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晉城煤業(yè)集團(tuán)礦井風(fēng)量計(jì)算方法

在線文檔 2013-07-10 0
軟件名稱: 晉城煤業(yè)集團(tuán)礦井風(fēng)量計(jì)算方法
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晉城煤業(yè)集團(tuán)礦井風(fēng)量計(jì)算方法

   

   根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》(AQ1056-2008)規(guī)定,參考國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局聯(lián)合下發(fā)的《煤礦生產(chǎn)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》(發(fā)改運(yùn)行〔2006〕819號(hào)文)相關(guān)內(nèi)容,結(jié)合我公司的實(shí)際情況,特修訂晉城煤業(yè)集團(tuán)礦井風(fēng)量計(jì)算方法如下:

   一、采煤工作面需要風(fēng)量計(jì)算

   每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量,應(yīng)按工作面氣候條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量等要求分別進(jìn)行計(jì)算,然后取其中最大值。

   1、按氣候條件計(jì)算:

   Q采=Q基本·K采高·K采面長·K溫   (m3/min)

   式中:Q采——采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min;

    Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量,m3/min;

    Q基本=60×工作面控頂距×工作面實(shí)際采高×70%×適宜風(fēng)速(不小于1.Om/s)

    K采高——采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)(見表1);

    K采面長——采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)(見表2);

    K溫——采煤工作面溫度調(diào)整系數(shù)(見表3)

   工作面控頂距——取工作面的最大和最小控頂距的平均值。

              

                表1     采煤工作面采高(K采高)調(diào)整系數(shù)

   采高(m)    <2.0    2.0~2.5    >2.5及放頂煤面

   系數(shù)(K采高)    1.0    1.1    1.5

   

   表2     采煤工作面長度(K采面長)調(diào)整系數(shù)

采煤工作面

長度(m)    15~80 80~120 120~150 150~180    >180

長度調(diào)整

系數(shù)(K采面長)    0.8-0.9    1.0    1.1    1.2 1.3~1.5

   

   表3   采煤工作面溫度(K溫)與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)

   采煤工作面空氣溫度(0C)    采煤工作面風(fēng)速

  ?。╩/s)    配風(fēng)調(diào)整系數(shù)

  ?。↘溫)

   〈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

   2、按照瓦斯(二氧化碳)涌出量計(jì)算:

   2.1根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%(二氧化碳濃度不超過1.5%)的要求計(jì)算:

   Q采=100·q CH4·KCH4(m3/min)

   Q采=67qCO2·K CO2 (m3/min)

   式中:Q采——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量,m3/min;

   q CH4——采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均瓦斯絕對(duì)涌出量(參照相同類型的鄰近工作面的瓦斯涌出量,無相同類型的鄰近工作面瓦斯涌出量數(shù)據(jù)的,依據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測報(bào)告或地質(zhì)部門提供的瓦斯數(shù)據(jù);工作面正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測1個(gè)月,取平均瓦斯絕對(duì)涌出量),m3/min。抽放礦井的瓦斯涌出量,應(yīng)扣除瓦斯抽放量進(jìn)行計(jì)算;

   qCO2——采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌出量,(同上)m3/min;

   K CH4——采煤工作面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測1個(gè)月,日最大絕對(duì)瓦斯涌出量和月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值。

   K CO2——采煤工作面二氧化碳涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測1個(gè)月,日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量和月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值。

   2.2、工作面布置有專用排瓦斯巷的采煤工作面風(fēng)量計(jì)算:

    Q采=Q采回+Q采尾    (m3/min)

    其中:Q采回=100·q采·K CH4   (m3/min)

   Q采尾=40qCH4尾·K CH4 (m3/min)

   式中:qCH4尾——采煤工作面尾巷的風(fēng)排瓦斯量(參照相同類型的鄰近工作面的瓦斯涌出量,工作面正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測1個(gè)月,取平均絕對(duì)瓦斯涌出量),m3/min;

   2.3、采煤工作面采用多條巷道回風(fēng)的應(yīng)分別按瓦斯(二氧化碳)計(jì)算每條回風(fēng)巷的配風(fēng)量,采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量應(yīng)為每條回風(fēng)巷需配風(fēng)量之和。

   采煤工作面采用雙“U”型通風(fēng)或其它通風(fēng)方式給采面回風(fēng)巷或尾巷配風(fēng)解決瓦斯問題的,應(yīng)分別按瓦斯(二氧化碳)計(jì)算采面回風(fēng)巷或尾巷配風(fēng)量。

   3、按采煤工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需要風(fēng)量:

   按每人供風(fēng)量≮4m3/min計(jì)算:

   Q采>4N        (m3/min)

   式中:N——工作面最多人數(shù),人。

   4、按炸藥量計(jì)算:

   煤礦許用炸藥:Q采>25A       (m3/min);

   式中:A——采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量,kg;

   25——每千克煤礦許用炸藥需風(fēng)量,m3/min;

   5、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算:

   5.1按工作面風(fēng)速驗(yàn)算:

   驗(yàn)算最小風(fēng)量:

   Q面>6O×0.25S最大

   S最大=工作面最大控頂距×工作面實(shí)際采高×70%

   驗(yàn)算最大風(fēng)量:

   Q面<6O×4S最小

   或6O×0.25 S最大<Q采<60×5 S最小(m3/min),但必須符合《煤礦安全規(guī)程》第一百零一條之規(guī)定;

   S最小=工作面最小控頂距×工作面實(shí)際采高×70%;

   Q面——通過采煤工作面的實(shí)際風(fēng)量,m3/min;

   5.2按進(jìn)、回風(fēng)巷道風(fēng)速驗(yàn)算:

   6O×0.25S<Q巷<60×4S    (m3/min);

   式中:S——進(jìn)、回風(fēng)巷凈斷面面積,m2。

   5.3按專用排瓦斯巷(尾巷)風(fēng)速驗(yàn)算:

   6O×0.5S<Q尾巷<60×4S    (m3/min);

   式中:S——專用排瓦斯巷(尾巷)凈斷面面積,m2。

    6、備用工作面也應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣象條件等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量,且最少不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。

   Q備≥1/2Q采

   二、掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量計(jì)算

   每個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量,應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量、同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)、爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量等要求分別進(jìn)行計(jì)算,然后取其中最大值。

   1、按照瓦斯(二氧化碳)涌出量計(jì)算:

   Q掘=100qCH4·KCH4  (m3/min)

   Q掘=67qCO2·K CO2 (m3/min)

   式中:Q掘——單個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量,m3/min;

   qCH4——掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中平均瓦斯絕對(duì)涌出量(參照相同類型的鄰近工作面的瓦斯涌出量,無相同類型的鄰近工作面瓦斯涌出量數(shù)據(jù)的,依據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測報(bào)告或地質(zhì)部門提供的瓦斯數(shù)據(jù);工作面正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測1個(gè)月,取平均瓦斯絕對(duì)涌出量),m3/min;

   qCO2——掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中平均二氧化碳絕對(duì)涌出量(同上),m3/min;

    KCH4——瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個(gè)月,日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值。

   K CO2——二氧化碳涌出不均衡通風(fēng)系數(shù),正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個(gè)月,日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量與月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值。

   2、按掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需要風(fēng)量:

   按每人供風(fēng)≮4m3/min計(jì)算:

   Q掘>4N  (m3/min)

   式中:N——掘進(jìn)工作面最多人數(shù),人。

   3、按炸藥量計(jì)算需要風(fēng)量:

   煤礦許用炸藥:Q掘>25A       (m3/min);

   式中:A——掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量,kg;

   25——每千克煤礦許用炸藥需風(fēng)量,m3/min;

   通過以上計(jì)算,工作面配風(fēng)量取以上計(jì)算的最大值。根據(jù)最大風(fēng)量值對(duì)局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型。

   4、按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)巷道需要風(fēng)量:

   無瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn):Q配=Q扇·Ii+60×0.15S配  (m3/min)

   有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷掘進(jìn):Q配=Q扇·Ii+60×0.25S配(m3/min)

   式中:Q配——局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)巷道需要風(fēng)量,m3/min;

   Q扇——局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量, m3/min。安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)的     巷道中的風(fēng)量,除了滿足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量外,還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間的風(fēng)速,巖巷不小于O.15 m/s、煤巷和半煤巷不小于O.25m/s,以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)或這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯,造成瓦斯積聚;

   Ii——掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù),(Ii≤2)。

   S配——局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)巷道凈斷面面積,m2

   5、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算:

   無瓦斯涌出的巖巷最低風(fēng)量:   Q巖掘>60×0.15S掘     (m3/min)

   有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷最低風(fēng)量: 

   Q煤掘>60×0.25S掘     (m3/min)

   巷道最高風(fēng)量   Q掘<60×4.0S掘      (m3/min)

   式中:S掘——掘進(jìn)工作面的凈斷面面積,m2。

   局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)巷道風(fēng)速驗(yàn)算:

   Q配<60×4.0S配      (m3/min)

   6、對(duì)于高瓦斯礦井采用雙巷或多巷平行掘進(jìn),通過巷道之間的聯(lián)絡(luò)橫川不斷引進(jìn)全風(fēng)壓的通風(fēng)方式,每隔一定距離向前移動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)量計(jì)算時(shí),除按上述方法計(jì)算獨(dú)頭巷道所需風(fēng)量外,還必須計(jì)算全風(fēng)壓巷道煤壁的瓦斯涌出量和橫川調(diào)節(jié)風(fēng)窗的通過風(fēng)量,并以此確定掘進(jìn)區(qū)域的配風(fēng)量。

   三、井下硐室需要風(fēng)量計(jì)算

   井下硐室需要風(fēng)量的計(jì)算,應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和來計(jì)算:

    ∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+…+Q硐n。

   式中:∑Q硐——所有獨(dú)立通風(fēng)硐室風(fēng)量總和,m3/min;

   Q硐1、Q 硐2 、Q硐3、…、Q硐n——不同獨(dú)立供風(fēng)硐室風(fēng)量,m3/min。

   礦井井下不同硐室配風(fēng)原則:

   1、井下爆炸材料庫配風(fēng)必須保證每小時(shí)4次換氣量

   Q庫=4V/60=0.07V  (m3/min)

   式中:Q庫——井下爆炸材料庫需要風(fēng)量,m3/min;

   V——井下爆炸材料庫的體積,m3;

   但大型爆破材料庫不得小于100 m3/min,中小型爆破材料庫不得小于60 m3/min。

   2、井下充電室應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于O.5%計(jì)算風(fēng)量。

   Q充=200q    (m3/min)

   式中:Q充——井下充電室需要風(fēng)量,m3/min;

   q——充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量,m3/min;

   但充電硐室的供風(fēng)量不得小于100 m3/min。

   3、機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)。選取硐室風(fēng)量,須保證機(jī)電硐室溫度不超過300C,其他硐室溫度不超過260C。

   3.1發(fā)熱量大的機(jī)電硐室,按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算:

   Qri =3600×∑N×θ/(ρ×cp×60×△t)      (m3/min)

   式中:Qri——第i個(gè)機(jī)電硐室的需要風(fēng)量,m3/min;

   ∑N——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(變壓器)總功率,kW;

   θ——機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù),可根據(jù)機(jī)電硐室內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際熱量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于電氣設(shè)備容量做無用功的系數(shù)確定,也可按下表4選??;

   ρ——空氣密度,一般取1.20kg/m3;

   cp——空氣的定壓比熱,一般可取1.0006kJ/kg·k;

   △t——機(jī)電硐室進(jìn)、回風(fēng)流的溫度差,℃。

   表4      機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)(θ)表

   機(jī)電硐室名稱    發(fā)熱系數(shù)

   空氣壓縮機(jī)房    0.2~0.23

   水泵房    0.01~0.03

   變電所、絞車房    0.02~0.04

   3.2采區(qū)小型機(jī)電硐室,可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量:

   Qri =60~80 m3/min

   四、其他井巷實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算

   其他井巷實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)其他巷道用風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算:

   ∑Q其他=Q其1+Q其2+Q其3+···+Q其n    (m3/min)

   式中: Q其1、Q其2、Q其3、···、Q其n——各其他井巷需要風(fēng)量,m3/min。

   1、按瓦斯涌出量計(jì)算:

   Q其i=133 qCH4.K其通(m3/min)

   式中:Q其i——第i個(gè)其他井巷實(shí)際用風(fēng)量,m3/min;

   qCH4——第i個(gè)其他井巷最大瓦斯絕對(duì)涌出量,m3/min;

   K其通——瓦斯涌出不均衡系數(shù),瓦斯礦井的全巖巷道瓦斯涌出不均衡系數(shù)取1.2;瓦斯礦井煤巷、半煤巖巷及高瓦斯、突出礦井的所有巷道,瓦斯涌出不均衡系數(shù)取1.3。

   133——其他井巷中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^0.75%所換算的常數(shù)。

   2、按其風(fēng)速驗(yàn)算:

   Q其i>60×O.15S其i  (m3/min) 

   3、架線電機(jī)車巷中的風(fēng)速驗(yàn)算:

    Q其他架線機(jī)車>60×1.OS其I  (m3/min)

   式中:s其i——第i個(gè)其他井巷凈斷面面積,m2。

   4、按膠輪車尾氣排放稀釋需風(fēng)量計(jì)算:

   Q膠輪車i=5.44×ni×Pi×ki    (m3/min)

   式中:Q膠輪車i——第i個(gè)地點(diǎn)膠輪車尾氣排放稀釋需要的風(fēng)量,m3/min;

   ni——第i個(gè)地點(diǎn)膠輪車的臺(tái)數(shù),臺(tái);

   Pi——第i個(gè)地點(diǎn)膠輪車的功率,kW;

   Ki——配風(fēng)系數(shù),第i個(gè)地點(diǎn)使用1臺(tái)膠輪車運(yùn)輸時(shí),Ki取1.0;第i個(gè)地點(diǎn)使用2臺(tái)膠輪車運(yùn)輸時(shí),Ki取0.75;第i個(gè)地點(diǎn)使用3臺(tái)及以上膠輪車運(yùn)輸時(shí),Ki取0.5;

   5.44——每千瓦每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量,m3/min;

   當(dāng)架線電機(jī)車和膠輪車運(yùn)行的巷道為專用行車巷道時(shí),要按照上述公式計(jì)算該巷道的需風(fēng)量;否則,要用上述公式進(jìn)行驗(yàn)算。

   五、生產(chǎn)礦井需要風(fēng)量計(jì)算

   生產(chǎn)礦井需要風(fēng)量按各采煤、掘進(jìn)工作面、硐室及其他巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算,包括按規(guī)定配備的備用工作面需要風(fēng)量,現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)必須保證各用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠供風(fēng)。

   Q礦≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q備+∑Q其他)·K  (m3/min)

   式中:∑Q采——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;

   ∑Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;

   ∑Q掘——硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和, m3/min;

   ∑Q備——備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;

   ∑Q其他——礦井除了采、掘、硐室地點(diǎn)以外的其他巷道需風(fēng)量的總和,m3/min;

   K——礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)。對(duì)礦井的通風(fēng)系數(shù)規(guī)定如下:礦井通風(fēng)系數(shù)包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均衡系數(shù)等因素,一般抽出式K取1.15-1.20,壓入式K取1.25~1.30。瓦斯礦井獨(dú)立供風(fēng)采掘工作面數(shù)量少于12個(gè)且最大通風(fēng)流程小于10000m時(shí),抽出式取1.15,壓入式取1.25,否則抽出式取1.20,壓入式取1.30。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井抽出式取1.20,壓入式取1.30。

   分區(qū)通風(fēng)礦井各區(qū)域風(fēng)量按以上公式獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算。并對(duì)進(jìn)回風(fēng)井、主要進(jìn)回風(fēng)大巷進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算。

   各礦井應(yīng)堅(jiān)持以風(fēng)定產(chǎn)、礦井及采區(qū)采掘頭面數(shù)量不超規(guī)定的原則。礦井實(shí)際供風(fēng)量不能滿足生產(chǎn)需要時(shí),要依據(jù)風(fēng)量核定礦井生產(chǎn)頭面數(shù)量和產(chǎn)量,同時(shí)要采取加大瓦斯抽采力度、調(diào)整采掘銜接等有效手段來解決生產(chǎn)與供風(fēng)的矛盾,確保礦井通風(fēng)安全。


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