矿井通风风量参数设计

唐宁

【摘 要】矿井通风风量参数设计的内容包括：确定矿井通风系统;矿井总风量的计算和分配;矿井通风阻力计算;选择通风设备;概算矿井通风费用。

【关键词】通风;设计

矿井通风风量参数设计的主要依据是：矿区气象资料;井田地质地形;煤层瓦斯风化带垂深、各煤层瓦斯含量、瓦斯压力及梯度等;煤层自然发火倾向，发火周期;煤尘爆炸危险性及爆炸指数;矿井设计生产能力及服务年限;矿井开拓方式及采区巷道布置，回采顺序、开采方法;矿井巷道断面图册;矿区电费等。

矿井通风风量参数设计应满足以下要求：

（1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所保证生产和创造良好的工作条件;

（2）通风系统简单、风流稳定、易于管理，具有抗灾能力;

（3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出;

（4）有符合规定的井下安全与环境监测系统或检测措施;

（5）系统的基建投资省、营运费用低、综合经济效益好。

前言

矿井通风风量参数设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证矿井安全生产的重要一环。矿井通风风量参数设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统。矿井通风风量参数设计分为新建矿井通风风量参数设计与生产矿井通风风量参数设计两种。对于新建矿井通风风量参数设计，既要考虑当前的需要，又要考虑矿井的长远发展。对于生产矿井通风风量参数设计，必须在调查研究的基础上，充分考虑矿井生产的特点和发展规划，尽量利用原有井巷与通风设备，在原有基础上提出更完善、更切合实际的通风设计。设计必须贯彻和遵守党和国家的技术经济政策、规程规范及相关规定。

新建矿井通风风量参数设计一般分为基建和生产两个时期，并分别进行设计矿井基建时期的通风多用局部通风机对独头巷道进行通风。当主要进、回风井筒贯通，主要通风机安装完毕后，便可用主要通风机对已开凿的井巷实行全风压通风，从而可缩短其余井巷与铜室掘进时局部通风的距离。

第一章 计算和分配矿井总风量

一、矿井需风量的计算原则

矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其他用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。

（1）按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m?。

（2）按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合《规程》的有关规定分别计算，取其最大值。

二、矿井需风量的计算方法

矿井所需风量按以下方法计算，并取其中最大值。

（一）按井下同时工作的最多人数计算

Q矿=4NK

式中Q矿————矿井总需风量，m?/min;

N——————井下同时工作的最多人数，人;

4———————每人每分钟供风标准，m/min;

K———————矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均匀等因素。采用压入式和中央并列式通风时，可取1.20～1.25;采用中央分列式或混合式通风时，可取1.15-1.20;采用对角式或区域式通风时，可取1.10～1.15。上述备用系数在矿井产量T≥0.9Mt/a时取小值;T<0.90Mt/a时取大值。

（二）按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算

1.采煤工作面需风量的计算

采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算，并取其中最大值。

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q采=100Q瓦K瓦

式中：Q采————采煤工作需要风量，m?/min;

Q瓦——————采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min

K瓦——————采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常，机采工作面可取1.2～1.6;炮采工作面可取1.4～2.0;水采工作面可取2.0～3.0。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时，至少进行五昼夜的观测，得出五个比值，取其最大值。

（2）按工作面进风流温度计算：采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表9-1的要求。

采煤工作面的需风量按式计算：

Q采=60v采S采K采，m?/min

式中v采————采煤工作面适宜风速，m/s。

S采———采煤工作面平均有效断面积，m2，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算。

K采——采煤工作面长度风量系数。

（3）.按炸药使用量计算

Q采=25A采，m?/min

式中25————每使用1kg炸药的供风量，m3/min;

A采—————采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg

（4）按工作人员数量计算：

Q采=4n采，m?/min

（9-5）

式中4———每人每分钟应供给的最低风量，m3/min;

n采————采煤工作面同时工作的最多人数，人。

（5）按风速验算：

按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量

Q采≥60×0.25S采，m?/min

按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量

Q采≤60×4S采，m?/min

采煤工作面有串联通风时，按其中一个最大需风量计算。备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯（二氧化碳）、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%

2.掘进工作面需风量计算

煤巷、半煤岩巷和岩巷据进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取其最大值

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100Q瓦 K掘

式中Q掘———掘进工作面实际需风量，m?/min

Q瓦—————掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m?/min;

K掘—————掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。即掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。通常，机据工作面取1.5-2.0;炮掘工作面取1.8-2.0。

三、矿井总风量的分配

（一）分配原则

矿井总风量确定后，分配到各用风地点的風量，应不得低于其计算的需风量;所有巷道都应分配一定的风量;分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《规程》的各项要求。

（二）分配的方法

首先按照采区布置图，对各采煤、掘进工作面、独立回风硐室按其需风量配给风量，余下的风量按采区产量、采掘工作面数目、硐室数目等分配到各采区，再按一定比例分配到其他用风地点，用以维护巷道和保证行人安全。风量分配后，应对井下各通风巷道的风速进行验算，使其符合《规程》对风速的要求。

结束语：

依据矿井通风风量参数设计的条件，可提出多个技术上可行的方案。首先根据矿井生产实际，选定2～3个技术上可行且符合安全要求的方案进行经济比较，将最优方案确定为设计方案。

矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生灾害性事故后，所确定的通风系统能将灾害控制在最小范围，并能迅速恢复生产。

参考文献：

[1].吴中立等.矿井通风与安全.徐州：中国矿业大学出版社，1989

[2].任洞天等.煤炭通风与安全.北京：煤炭工业出版社.1993

[3].吴强等.煤矿安全技术与事故处理.徐州：中国矿业大学出版社，2001

感谢编者对本次论文做出的贡献

（作者单位：云南省昭通市彝良县发展和改革局）