矿井通风设计

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矿 井 通 风 设 计

二0 0五年十二月十五日

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矿 井 通 风 设 计

根据《煤矿安全规程》有关规定和矿井采掘布置，为确保矿井安全生产，在突出“以风定产、以风定面”的原则下，现采取由里向外核算法方法进行计算矿井风量并进行通风设计。

矿井需要风量

按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。现有通风系统各用风地点稳定可靠供风。

Q矿≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备＋∑Q其它）×K矿通 （m3/min）

式中：

∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和，m/min； ∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和，m/min； ∑Q硐——硐室实际需要风量的总和，m/min； ∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和，m/min； ∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需

风量的总和，m/min；

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K矿通——矿井通风系数(抽出式K矿通取1.15~1.2,压入式K矿通

取1.25~1.3)。

Q矿≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通

Q矿≥(585×2+267.5×4+254×2+50×3+66) ×1.15

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4000 ≥3408.6 m3/min

我矿选用G4--73 No25D 630KW 主扇，额定风量为4330--5933 m/min。现两台主扇工况点特性与矿井井巷特性相匹配运行现产生风量4000--4100m/min，完全满足矿井现生产能力的需要。我矿现实际布置为两采、两掘、两开的生产格局，所需风量为3408.6m/min。

通风方式

我矿采用中央并列式通风方式，布置两条进风井（一条为皮带斜井，一条为行人运料斜井），一条专用回风井，采区布置专用回风巷。按照矿井总进风量可布置3.0个采煤工作面，6.0个掘进(开拓)工作面。

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采煤工作面通风设计

1、采煤工作面的需要风量

高瓦斯矿井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算。 根据《煤矿安全规程》规定，按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不超过1％的要求计算：

Q采?100?q采?KCH4

式中：

Q采——回采工作面实际需要风量，m3/min； q采——回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）

3

的平均绝对涌出量，m/min；

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KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数。（正常生产条件

下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量4.0 m/min(采)、3.55 m/min(尾)与月平均日

瓦斯绝对涌出量2.82 m/min(采) 2.5m/min

(尾)的比值均为

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1.42）。

工作面布置有专用排瓦斯巷（俗称尾巷,且符合《煤矿安全规程》第一百三十七条的规定）的回采工作面风量计算:

Q采=Q采回+Q采尾 其中：Q采回?100?q采?KCHQ采尾?qCH4尾2.5%4

?KCH4

式中：

qCH4尾——采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/min。

其他符号的含义同上。

Q采回?100?q采?KCH

4Q采回=100×3.0×1.42 Q采回=426 m3/min

Q采尾?qCH4尾2.5%?KCH4

Q采尾 =

(2.8÷2.5%)×1.42

Q采尾 = 159 m3/min

4

Q采=Q采回+Q采尾 Q采=426+159 Q采=585 m3/min

按二氧化碳的涌出量计算风量时，可参照瓦斯涌出量计算方法进行。（因我矿二氧化碳含量极低且变化不大，所以按二氧化碳涌出量不予计算）

按工作面温度选择适宜的风速进行计算:

Q采?60?V采?S采 (m

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/min)

式中：

V采——采煤工作面风速，m/s； S采——采煤工作面的平均断面积，m2。

Q采?60?V采?S采

Q采=60×0.8×6.48 Q采=311 m3/min

按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量： 每人供风≮4m/min：

3

Q采>4N （m3/min）

每千克炸药供风≮25m/min：

3

Q采>25A （m3/min）

式中：

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N——工作面最多人数，

A——一次爆破炸药最大用量，Kg。

每人供风≮4m/min：

3

Q采>4N （m3/min）

426>4×20 426>80 m/min

每千克炸药供风≮25m/min：

3

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Q采>25A （m3/min）

426>25×9 426>225 m/min 按风速进行验算：

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15S

S——工作面平均断面积，m15S

通过验算满足这一要求，结合我矿采煤工作面布置有专用排瓦斯巷的实际情况，采煤工作面需要风量为585 m/min。

备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的

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风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。（备用工作面做上一采煤工作面的专用排瓦斯巷，所以备用工作面风量不作考虑。）

2、采煤工作面的尾巷布置

结合我矿实际情况，在有备用工作面时采用U+U布置，即备用工作面做为采煤工作面的尾巷，在备用工作面进风顺槽口设置一组调节风窗，用于调节尾巷内的瓦斯浓度；备用工作面未形成时采用U+L+局部通风布置，即在采面回风顺槽外20—30米处，平行于回风顺槽掘进一条辅助回风巷（称为尾巷），在进风巷与尾巷间设置的风门墙体内砌筑2台同等功率的局扇（根据巷道长度选择局扇的功率），并实现“双风机双电源”互为备用，用于稀释尾巷内瓦斯，确保尾巷内瓦斯浓度不超《规程》规定。

3、风量的调节

采煤工作面风量的调节采取在回风顺槽内设置调节风窗，根据工作面及进、回风顺槽的阻力及风量情况，进行增阻或降阻调节。

掘进工作面通风设计

1、掘进工作面的需要风量

按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：

Q掘?100?q掘?K掘通

式中:

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Q掘——单个掘进工作面需要风量，m/min； q掘——掘进工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的绝

对涌出量，m/min；

K掘通——瓦斯涌出不均衡通风系数。（正常生产条件下，

连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量0.84 m/min与月平均日瓦斯绝对涌出量0.42 m/min的比值为2.0）。

Q掘?100?q掘?K掘通

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Q掘 =100×0.47×2.0 Q掘 =94 m3/min

按二氧化碳的涌出量计算需要风量时，可参照瓦斯涌出量计算方法进行。（因我矿二氧化碳含量极低且变化不大，所以按二氧化碳涌出量不予计算）

按局部通风机实际吸风量计算需要风量:(现采用FBD5/2×5.5KW局扇，风量140--200 m/min，开口时启动1台，随掘进供风长度及瓦斯涌出情况启动第二台) 岩巷掘进： Q掘=Q扇×Ii+9S 煤巷掘进： Q掘=Q扇×Ii+15S

式中：

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Q扇——局部通风机实际吸风量， m/min。安设局部通

风机的巷道中的风量，除了满足局部通风机的吸风量而外，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速岩巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s,以防止局部通风机吸入循环风和这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚；

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Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。

岩巷掘进： Q掘=Q扇×Ii+9S

Q掘=200+9×6 Q掘=254 m3/min 煤巷掘进： Q掘=Q扇×Ii+15S

Q掘=200+15×4.5 Q掘=267.5 m3/min

双巷掘进采用并联通风时，计算局扇吸风口至回风口风速时，只按一台记加风量。

按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量: 每人供风≮4m/min： Q掘>4N （m/min）

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每千克炸药供风≮25m/min： Q掘>25A （m/min）

式中：

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N——掘进工作面最多人数； A——一次爆破炸药最大用量，Kg。

每人供风≮4m/min：

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Q掘>4N （m3/min） 254 > 4×8(岩) 3

267.5 >4×10(煤) 每千克炸药供风≮25m/min：

Q掘>25A （m/min） 254 > 25×5(岩) 267.5 > 25×3.8(煤)

按风速进行验算:

岩巷掘进最低风量， Q岩掘>9S掘 （ m/min） 煤巷掘进最低风量， Q煤掘>15S掘 （m/min） 岩煤巷道最高风量， Q掘<240S掘 （m/min）

式中：

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S掘——掘进工作面的断面积，m2。

岩巷掘进最低风量， Q岩掘>9S掘 （ m/min）

254 > 9×7

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煤巷掘进最低风量， Q煤掘>15S掘 （m/min）

267.5 > 15×5

岩煤巷道最高风量， Q掘<240S掘 （m/min）

254<240×7 267.5<240×5

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通过验算满足这一要求，煤巷掘进工作面的实际需要风量为267.5m/min；岩巷掘进工作面的实际需要风量为254 m/min。

2、掘进工作面布置

掘进工作面实行双巷掘进，每隔100m开一联络贯，贯通后密闭前一联络贯，并移设局扇。

3、局扇及风筒的安装

掘进工作面采用2×5.5kW局扇供风，并实现“三专两闭锁”“双风机，双电源”，安装符合《规程》要求；风筒根据实际情况采用直径500mm和600mm两种型号，在掘进巷道口处接“三通”风筒（排放瓦斯用）；风筒距工作面的距离保持煤巷、半煤岩巷3—5m，岩巷3—7m。

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井下硐室通风设计

1、井下硐室需要风量

按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算：(结合我矿实际情况,井下无充电室和爆炸材料库，有机电硐室3处。)

∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+...+Q硐n 式中：

∑Q硐——所有独立通风硐室需要风量总和，m/min；

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Q硐1、Q硐2、Q硐3、…、Q硐n——不同独立供风硐室需要

风量，m/min。

井下不同硐室配风原则：

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井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量：

Q库=4V/60=0.07V （m3/min）

式中：

Q库—— 井下爆炸材料库需要风量，m3/min； V——井下爆炸材料库的体积，m3。

井下充电室，应按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算风量。 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。

选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。

根据经验值，机电硐室需要风量一般取50 m/min。可保证机电硐室的降温要求，并不超过10℃。

2、井下硐室的布置

井下永久性机电硐室均布置独立的通风系统，回风安装调节风窗控制，确保供风量符合要求，临时硐室必须设在进风流中，深度不超过5m，采用扩散通风。

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其他井巷通风设计

其它井巷实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算：

∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n 式中：

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Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷风量，m/min。

按瓦斯涌出量计算：

Q其i=100 qCH4×K其通 （m3/min）

式中：

Q其i——第i个其它井巷实际用风量，m3/min； qCH4——第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量，m3/min； K其通——瓦斯涌出不均衡系数，取1.2～1.3；

100——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的

常数。

Q其i=100 qCH4×K其通 Q其i=100×0.55×1.2 Q其i=66 m3/min

按其风速验算:

Q其它i>9×S其i （m3/min）

式中：

S其i——第i个其它井巷断面，m2。

Q其它i>9×S其i

66 > 9×5

通过验算满足这一要求，其它井巷（东南正头一处）的实际需要风量为66 m/min。

依据建设“安全、经济、合理”的通风系统原则，现根据井

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下实际采用变频调速控制矿井总风量为3500--3600m/min，各用风点风量稳定、可靠。

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二OO五年十二月十五日

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