礦井通風風量參數設計

唐寧

【摘 要】礦井通風風量參數設計的內容包括：確定礦井通風系統;礦井總風量的計算和分配;礦井通風阻力計算;選擇通風設備;概算礦井通風費用。

【關鍵詞】通風;設計

礦井通風風量參數設計的主要依據是：礦區氣象資料;井田地質地形;煤層瓦斯風化帶垂深、各煤層瓦斯含量、瓦斯壓力及梯度等;煤層自然發火傾向，發火周期;煤塵爆炸危險性及爆炸指數;礦井設計生產能力及服務年限;礦井開拓方式及采區巷道布置，回采順序、開采方法;礦井巷道斷面圖冊;礦區電費等。

礦井通風風量參數設計應滿足以下要求：

（1）將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所保證生產和創造良好的工作條件;

（2）通風系統簡單、風流穩定、易于管理，具有抗災能力;

（3）發生事故時，風流易于控制，人員便于撤出;

（4）有符合規定的井下安全與環境監測系統或檢測措施;

（5）系統的基建投資省、營運費用低、綜合經濟效益好。

前言

礦井通風風量參數設計是整個礦井設計的主要組成部分，是保證礦井安全生產的重要一環。礦井通風風量參數設計的基本任務是建立一個安全可靠、技術先進、經濟合理的礦井通風系統。礦井通風風量參數設計分為新建礦井通風風量參數設計與生產礦井通風風量參數設計兩種。對于新建礦井通風風量參數設計，既要考慮當前的需要，又要考慮礦井的長遠發展。對于生產礦井通風風量參數設計，必須在調查研究的基礎上，充分考慮礦井生產的特點和發展規劃，盡量利用原有井巷與通風設備，在原有基礎上提出更完善、更切合實際的通風設計。設計必須貫徹和遵守黨和國家的技術經濟政策、規程規范及相關規定。

新建礦井通風風量參數設計一般分為基建和生產兩個時期，并分別進行設計礦井基建時期的通風多用局部通風機對獨頭巷道進行通風。當主要進、回風井筒貫通，主要通風機安裝完畢后，便可用主要通風機對已開鑿的井巷實行全風壓通風，從而可縮短其余井巷與銅室掘進時局部通風的距離。

第一章 計算和分配礦井總風量

一、礦井需風量的計算原則

礦井需風量應按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定的備用風量系數后，計算出礦井總風量。

（1）按該用風地點同時工作的最多人數計算，每人每分鐘供給風量不得少于4m?。

（2）按該用風地點風流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合《規程》的有關規定分別計算，取其最大值。

二、礦井需風量的計算方法

礦井所需風量按以下方法計算，并取其中最大值。

（一）按井下同時工作的最多人數計算

Q礦=4NK

式中Q礦————礦井總需風量，m?/min;

N——————井下同時工作的最多人數，人;

4———————每人每分鐘供風標準，m/min;

K———————礦井通風系數，包括礦井內部漏風和分配不均勻等因素。采用壓入式和中央并列式通風時，可取1.20～1.25;采用中央分列式或混合式通風時，可取1.15-1.20;采用對角式或區域式通風時，可取1.10～1.15。上述備用系數在礦井產量T≥0.9Mt/a時取小值;T<0.90Mt/a時取大值。

（二）按采煤、掘進、硐室等處實際需風量計算

1.采煤工作面需風量的計算

采煤工作面的需風量應按下列因素分別計算，并取其中最大值。

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：

Q采=100Q瓦K瓦

式中：Q采————采煤工作需要風量，m?/min;

Q瓦——————采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min

K瓦——————采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風量系數，即該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。通常，機采工作面可取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。生產礦井可根據各個工作面正常生產條件時，至少進行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。

（2）按工作面進風流溫度計算：采煤工作面應有良好的氣候條件，其進風流溫度可根據風流溫度預測方法進行計算。其氣溫與風速應符合表9-1的要求。

采煤工作面的需風量按式計算：

Q采=60v采S采K采，m?/min

式中v采————采煤工作面適宜風速，m/s。

S采———采煤工作面平均有效斷面積，m2，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算。

K采——采煤工作面長度風量系數。

（3）.按炸藥使用量計算

Q采=25A采，m?/min

式中25————每使用1kg炸藥的供風量，m3/min;

A采—————采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg

（4）按工作人員數量計算：

Q采=4n采，m?/min

（9-5）

式中4———每人每分鐘應供給的最低風量，m3/min;

n采————采煤工作面同時工作的最多人數，人。

（5）按風速驗算：

按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量

Q采≥60×0.25S采，m?/min

按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量

Q采≤60×4S采，m?/min

采煤工作面有串聯通風時，按其中一個最大需風量計算。備用工作面亦按上述要求，并滿足瓦斯（二氧化碳）、風流溫度和風速等規定計算需風量，且不得低于其回采時需風量的50%

2.掘進工作面需風量計算

煤巷、半煤巖巷和巖巷據進工作面的需風量，應按下列因素分別計算，取其最大值

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：

Q掘=100Q瓦 K掘

式中Q掘———掘進工作面實際需風量，m?/min

Q瓦—————掘進工作面平均絕對瓦斯涌出量，m?/min;

K掘—————掘進工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風量系數。即掘進工作面最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。通常，機據工作面取1.5-2.0;炮掘工作面取1.8-2.0。

三、礦井總風量的分配

（一）分配原則

礦井總風量確定后，分配到各用風地點的風量，應不得低于其計算的需風量;所有巷道都應分配一定的風量;分配后的風量，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足《規程》的各項要求。

（二）分配的方法

首先按照采區布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風硐室按其需風量配給風量，余下的風量按采區產量、采掘工作面數目、硐室數目等分配到各采區，再按一定比例分配到其他用風地點，用以維護巷道和保證行人安全。風量分配后，應對井下各通風巷道的風速進行驗算，使其符合《規程》對風速的要求。

結束語：

依據礦井通風風量參數設計的條件，可提出多個技術上可行的方案。首先根據礦井生產實際，選定2～3個技術上可行且符合安全要求的方案進行經濟比較，將最優方案確定為設計方案。

礦井通風系統應具有較強的抗災能力，當井下一旦發生災害性事故后，所確定的通風系統能將災害控制在最小范圍，并能迅速恢復生產。

參考文獻：

[1].吳中立等.礦井通風與安全.徐州：中國礦業大學出版社，1989

[2].任洞天等.煤炭通風與安全.北京：煤炭工業出版社.1993

[3].吳強等.煤礦安全技術與事故處理.徐州：中國礦業大學出版社，2001

感謝編者對本次論文做出的貢獻

（作者單位：云南省昭通市彝良縣發展和改革局）