江蘇宏安集團莆河煤礦礦井通風設計計算辦法

莆河礦通風設計計算

一、概況

根據《莆河礦地質報告》所提供的資料以及本礦生產期間實測所得的資料。確定該礦為高沼氣礦井，礦井瓦斯量為5m3/min、0.4m3/min；采煤工作面的沼氣、二氧化碳的絕對涌出量最大分別為3.29m3/min、0.45m3/min。莆河礦北采區煤層有煤塵爆炸危險和自燃發火傾向性。

二 生產布局：

北采區巷道布置，根據礦井生產能力，北采區正常生產布局為一個采煤工作面和兩個掘進工作面，最多布局一個采煤工作面和三個掘進工作面，日生產能力330噸，北采區工作面平均采高為2.0米。

三、采煤工作面所需風量：

1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：

Q采=100 q采瓦×K采通

=100×3.29×1.7

=560m3/min

Q采=100Qco2采×K采通

=100×0.45×1.7

=76.5 m3/min Q采：采煤工作面需要風量；m3/min

Q瓦采；采煤工作面瓦斯絕對涌出量米立方/分取3.29m3/min

QCO2采；采煤工作面的二氧化碳絕對涌量m3/min取0. 45 m3/min

K采通：采煤工作面瓦斯（二氧化碳）涌出不均系數取1.7（一般取1. 5—2. 0）。

2、工作面炸藥量計算

Q采=25A

=25×4.5

=112.5 m3/min

式中：

A；工作面一次爆破所用的最大炸藥量，公斤。

25：每公斤炸藥爆破后需要供給的風量，m3/min、公斤。

3、按工作面人數計算：

Q采=4N

=4×42

=168 m3/min

式中；

N；采煤工作面同時工作最多人數。

4、按工作面的溫度與風速計算：

Q采=60×V采×S采=60×1×6.50

=390m3/min

式中：

V采：采煤工作面風速取1m/s。

S采：回采工作面的平均斷面積2×3.25=6.50m2

5、按工作面允許風速驗算：

（1）、按采煤工作面最低風速驗算采煤工作面最低風速：

Q采≥0.25×60×S

Q采≥0.25×60×10

Q采≥150m3/min

式中

S采：采煤工作面最大控頂面積為10m2

采高2.0米時最大控頂距離5米，

（2）、、按采煤工作面最高風速驗算采煤工作面最高風量：

Q采≤4×60×S采

Q采≤4×60×6

Q采≤1440m3/min

式中：

S采：采煤工作面最小控頂面積為6㎡

采高2.0米時最小控頂距離為3m

0. 25×60×S≤Q采≤4×60×S

0. 25×60×10≤420≤4×60×6

即150≤560≤1440

采煤工工作面設計需要風量560m3/min，符合要求。

四、掘進工作面需要風量（風筒出口風量）

1、 通風方式：

掘進工作面采用局部通風機壓入式通風。

2按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：

Q掘=100q瓦掘×K掘通

=100×0.88×1.7

=149.6m3/min

Q掘=100qco2掘×K掘

=100×0.18×1.7

=30.6m3/min

式中：

Q掘：掘進工作面需要風量m3

q瓦掘：掘進工作面瓦斯絕對涌出量m3/min，取0.88m3/min，

qco2掘掘進工作面二氧化碳絕對涌出量m3/min，取0.18m3/min

K掘通：掘進工作面瓦斯涌出不均蘅系數取1.7（一般1.5-2.0）

3按人數計算：

Q掘=4N

=4×21

=84m3

式中：

N：掘進工作面同時工作最多人數，取21人。

4、按工作藥量計算：

Q掘=25A

=25×2.1

=52.5m3/min

式中：

A：掘進工作面一次放炮最多炸藥2.1㎏（按三次裝藥三次放炮，第一1.8㎏，第二次2.1㎏，第三次1.8㎏，取2.1㎏炸藥量。）

5按掘進工作面巷道允許最低風速計算：

Q掘=60×V掘×S掘

=60×0.25×5.4

= 81m3/min

式中：

Q掘：掘進工作面需要風量m3/min

V掘掘進工作面風速煤巷取0.25m/s

S掘掘進工作面斷面積4.6㎡。

6風速驗算：

煤巷掘進：4×60×S掘≥Q掘≥0.25×60×S掘

4×60×5.4≥149.6≥0.25×60×5.4

1296≥149.6≥81

掘進工作面設計需要風量149.6m3/min，符合斷面積5.4㎡的掘進要求。

7、局部通風機的吸風量計算：

Q吸=Q掘×P

式中：

Q吸：掘進工作面的局部通風機的吸風量m3/min

Q掘：掘進工作面需要風量m3/min，取149.6m3/min

P：風筒風量比，風筒長度300m，P取1.43，風筒長度500ｍ

Ｐ取2，莆河礦北采區掘進送風距離最長５００ｍ以下。

Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

＝149.6×1.43　　　　　　　　

＝214ｍ３／ｍｉｎ

（送風距離３００ｍ，斷面5.4㎡）

Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ　　　　　　　　　　　　　

＝149.6×2　　　　　　　　

＝299ｍ３／ｍｉｎ　　　　　　　　

（送風距離５００ｍ，斷面5.4ｍ２）

8、局扇和風筒選擇：

根據上述計算，通風距離300米以內,局扇安裝處斷面5.4㎡,需要風量214ｍ３/min，供風距離500米以下局扇安裝處斷面5.4㎡,需要風量299ｍ３/min，所以選用風機型號應為FBD5.6/2×11對旋式風機（風機風量350-240ｍ３/min）配備直徑600㎜風筒，符合要求。

9、局部通風機安裝處巷道全風壓供風量：

1、通風距離300米以內11kw對旋式開一級局扇時：

Q掘全=∑Q扇實+60×V安×S安

=240+60×0.25×5.4

=321（m3/min）

2、供風距離500米以下11kw對旋式開兩級局扇時：

Q掘全=∑Q扇實+60×V安×S安

=350+60×0.25×5.4

=431（m3/min）

式中：Q掘全——局部通風機安裝處巷道全風壓供風量

∑Q扇實——安裝在同一地點并聯通風的局部通風機實際工作風量之和可現場實測或參考風機說明。

V安——風速巖巷取≥0.15m/秒，煤巷或半煤巷取≥0.25 m/秒。

S安——局部通風機吸入口至局部通風機供風巷道回風口之間的巷道斷面，m2。

六、硐室風量計算

按硐室中運行機電設備發熱量進行計算：

Q硐=（3600×ΣW×θ)/(ρ×Cρ×60×Δt)

=（3600×130×0.02)/(1.2×1.0×60×1.0)

=130m3/min=2.17m3/s

式中:Q硐------------機電硐室風量(m3/min)

3600----------熱功當量,1KW.h=3600kJ

ΣW------------機電硐室中運轉的電動機總功率，KW

θ------------機電硐室發熱系數，取0.02

ρ-------空氣密度，一般取1.2Kg/ m3

Cρ-------------空氣的定壓氣熱，一般取1.000KJ/ Kg.K

Δt-------機電硐室進回風巷的溫度差，取1.0 0C

本礦有一個機電硐室，水泵房Q水=1.0m3/s，根據上述計算，取Q硐= Q水=2.17 m3/s

七、莆河礦北采區需要風量:

1 .一個采煤工作面最多三個掘進工作面和一個機電硐(采區變電所),全部實行分區通風.

當采區布置一個采煤面和兩個掘進工作面時需要風量最大 為:

Q采=(Q采煤面+Q掘+Q硐) ×K通W

=(560+431×2+130) ×1.2

=1862 m3/min

當采區布置一個采煤面和三個掘進工作面時需要風量最大為:

Q采=(Q采煤面+Q掘+Q硐) ×K通

=(560+431×3+130) ×1.2

=2380 m3/min

式中:

Q采:采區需要風量m3/min,

Q采面:采煤工作面需要風量m3/min,

Q掘:掘進工作面需要風量m3/min,

Q峒:采區變電需要風量取80m3/min

K通:采區內部漏風和配風不均勻系數.取1.2(一般取1.15~1.2）

八、本礦采用KZT60礦用防爆45KW*2軸流式通風機根據實測和參照45KW*2軸流式通風機參數所得風量2400——1190 m3/min當莆河礦北采區布置一個采煤面和兩個掘進工作面時需要風量最大1860 m3/min符合要求，當莆河礦北采區布置一個采煤面和三個掘進工作面時需要風量最大2380 m3/min符合要求。

編制：張克會

2007年1月1日

莆河礦北采區通風設計辦法

審 批 表

通風科長：

生產科:

安全科:

安全礦長：

礦總工:

江蘇宏安集團莆河煤礦

礦井通風設計計算辦法

二○○八年