
1303运输巷风量最大取：332 m3/min
（三）硐室需要风量
消防材料库、主井变电所、炸药库、11石门移变其过风量必须分别满足150 m3/min、220m3/min、150m3/min、200 m3/min（经验值）。
合计：380m3/min
（四）全矿井需要风量的计算
全矿井总进风量按以下两种方式分别计算，而且必须取其最大值：
1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量：
Q矿进=4×N×K矿通 （m3/min）
式中：Q矿进——矿井总进风量，m3/min；
4——每人每分钟供给风量，m3/min.人；
N——井下同时工作的最多人数，取80人；
K矿通——矿井通风需风系数，取K矿通1.20。
Q矿进=4×80×1.2=384（m3/min）
2、按各个用风地点总和计算矿井风量：
按采煤、掘进、硐室及其它巷道等用风地点需风量的总和计算：
Q矿进=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通 （m3/min）
式中：∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；
∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；
∑Q硐——硐室实际需要风量的总和，m3/min；
∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和，m3/min。取300m3/min
K矿通——矿井通风需风系数，K矿通取1.20。
根据以上计算，矿井总需进风量
Q矿进=（957.6+332+332+720+620）×1.2=3553.92（m3/min）
三、矿井风量分配
（一）风量分配原则
1、分配到各用风地点（包括回采面、掘进面、硐室等）的风量应不低于所计算出的需风量。
2、为维护巷道，防止坑木腐烂，金属锈蚀，以及行人安全等，所有巷道都应分配一定风量。
3、风量分配后，应保证井下各处瓦斯浓度，有害气体浓度，风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。
（二）风量分配量
1、1301回采工作面应分配风量957.6 m3/min；
2、1304运输巷掘进工作面分配风量332 m3/min；
3、1303运输巷掘进工作面分配风量332m3/min；
4、消防材料库150 m3/min；主井变电所220 m3/min；炸药库150m3/min；11石门移变200 m3/min。
四、通风能力核定
1、主扇通风能力校验
我矿安装的主扇为FBCDNo25/54型防爆轴流抽出式对旋通风机，配套电机功率为2×160Kw，风量为3840--8520m3/min。根据 12月31日实测矿井总进风量为：4224m3/min，总回风量为：4515.6m3/min。FBCDNo25/54型主扇的风量3840-8520m3/min＞计划风量3553.92m3/min和实际配风量4224m3/min，能满足当前全矿井生产用风。
2、风速检验（ 12月31日实测）
总回风： 断面10.6㎡ 风速: 7.1m/s＜15 m/s （无提升风井）
副斜井: 断面10㎡ 风速: 4.4m/s＜12 m/s （提升井筒）
主平硐： 断面12㎡ 风速: 2.2m/s＜8 m/s （主要进风巷）
采面进风巷: 断面7.8㎡ 风速: 0.25＜2.76m/s＜4 m/s
采面回风巷: 断面8㎡ 风速: 0.25＜2.73m/s＜4m/s
1304运输巷: 断面10㎡ 风速: 0.25＜0.57m/s＜4 m/s
1303 运输巷: 断面10.04m2 风速：0.25＜0.51 m/s＜4 m/s
经过以上效验，证明我矿采用的FBCDNo25/54型2×160KW防爆轴流抽出式对旋通风机满足当前全矿井生产用风，且每个用风地点风量合适，风速均符合《煤矿安全规程》规定。