煤礦巷道及通風(fēng)計(jì)算公式

 一、常見斷面面積計(jì)算：

 1、半圓拱形面積=巷寬×（巷高+0.39×巷寬）

 2、三心拱形面積=巷寬×（巷高+0.26×巷寬）

 3、梯形面積=（上底+下底）×巷高÷2

 4、矩形面積=巷寬×巷高

 二、風(fēng)速測定計(jì)算：

 V表=n/t    (m/s)                (一般為側(cè)身法測風(fēng)速)

 式中：V表：計(jì)算出的表速； n：見表讀數(shù)； t：測風(fēng)時(shí)間（s）

 V真=a+ b×V表

 式中：V真：真風(fēng)速（扣除風(fēng)表誤差后的風(fēng)速）；

      a、b：為校正見表常數(shù)。

 V平=K V真=（S-0.4）×V真÷S

    式中：K為校正系數(shù)（側(cè)身法測風(fēng)時(shí)K=（S-0.4）/S，迎面測風(fēng)時(shí)取1.14）；  S為測風(fēng)地點(diǎn)的井巷斷面積

 三、風(fēng)量的測定：

 Q=SV

    式中Q：井巷中的風(fēng)量（m3/s）;S：測風(fēng)地點(diǎn)的井巷斷面積（m2）; V：井巷中的平均風(fēng)速（m/s）

 例1：某半圓拱巷道寬2m,巷道壁高1m,風(fēng)速1m/s，問此巷道風(fēng)量是多少。

 例2：某煤巷掘進(jìn)斷面積3m2,風(fēng)量36 m3/min，風(fēng)速超限嗎？

 四、礦井瓦斯涌出量的計(jì)算：

 1、礦井絕對瓦斯涌出量計(jì)算（Q瓦）

 Q瓦=QC  （m3/min）

 式中Q：為工作面的風(fēng)量；C：為工作面的瓦斯?jié)舛龋ɑ仫L(fēng)流瓦斯?jié)舛?進(jìn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋?br />
 例：某礦井瓦斯涌出量3 m3/min，按總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔怀抻?jì)算礦井供風(fēng)量不得小于多少。

 2、相對瓦斯涌出量（q瓦）

 q瓦=   （m3/t）

   式中Q瓦：礦井絕對瓦斯涌出量；1440：為每天1440分鐘；

 N：工作的天數(shù)（當(dāng)月）；   T：當(dāng)月的產(chǎn)量

 五、全礦井風(fēng)量計(jì)算：

 1、按井下同時(shí)工作最多人為數(shù)計(jì)算

 Q礦=4NK    （m3/min）

   式中4：為《規(guī)程》第103條規(guī)定每人在井下每分鐘供給風(fēng)量不得少于4立方米；N：井下最多人數(shù)；K：系數(shù)（1.2~1.5）

 2、按獨(dú)立通風(fēng)的采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算

 Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐…+∑Q其他）×K

 式中K：校正系數(shù)（取1.2~1.8）

 六、采煤工作面需風(fēng)量

 1、按瓦斯涌出量計(jì)算

 Q采=100×q采×KCH4      （m3/min）

    式中100：為系數(shù)； q采：采煤工作面瓦斯涌出量（相對）；

 KCH4：瓦斯涌出不均衡系數(shù)（取1.4~2.0）

 2、按采面氣溫計(jì)算：

 Q采=60×V×S      （m3/min）

    式中60：為系數(shù)；  V：采面的風(fēng)速（溫度為18~20℃時(shí)取0.8~1.0m/s，溫度為20～23℃時(shí)取1.0～1.5 m/s）; S:采面平均斷面積。

 3、按采面人數(shù)計(jì)算：

 Q采=4N         （m3/min）

 4、按炸藥量計(jì)算：

 Q采=25A        （m3/min）

 式中25：為系數(shù)； A：為一次性爆破的最多炸藥量

 5、按風(fēng)速進(jìn)行校驗(yàn)：

 15≤Q采≤240   （m/min）  或  0.25≤Q采≤4  （m/s）

   式中15與0.25：為工作面最低風(fēng)速（m/min）（m/s）

        240與4：為工作面最高風(fēng)速（m/min）（m/s）

 例：某采面工作人數(shù)15人，一次性爆破炸藥5kg，溫度20度，瓦斯涌出量為1 m3/min，請問采面需風(fēng)量是多少。

 七：掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算

 1、按瓦斯涌出量計(jì)算

 Q掘=100×q掘×KCH4      （m3/min）

    式中KCH4：瓦斯涌出不均衡系數(shù)（取1.2~1.8）

 2、按炸藥量計(jì)算：

 Q掘=25A        （m3/min）

 3、按人數(shù)計(jì)算：

 Q掘=4N         （m3/min）

 4、按局扇吸風(fēng)量計(jì)算+

 Q掘=Q局+60VS

 式中Q局：為局扇實(shí)際吸風(fēng)量；V：為最低風(fēng)量1.5m/s；S：斷面積

 5、按風(fēng)速進(jìn)行校驗(yàn)：

 煤巷或半煤巖巷：15≤Q掘≤240（m/min） 或 0.25≤Q掘≤4  （m/s）

 巖          巷：9≤Q掘≤240（m/min） 或 0.15≤Q掘≤4  （m/s）

 八、硐室風(fēng)量取值（按經(jīng)驗(yàn)選?。?br />
 1、機(jī)電硐室需風(fēng)量：獨(dú)立回風(fēng)的機(jī)電硐室可取150～200 m3/min；

 2、爆破材料庫需風(fēng)量：中小型取60～100 m3/min；

 3、充電室需風(fēng)量：100～200 m3/min

 九、其他巷道的需風(fēng)量計(jì)算

 按下列方法分別進(jìn)行計(jì)算，采用最大值

 1、按瓦斯涌出量計(jì)算：

 Q其他=100×q×KCH4      （m3/min）

 2、按風(fēng)速驗(yàn)算：

 按最低風(fēng)速驗(yàn)算取值：Q其他=9S（m3/min） S為斷面面積

 十、礦井有效風(fēng)量率計(jì)算

 礦井有效風(fēng)量：是指礦井各獨(dú)立用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量之和

 礦井有效風(fēng)量率=×100%

 注：規(guī)程要求礦井有效風(fēng)量率不低于85%

 例：某礦有效風(fēng)量是540 m3/min，主風(fēng)機(jī)風(fēng)硐面積4m2,風(fēng)速為3m/s，礦井有效風(fēng)量率符合規(guī)程規(guī)定嗎？

 十一、礦井漏風(fēng)率計(jì)算

 1、礦井外部漏風(fēng)率=×100%

 注：《規(guī)程》第121條規(guī)定：外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時(shí)不得超過5%；有提升設(shè)備時(shí)不得超過15%.

 2、礦井內(nèi)部漏風(fēng)率=×100%

 十二、等積孔的計(jì)算

 A=1.19×

 式中：1.19為系數(shù)；   Q為礦井總風(fēng)量（m3/s）;   h為礦井通風(fēng)阻力（單位為帕Pa）

 十三、瓦斯積聚計(jì)算

 瓦斯積聚：是指積聚的瓦斯?jié)舛却笥?%，體積≥0.5m3的現(xiàn)象。

 Q積=SLC  （m3）

 例：某盲巷長200m，斷面3m2 ,柵欄內(nèi)側(cè)1米處瓦斯?jié)舛葹?%，計(jì)算該盲巷濃度量。

 注：盲巷是指沒有通風(fēng)其長度大于6米的獨(dú)頭巷道。

 

 十三、煤炭發(fā)熱量的計(jì)算公式

 關(guān)鍵詞：煤炭發(fā)熱量的計(jì)算公式

 以煤工業(yè)分析結(jié)果，創(chuàng)立計(jì)算煤炭低位發(fā)熱量新公式的原理與方法，不再詳述。僅就實(shí)際應(yīng)用的計(jì)算公式介紹如下：

 1、計(jì)算煙煤低位發(fā)熱量新公式

 以焦耳表示的計(jì)算方式：

 Qnet.ad＝35859.9-73.7Vad-395.7Aad-702.0Mad+173.6CRC焦/克

 或用卡制表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad＝8575.63-17.63Vad-94.64Aad-167.89Mad+41.52CRC卡/克

 Qnet.ad——分析基低位發(fā)熱量；

   Vad——分析基揮發(fā)分（%）；

   Aad——分析基灰分（%）；

   Mad——分析基水分（%）；

   CRC——焦渣特征。

 2、計(jì)算無煙煤低位發(fā)熱量新公式

     以焦耳表示的計(jì)算方式：

 Qnet.ad=34813.7-24.7Vad-382.2Aad-563.0Mad焦/克

 或者以卡制表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad=8325.46-5.92Vad-91.41Aad-134.63Mad卡/克

 如果有條件能測定H值，或者從固定用煤礦區(qū)取得礦區(qū)以往H值的平均值，用下式計(jì)算的無煙煤低位發(fā)熱量結(jié)果精度更高。

 以焦耳表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad=32346.8-161.5Vad-345.8Aad-360.3Mad+1042.3Had焦/克

 或者用卡制表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad=7735.52-38.63Vad-82.70Aad-86.16Mad+249.27Had卡/克

 3、計(jì)算褐煤低位發(fā)熱量新公式

 以焦耳表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad=31732.9-70.5Vad-321.6Aad-388.4Mad焦/克

 或者用卡制表示的計(jì)算式：

 Qnet.ad=7588.69-16.85Vad-76.91Aad-92.88Mad  卡/克

 4、在水泥生產(chǎn)使用中，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)煤耗時(shí)，按上述公式計(jì)算的分析基低位發(fā)熱量（Qnet.ad）用下式換算成應(yīng)用煤低位發(fā)熱量（Qnet.ar）后，再計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)煤耗。

 應(yīng)用煤低位發(fā)熱量計(jì)算公式

 100-Mad100-Mar

 Qnet.ar=Qnet.ad×─-23（Mar－Mad×─）焦/克

  　　　　　　　　　　100-Mad100-Mad

 

 十四、三量的劃分和計(jì)算

 （一）開拓煤量

 在礦井可采儲(chǔ)量范圍內(nèi)已完成設(shè)計(jì)規(guī)定的主井、副井、風(fēng)井、井底車場、主要石門、集中運(yùn)輸大巷、集中下山、主要溜煤眼和必要的總回風(fēng)巷等開拓掘進(jìn)工程所構(gòu)成的煤儲(chǔ)量，并減去開拓區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)損失、設(shè)計(jì)損失量和開拓煤量可采期內(nèi)不能回采的臨時(shí)煤柱及其它開采量，即為開拓煤量。

 計(jì)算公式：Q開 ＝（LhMD-Q地?fù)p -Q呆滯 ）K

 式中：Q開——開拓煤量，t；

 L——煤層兩翼已開拓的走向長度，m；

 h——采區(qū)平均傾斜長，m；

 M——開拓區(qū)煤層平均厚度，m；

 D——煤的視密度，t/m3

 Q地?fù)p——地質(zhì)及水文地質(zhì)損失，t；

 Q呆滯——呆滯煤量，包括永久煤柱的可回采部分和開拓煤量可采期內(nèi)不能開采的臨時(shí)煤柱及其它煤量，t；

 K——采區(qū)采出率。

 （二）準(zhǔn)備煤量

 在開拓煤量范圍內(nèi)已完成了設(shè)計(jì)規(guī)定所必須的采區(qū)運(yùn)輸巷、采區(qū)回風(fēng)巷及采區(qū)上（下）山等掘進(jìn)工程所構(gòu)成的煤儲(chǔ)量，并減去采區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)損失、開采損失及準(zhǔn)備煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量后，即為準(zhǔn)備煤量。

 計(jì)算公式：Q準(zhǔn) ＝（LhMD-Q地?fù)p -Q呆滯 ）K

 式中Q準(zhǔn)——準(zhǔn)備煤量，t；

 L——采區(qū)走向長度，m；

 h——采區(qū)傾斜長度，m；

 M——采區(qū)煤層平均厚度，m。

 在一個(gè)采區(qū)內(nèi)，必須掘進(jìn)的準(zhǔn)備巷道尚未掘成之前，該采區(qū)的儲(chǔ)量不應(yīng)算作準(zhǔn)備煤量。

 （三）回采煤量

 在準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)，按設(shè)計(jì)完成了采區(qū)中間巷道（工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷）和回采工作面開切眼等巷道掘進(jìn)工程后所構(gòu)成的煤儲(chǔ)量，即只要安裝設(shè)備后，便可進(jìn)行正式回采的煤量。

 計(jì)算公式為：Q回＝LhMDK

 式中：Q回——回采煤量，t；

 L——工作面走向可采長度，m；

 h——工作面傾斜開采長度，m；

 M——設(shè)計(jì)采高或采厚，m；

 K——工作面回采率。

 上述各煤量的計(jì)算公式，僅適用于較穩(wěn)定煤層。若煤層不穩(wěn)定，厚度變化較大時(shí)，應(yīng)依具體情況劃分塊段分別計(jì)算煤儲(chǔ)量后求和。

 （四）三量開采期

 1、三量可采期的規(guī)定

 為了使資源準(zhǔn)備在時(shí)間上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，煤炭工業(yè)技術(shù)政策對大、中型礦井原則規(guī)定的三量合理開采期為：

 開拓煤量可采期3－5a以上；

 準(zhǔn)備煤量可采期1a以上；

 回采煤量可采期4－6個(gè)月以上。

 2、三量可采期的計(jì)算

 三量可采期的計(jì)算公式分別為：

 3、三量的合理可采期

 影響三量合理開采期的因素有很多，主要有：

 （1）礦井地質(zhì)條件

 （2）井型和采區(qū)布局

 （3）開拓方式和開采方法

 （4）機(jī)械化程度

 （五）三量的統(tǒng)計(jì)與分析

 為了及時(shí)掌握生產(chǎn)準(zhǔn)備程度與采掘關(guān)系，應(yīng)對三量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。三量的統(tǒng)計(jì)與分析是通過繪制和填報(bào)相應(yīng)的圖、表、臺(tái)帳及文字說明來完成的。其中主要有三量計(jì)算圖、月末三個(gè)煤量動(dòng)態(tài)報(bào)表、礦井（露天）期末三個(gè)煤量季（年）報(bào)表。