華北某礦通風系統設計研究

張 宇

（山東科技大學， 山東 青島 266590）

1 礦井通風系統設計

新鮮風流由主、副井分別進入水平井底車場后，經雙翼（煤東、煤西）帶式輸送機大巷、雙翼（煤東、煤西）輔助運輸大巷、工作面運輸巷、工作面輔運巷，進入工作面。沖洗工作面過后的乏風流經回采工作面的回風巷、兩側集中回風大巷，由中央風井和西翼風井排至地面。

除了井下主變電所、水泵房、井底煤倉裝卸載硐室等主要的配電設施硐室均設置在新鮮風流的內部并利用主要的通風機進行負壓通風外，其他硐室均采用獨立通風。

2 礦井風量、風壓及等積孔的計算

2.1 礦井風量

礦井的總需風量按照井下各項工作同時進行的最多人數時的需風量和采煤、掘進、硐室及其它作業地點實際的需風量的總和進行分別的計算，二者間的最大值即為礦井風量。

1、按照井下同時工作人數的最大值進行計算

計算公式如下：

Q＝4NK

式中：Q、N和K分別為礦井供風量（m3/min ）、井下同時工作的最多人數（127 人）和風量備用系數（1.2）；

4 — 每人每分鐘供風標準，m3/min 。

則Q＝4×127×1.2 =609.6m3/min =10.16m3/s

2、按照在采煤、掘進、硐室等處實際進行工作時所需的風量值進行計算

計算公式如下：

∑Q采、∑Q掘、∑Q硐分別為礦井采煤、掘進、硐室的工作面內的所需風量之和，

（1）采煤工作面需風量

Q采= Q基本×K采高×K采長×K溫

Q基本=60×V×S

S = 工作面控頂距×工作面實際采高×70%

式中： —工作面適宜風速，取 1.0m/s ；

S—回采工作面內的平均有效斷面，計算得2-1 號煤層的平均有效斷面為2-2 號煤層的平均有效斷面為

K采高、K采長、K溫分別為回采工作面采高調整系數，各取 1.5、1.3 和1.0；

則：綜采工作面所需風量為：

2-1 煤：

Q采=60×1.0×8.1×1.3×1.5×1.0=947.7m3/min=15.8m3/s

2-2 中煤：

Q采=60×1.0×9.4×1.3×1.5×1.0=1099.8m3/min=18.3m3/s

（2）掘進工作面需風量計算

礦井共布置4 個掘進工作面。

按掘進工作面瓦斯（co2）涌出量計算

Q掘＝100×q掘×Kj/60

式中：Q掘、q掘分別為掘進工作面的所需風量和瓦斯最大絕對涌出量，2 煤組各取0.194m3/min和0.083m3/min ；

掘進工作面配風量：

2-1 煤：

Q掘＝100×0.194×1.8/60＝0.6m3/s；

2-2 中煤：

Q掘＝100×0.083×1.8/60＝0.2m3/s。

故礦井掘進工作面總風量為：

一盤區（2-1 煤）或一盤區（2-2 中煤）：

二盤區（2-1 煤）或四盤區（2-1 煤）：

（3）其它需風地點配風量

其它地點所需風量按以上各需風量之和的10%計算。

一盤區（2-1 煤）或一盤區（2-2 中煤）：

二盤區（2-1 煤）或四盤區（2-1 煤）：

（4）礦井總風量計算

一盤區（2-1 煤）或一盤區（2-2 中煤）：

二盤區（2-1 煤）或四盤區（2-1 煤）：

設計確定開采一盤區（2-1 煤）或一盤區（2-2 中煤）總配風量為150m3/s；開采二盤區（2-1 煤）或四盤區（2-1 煤）總配風量為130m3/s。

2.2 礦井通風負壓計算

1、礦井通風阻力

礦井的通風阻力由巷道摩擦阻力和局部阻力兩個力構成，摩擦阻力按下列公式進行計算：

式中：h—井巷摩擦阻力，Pa；

局部的通風阻力按照礦井的摩擦風阻15%的固定比例計取。

通過數據計算并加以分析可得出，中央風井在通風容易時期的總摩擦阻力為841Pa；具體情況見表3-1。

表3-1 風井通風容易時期部分負壓數據表

2.3 礦井等積孔計算

礦井單井通風等積孔按下式計算：

式中： A — 各風井的通風等積孔，m2；

Q— 各風井風量，m3/S；

h— 各風井通風負壓，Pa。

全礦井等積孔A總按下式計算：

式中：A總— 全礦井通風等積孔，m2；

不同的生產時期內對風井等級容積孔的測量計算結果也可見于圖表3-3。

根據計算結果可以看出，本礦井屬通風容易礦井。

表3-3 各時期礦井通風等積孔計算結果

3 結語

由本項目前文的計算結果分析可知，本礦井為瓦斯礦井，并且本文所研究的是以煤巷為主的礦井，各類巷道基本位于開采煤層中，在礦井開拓、準備、回采、巷道相交處用于通風的風橋較多。因此，在實際生產中要加強通風設施的施工質量，減少漏風。更要使礦井的通風系統建設地足夠穩定、可靠，確保煤礦生產工作安全有效的進行。