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矿井需要的风量应按下列要求分别计算,并选取其中的最大值:

作者:煤矿安全网 2022-09-13 11:31 来源:煤矿安全网 矿井 风量 要求

  矿井需要的风量应按下列要求分别计算,并选取其中的最大值:

  (一)按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。

  (二)按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量,必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度,风速以及温度,每人供风量符合本规程的有关规定。

  按实际需要计算风量时,应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法,至少每5年修订1次。

  【解读】本条是关于矿井风量计算方法的规定。

  1.按同时工作最多人数计算矿井风量

  保证井下人员呼吸有足够的新鲜空气,是矿井通风的任务与目的之一。井下工人在劳动过程中需要呼吸大量氧气,以保证人体内一系列的生物氧化反应,补充能量消耗。据测算,劳动时一个人的耗氧量为1~3L/min,而矿井空气中人的耗氧量约为2%~3%(其他为煤炭和有机物所消耗)。因此,世界大多产煤国家规定了每人4m3/min的需风量。再根据同时工作的最多人数,即可计算出矿井的需风量。

  2.按各个用风地点总和计算矿井风量

  有效地稀释和排出井下生产过程中产生的瓦斯、煤尘和其他有害气体,是矿井通风的一项重要任务与目的。按照矿井实际布置的采面、掘面、硐室和用风地点,依据各个地点都能满足将瓦斯、二氧化碳和其他有害气体稀释到《规程》规定浓度以下,并符合风速规定的要求,分别逐个计算所需风量,再"由里向外"计算出采区、矿井的需风量。对上述两种计算方法的结果,要进行比较,取其最大值。这样,矿井的需风量既能满足安全生产的要求,又能满足人员呼吸新鲜空气的要求。

  3.矿井风量计算方法

  1)矿井总进风量按以下两种方法分别计算,并且必须取其最大值

  (1)按井下同时工作的最多人数计算矿井风量:

  Q矿井=4×N×K矿通

  式中 Q矿井——矿井总时风量,m3/min

  N——井下同时工作最多人数,人;

  K矿通——矿井通风系数,包括矿井内部漏风和配风均匀的因素,一般可取1.2~1.25。

  (2)按各个用风地点总和计算矿井风量:

  按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算:

  Q矿井=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)×K矿通

  式中 Q矿井——矿井总时风量,m3/min;

  ∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min;

  ∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和,m3/min;

  ∑Q硐——各种硐室实际需要风量的总和,m3/min;

  ∑Q其他——除采煤、掘进、硐室以外其他井巷实际需要风量的总和,m3/min;

  K矿通——矿井通风系数,一般取1.2~1.25。

  2)采煤实际需风量

  应按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算:

  式中 ∑Q采——各个采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min;

  Q采i——第i个采煤工作面实际需要的风量,m3/min;

  Q采备i——第i个备用采煤工作实际需要的风量,m3/min。

  注意:

  ①各个采煤工作面实际需要的风量,应按瓦斯、二氧化碳的涌出量,爆破后有害气体产生量,工作面的空气温度和风速以及人数等因素分别计算后,取其中的最大值。

  ②采煤工作面有符合规定的串联通风时,应按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算。

  ③备用采煤工作面的需要风量也应按满足瓦斯、二氧化碳、空气温度和风速等规定计算,且不得低于其采煤时实际风量的50%。

  (1)按瓦斯涌出量计算:

  Q采i=100×q瓦采i×K采通i

  式中 Q采i——第i个采煤工作面实际需要的风量,m3/min;

  q瓦采i——第i个采煤工作面的绝对瓦斯涌出量,m3/min;

  K采通i——第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数,也叫瓦斯涌出不均匀通风备用系数。它是采面绝对瓦斯涌出量的最大值与其平均值之比,须在工作面正常生产条件下,至少进行5昼夜的连续观测,得出5个比值,取其最大值。通常机采面可取1.2~1.6,炮采面取1.4~2。

  注:按二氧化碳涌出量计算风量时,可参照按瓦斯涌出量的计算方法进行。

  (2)按工作面温度计算:

  长壁采煤工作面实际需要风量按下式计算

  Q采i=60×v采i×S采i

  式中 Q采i——第i个采煤工作面实际需要的风量,m3/min;

  v采i——第i个采煤工作面风速,m/s;

  S采i——第i个采煤工作面平均断面积,可按最大和最小控顶断面积的平均值计算,㎡。

  为使采煤工作面有一个良好的劳动气候条件,在确定工作面风速时,应符合表2-2-3的要求。

  (3)按炸药量计算:

  Q采i=25Ai

  式中 Ai——第i个采煤工作面一次爆破的最大炸药量,kg;

  25——1kg炸药爆破后需要供给的风量,m3/(min·kg)

  (4)按采煤工作面同时工作最多人数计算:

  Q采i=4

  式中 Ni——第i个采煤工作面同时工作的最多人数;

  4——每人每分钟的供风量不得少于4m3/min

  (5)按风速验算:

  按最低风速验算:

  各个采煤工作面的最低风量:

  Q采i=15S采i

  式中 Q采i——第i个采煤工作面的最低风量,m3/min

  S采i——第i个采煤工作面平均断面积,㎡,

  15——采煤工作面允许最低风速,0.25×60=15m/min。

  按最高风速验算:

  各个采煤工作面的最高风量:

  Q采i=240S采i

  式中 Q采i——第i个采煤工作面的最高风量,m3/min

  S采i——第i个采煤工作面平均断面积,㎡,

  240——采煤工作面允许最高风速,4.0×60=240m/min。

  3)掘进实际需风量

  应按矿井各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算:

  式中 Q掘——各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和,m3/min

  Q掘i——第i个掘进工作面的实际需要风量,m3/min

  注:每个掘进工作面的需要风量都应按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药量、局部通风机的实际吸风量、同时作业最多人数和风速分别计算,并取其中最大值。

  (1)按瓦斯涌出量计算:

  Q掘i=100×q瓦掘i×K掘瓦i

  式中 Q掘i——第i个掘进工作面实际需要风量,m3/min

  q瓦其他i——第i个掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量,m3/min

  K其他瓦i——第i个掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数,应根据实际观测的结果确定,一般可取1.2~2.0。

  注:按二氧化碳涌出量计算风量时,可参照按瓦斯涌出量的计算方法进行。

  (2)按炸药量计算:

  Q掘i=25Ai

  式中 Q掘i——第i个掘进工作面实际需要风量,m3/min

  Ai——第i个掘进工作面一次爆破的量大炸药量,kg

  25——每千克炸药爆炸后需要供给的风量,m3/min

  (3)按局部通风机的实际吸风量计算:

  Q掘i=Q机吸i×Ii

  式中 Q机吸i——第i个局部通风机的实际吸风量,应根据不同型号的局部通风机,凭经验选取,如JBT—52(11kW)的局部通风机实际风量可取200m3/min;

  Ii——第i个掘进工作面同时通风的局部通风机的台数,根据《规程》规定,严禁3台(含3台)局部通风机同时向一个掘进工作面供风。

  必须注意:为了保证局部通风机不发生循环风,防止局部通风机吸入口至掘进工作面回风口之间的风流处于停滞状态而引起瓦斯积聚,除了保证该段巷道中的风速不得小于0.15m/s外,还要保证安设局部通风机的巷道中的风量,必须大于局部能风机吸风量的1.34倍,其依据是:

  因为Q巷风×0.75%>Q机吸×1.0%

  所以Q巷风>(Q机吸×1.0%)/0.75%=1.34Q机吸

  式中Q巷风——安设局部通风机巷道的供风量,m3/min;

  0.75%——矿井总回风巷或一翼回风巷中风流瓦斯浓度;

  Q机吸——局部通风机的吸风量,m3/min;

  1.0%——掘进工作面风流瓦斯浓度。

  (4)按人数计算:

  Q掘i=4Ni

  式中 Q掘i——第i个掘进工作面实际需要风量,m3/min;

  Ni——第i个掘进工作面同时工作的最多人数;

  4——每人每分钟的供风量不得少于4m3/min。

  (5)按风速验算:

  按最低风速验算:

  Q掘i=v掘×S掘i

  式中 Q掘i——第i个掘进工作面的最低风量,m3/min;

  S掘i——第i个掘进工作面断面积,㎡;

  v掘——掘巷道中的允许最低风速,煤巷和半煤岩巷取v掘=0.25×60=15m/min;

  按最高风速验算:

  Q掘i=240S掘i

  式中 Q掘i——第i个掘进工作面的最高风量,m3/min;

  S掘i——第i个掘进工作面断面积,㎡;

  240——掘进工作面允许最高风速,4.0×60=240m/min。

  4)硐室实际需要风量

  应按矿井各个独立通风硐室(包括井下爆炸材料、发热量较大的机电设备硐室和其他硐室等)实际需要风量的总和计算:

  式中 Q硐——各个独立通风硐室实际需要风量的总和,m3/min;

  Q硐i——各个独立通风硐室实际需要风量,m3/min;

  (1)井下爆炸材料实际需要风量,应保证每小时换4次库内空气,即

  Q炸=4V/50

  式中 Q炸——井下爆炸材料库所需要风量,m3/min;

  V——爆炸材料库空积,m3。

  大型爆炸材料库一般配风为100~150m3/min;中小型爆炸材料库一般配风为60~100m3/min。

  (2)发热量较大的机电硐室实际需要风量,应根据机电设备运转时的发热量计算。

  (3)其他硐室实际需要风量,可按经验值给定风量:

  采区绞车房及变电硐室为60~80m3/min;

  充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算,但不得小于100m3/min;或按经验值给定100~200m3/min。

  5)其他地点(巷道)实际需要风量

  应按矿井其他各个巷道实际需要风量的总和计算:

  式中 Q其他——其他各个巷道实际需要风量的总和,m3/min;

  Q其他i——第i个其他巷道实际用负量,m3/min。

  其他地点(巷道)实际需要风量,应按瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用其中最大值。

  (1)按瓦斯涌出量计算:

  Q其他i=100×q瓦其他i×K其他瓦i

  式中 Q其他i——第i个其他巷道实际需要风量,m3/min

  q瓦其他i——第i个其他巷道的绝对瓦斯涌出量,m3/min

  K其他瓦i——第i个其他巷道瓦斯涌出不均衡的风量系数,一般可取1.2~1.3。

  (2)按风速验算:

  Q其他i=9S其他i

  式中 Q其他i——第i个其他巷道的最低风量,m3/min

  S其他i——第i个其他巷道断面积,㎡

  9——其他巷道中的最低允许风速,0.15×60,m/min。

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