矿井风量计算方法

根据《煤矿安全规程》（安监总局37号令版）和《煤矿通风能力核定标准》（AQ1056—2008），结合矿区实际和通风工作经验，按照“安全合理经济通风、有利于防尘和煤层自然发火防治”的基本要求，特制定矿井需要风量计算方法。

配风原则为：一是必须达到通风三大任务的要求；二是实现安全经济通风的要求；三是可调性要求；四是月度计划性要求；五是安全富裕性要求。

计算方法是：矿井总需要风量必须按照井下同时工作的最多人数和采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和分别计算，并选取其中最大值。 

矿井总需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点实际需要风量分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量。现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。

矿井风量计算方法如下：

Qra≥(∑Qcfi＋∑Qhfi＋∑Quri＋∑Qsci＋∑Qrli)×kaq  ………………………(1) 

式中： 

Qra ——矿井总需要风量,m3/min；

Qcfi——第i个采煤工作面实际需要风量，m3/min；

Qhfi——第i个掘进工作面实际需要风量，m3/min；

Quri——第i个硐室实际需要风量，m3/min；

Qsci——第i个备用工作面实际需要风量，m3/min；

Qrli——第i个其他用风巷道实际需要风量，m3/min；

kaq——矿井通风需风系数(抽出式kaq取1.15～1.20，压入式kaq取1.25～1.30)。

1、采煤工作面实际需要风量的计算

每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

1.1按气象条件计算

Qcfi=60×70%×Vcfi×Scfi×kchi×kcli（m3/min）  ………………………………(2)

式中:

Vcfi——第i个采煤工作面的风速，m/s,按采煤工作面进风流的最高温度从表１中选取；

Scfi——第i个采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；

kchi——第i个采煤工作面的采高调整系数，具体按表2取值；

kcli——第i个采煤工作面的长度调整系数，具体按表3取值；

70%——有效通风断面系数；

60——为单位换算产生的系数。

表1采煤工作面进风流气温与对应风速

Qcfi=100×qcgi×kcgi（m3/min）  ………………………………………………(3)

式中：

qcgi——第i个采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min，抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；

kcgi——第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数(正常生产时连续观测1个月，最大绝对瓦斯涌出量和月平均绝对瓦斯涌出量的比值)；

100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。

1.3按二氧化碳涌出量计算

Qcfi=67×qcci×kcci（m3/min）   ………………………………………………(4)

式中：

qcci——第i个采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

kcci——第i个采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数（正常生产时连续观测1个月，最大绝对二氧化碳涌出量和月平均绝对二氧化碳涌出量的比值）；

67—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。

1.4按炸药量计算

——一级煤矿许用炸药

    Qcfi≥25Acfi（m3/min）     …………………………………………………(5)

——二、三级煤矿许用炸药

Qcfi≥10Acfi（m3/min）     …………………………………………………(6)

式中：

Acfi——第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；

25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。

1.5按工作人员数量计算

Qcfi≥4Ncfi（m3/min）     …………………………………………………(7)

式中：

Ncfi——第i个采煤工作面同时工作的最多人数；

4——每人需风量，m3/min。

1.6按风速进行验算

  ——验算最小风量

Qcfi≥60×0.25Scbi（m3/min）    ………………………………………………(8)

Scbi=lcbi×hcfi×70%（m2）      ………………………………………………(9)——验算最大风量

Qcfi≦60×4.0Scsi（m3/min）     ……………………………………………(10)

Scsi=lcsi×hcfi×70%（m2）      ………………………………………………(11)

——综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量：

Qcfi≦60×5.0Scsi（m3/min）   ………………………………………………(12)

式中：

Scbi——第i个采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；

lcbi——第i个采煤工作面最大控顶距, m；

hcfi——第i个采煤工作面实际采高, m；

Scsi——第i个采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；

lcsi——第i个采煤工作面最小控顶距,m；

0.25——采煤工作面允许的最小风速，m/s；

70%—有效通风断面系数；

4.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；

5.0——综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后允许的最大风量，m/s。

1.7备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。

表4采煤工作面通风参数表

煤矿名称：

每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

2.1按瓦斯涌出量计算

Qhfi=100×qhgi×khgi（m3/min）   ……………………………………………(13)

式中：

qhgi——第i个掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min（抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算）；

khgi——第i个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数(正常生产时连续观测1个月，最大绝对瓦斯涌出量和月平均绝对瓦斯涌出量的比值)；

100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。

2.2按二氧化碳涌出量计算

Qhfi=67×qhci×khci（m3/min） ………………………………………………(14)

式中：

qhci——第i个掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；

khci——第i个掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数（正常生产时连续观测1个月，最大绝对二氧化碳涌出量和月平均绝对二氧化碳涌出量的比值）；

67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。

2.3按炸药量计算

——一级煤矿许用炸药

Qhfi≥25Ahfi（m3/min）    …………………………………………………(15)

——二、三级煤矿许用炸药

Qhfi≥10Ahfi（m3/min）    …………………………………………………(16)

式中：

Ahfi——第i个掘进工作面1次爆破所用的最大炸药量，kg；

25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。

按上述条件计算的最大值，确定局部通风机吸风量。

2.4按局部通风机实际吸风量计算

——无瓦斯涌出的岩巷

Qhfi=∑Qafi+60×0.15Shdi（m3/min）  ……………………………………………(17)

——有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷

Qhfi=∑Qafi+60×0.25Shdi（m3/min）  ……………………………………………(18)

式中：

∑Qafi——第i个掘进工作面同时运转的局部通风机实际吸风量的总和，m3/min； 

0.15——无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速，m/s；

0.25——有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷允许的最低风速，m/s；

Shdi——局部通风机安装地点到回风口的巷道最大断面积，m2。

2.5按工作人员数量计算

∑Qafi≥4Nhfi（m3/min）    …………………………………………………(19)

式中：

Nhfi——第i个掘进工作面同时工作的最多人数；

4——每人需风量，m3/min

2.6按风速进行验算

  ——验算最小风量

无瓦斯涌出的岩巷

∑Qafi≥60×0.15Shfi（m3/min）  ……………………………………………(20)

有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷

∑Qafi≥60×0.25Shfi（m3/min）  ……………………………………………(21)

——验算最大风量

∑Qafi≦60×4.0Shfi（m3/min）   ……………………………………………(22)

式中：

Shfi——第i个掘进工作面巷道的净断面积，m2。

表5掘进工作面通风参数表

煤矿名称：

各个通风硐室的实际需要风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。

3.1爆破材料库需要风量计算

Quri=4Vi/60（m3/min）        …………………………………………………(23)

式中：

Quri——第i个井下爆炸材料库实际需要风量，m3/min；

Vi——第i个井下爆炸材料库的体积，m3；

4——井下爆炸材料库内空气每小时更换次数。

但大型爆破材料库不应小于100m3/min，中、小型爆破材料库不应小于60m3/min。

3.2充电硐室需要风量计算

Quri=200qhyi（m3/min）           ……………………………………………(24)

式中：

Quri——第i个充电硐室实际需要风量，m3/min；

qhyi——第i个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/min；

200——按其回风流中氢气浓度不大于0.5%的换算系数。

但充电硐室的供风量不应小于100m3/min。

3.3机电硐室需要风量计算

发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：

Quri——第i个机电硐室的实际需要风量，m3/min；

∑Wi——第i个机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年

中最大值计算），kW； 

θ —机电硐室发热系数，数值见表6；

ρ——空气密度，一般取ρ=1.20kg/m3；

Cp——空气的定压比热容，一般可取Cp=1.0006KJ/(kg.K)；

Δti——第i个机电硐室的进、回风流的温度差，K。 

机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；采(盘)区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取60～80m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30℃，其他硐室温度不超过26℃。

表5机电硐室发热系数（θ）取值

4.1按瓦斯涌出量计算 

Qrli=133qrgi×krgi（m3/min） ………………………………………………(26) 

式中： 

qrgi——第i个其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；

krgi——第i个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.2～1.3；

133——其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。

4.2按风速验算

——一般巷道 

Qrli≥60×0.15Srci（m3/min） ………………………………………………(27) 

——架线电机车巷道 

    有瓦斯涌出的架线电机车巷道 

Qrli≥60×1.0Srei（m3/min）  ………………………………………………(28) 

    无瓦斯涌出的架线电机车巷道 

Qrli≥60×0.5Srei（m3/min） ………………………………………………(29) 

式中：

Qrli——第i个一般用风巷道实际需要风量，m3/min；

Srci——第i个一般用风巷道净断面积，m2；

Srei——第i个架线电机车巷道净断面积，m2；

0.15——一般巷道允许的最低风速，m/s；

1.0——有瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s；

0.5——无瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，m/s。

4.3矿用防爆柴油机车巷道需要风量的计算 

Qrli≥5.44×Ndli×Pdli×kdli（m3/min）………………………………………(30) 

式中： 

Qrli——第i个地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量，m3/min；

Ndli——第i个地点矿用防爆柴油机车的台数，台；

Pdli——第i个地点矿用防爆柴油机车的功率，kW；

kdli——配风系数，第i个地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时，kdli为1.0。该地点使用2台矿用防爆柴油机车运输时，kdli为0.75。该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时，kdli为0.50；

5.44——每千瓦每分钟应供给的最低风量，m3/min。

矿井使用矿用防爆柴油机车时，应进行风量计算，排出的各种有害气体被巷道风流稀释后，其浓度应符合《煤矿安全规程》的规定,有害气体浓度超出规定范围时，应按照有害气体的允许浓度重新计算该巷道的需风量。

  5、编写计算报告： 

  矿井风量计算结果应编写计算报告。报告内容应包括提供的地质、瓦斯、地温、井型、开拓、开采等方面的资料；按本标准规定的采、掘工作面、硐室、其他用风地点和采区与全矿的需风量计算和选用的风量备用系数；以及其他有关说明。

矿井每五年应结合矿井生产规划，对矿井、采掘工作面、硐室和其他用风地点的需风量进行验算，当矿井地质条件和生产条件发生有较大变化时，应按本标准计算方法重新进行计算。

各矿要在集团公司制订的《矿井需要风量计算方法》基础上，按规定进行矿井风量计算、分配，确保通风系统安全、合理、高效、可控，同时满足抗灾救灾的需要。