煤礦巷道及通風計算公式

煤礦巷道及通風計算公式

 一、常見斷面面積計算：

 1、半圓拱形面積=巷寬×（巷高+0.39×巷寬）

 2、三心拱形面積=巷寬×（巷高+0.26×巷寬）

 3、梯形面積=（上底+下底）×巷高÷2

 4、矩形面積=巷寬×巷高

 二、風速測定計算：

 V表=n/t    (m/s)                (一般為側身法測風速)

 式中：V表：計算出的表速； n：見表讀數； t：測風時間（s）

 V真=a+ b×V表

 式中：V真：真風速（扣除風表誤差后的風速）；

      a、b：為校正見表常數。

 V平=K V真=（S-0.4）×V真÷S

    式中：K為校正系數（側身法測風時K=（S-0.4）/S，迎面測風時取1.14）；  S為測風地點的井巷斷面積

 三、風量的測定：

 Q=SV

    式中Q：井巷中的風量（m3/s）;S：測風地點的井巷斷面積（m2）; V：井巷中的平均風速（m/s）

 例1：某半圓拱巷道寬2m,巷道壁高1m,風速1m/s，問此巷道風量是多少。

 例2：某煤巷掘進斷面積3m2,風量36 m3/min，風速超限嗎？

 四、礦井瓦斯涌出量的計算：

 1、礦井絕對瓦斯涌出量計算（Q瓦）

 Q瓦=QC  （m3/min）

 式中Q：為工作面的風量；C：為工作面的瓦斯濃度（回風流瓦斯濃度-進風流中瓦斯濃度）

 例：某礦井瓦斯涌出量3 m3/min，按總回風巷瓦斯濃度不超限計算礦井供風量不得小于多少。

 2、相對瓦斯涌出量（q瓦）

 q瓦=   （m3/t）

   式中Q瓦：礦井絕對瓦斯涌出量；1440：為每天1440分鐘；

 N：工作的天數（當月）；   T：當月的產量

 五、全礦井風量計算：

 1、按井下同時工作最多人為數計算

 Q礦=4NK    （m3/min）

   式中4：為《規程》第103條規定每人在井下每分鐘供給風量不得少于4立方米；N：井下最多人數；K：系數（1.2~1.5）

 2、按獨立通風的采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和計算

 Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐…+∑Q其他）×K

 式中K：校正系數（取1.2~1.8）

 六、采煤工作面需風量

 1、按瓦斯涌出量計算

 Q采=100×q采×KCH4      （m3/min）

    式中100：為系數； q采：采煤工作面瓦斯涌出量（相對）；

 KCH4：瓦斯涌出不均衡系數（取1.4~2.0）

 2、按采面氣溫計算：

 Q采=60×V×S      （m3/min）

    式中60：為系數；  V：采面的風速（溫度為18~20℃時取0.8~1.0m/s，溫度為20～23℃時取1.0～1.5 m/s）; S:采面平均斷面積。

 3、按采面人數計算：

 Q采=4N         （m3/min）

 4、按炸藥量計算：

 Q采=25A        （m3/min）

 式中25：為系數； A：為一次性爆破的最多炸藥量

 5、按風速進行校驗：

 15≤Q采≤240   （m/min）  或  0.25≤Q采≤4  （m/s）

   式中15與0.25：為工作面最低風速（m/min）（m/s）

        240與4：為工作面最高風速（m/min）（m/s）

 例：某采面工作人數15人，一次性爆破炸藥5kg，溫度20度，瓦斯涌出量為1 m3/min，請問采面需風量是多少。

 七：掘進工作面需風量的計算

 1、按瓦斯涌出量計算

 Q掘=100×q掘×KCH4      （m3/min）

    式中KCH4：瓦斯涌出不均衡系數（取1.2~1.8）

 2、按炸藥量計算：

 Q掘=25A        （m3/min）

 3、按人數計算：

 Q掘=4N         （m3/min）

 4、按局扇吸風量計算+

 Q掘=Q局+60VS

 式中Q局：為局扇實際吸風量；V：為最低風量1.5m/s；S：斷面積

 5、按風速進行校驗：

 煤巷或半煤巖巷：15≤Q掘≤240（m/min） 或 0.25≤Q掘≤4  （m/s）

 巖          巷：9≤Q掘≤240（m/min） 或 0.15≤Q掘≤4  （m/s）

 八、硐室風量取值（按經驗選取）

 1、機電硐室需風量：獨立回風的機電硐室可取150～200 m3/min；

 2、爆破材料庫需風量：中小型取60～100 m3/min；

 3、充電室需風量：100～200 m3/min

 九、其他巷道的需風量計算

 按下列方法分別進行計算，采用最大值

 1、按瓦斯涌出量計算：

 Q其他=100×q×KCH4      （m3/min）

 2、按風速驗算：

 按最低風速驗算取值：Q其他=9S（m3/min） S為斷面面積

 十、礦井有效風量率計算

 礦井有效風量：是指礦井各獨立用風地點的風量之和

 礦井有效風量率=×100%

 注：規程要求礦井有效風量率不低于85%

 例：某礦有效風量是540 m3/min，主風機風硐面積4m2,風速為3m/s，礦井有效風量率符合規程規定嗎？

 十一、礦井漏風率計算

 1、礦井外部漏風率=×100%

 注：《規程》第121條規定：外部漏風率在無提升設備時不得超過5%；有提升設備時不得超過15%.

 2、礦井內部漏風率=×100%

 十二、等積孔的計算

 A=1.19×

 式中：1.19為系數；   Q為礦井總風量（m3/s）;   h為礦井通風阻力（單位為帕Pa）

 十三、瓦斯積聚計算

 瓦斯積聚：是指積聚的瓦斯濃度大于2%，體積≥0.5m3的現象。

 Q積=SLC  （m3）

 例：某盲巷長200m，斷面3m2 ,柵欄內側1米處瓦斯濃度為3%，計算該盲巷濃度量。

 注：盲巷是指沒有通風其長度大于6米的獨頭巷道。

 

 十三、煤炭發熱量的計算公式

 關鍵詞：煤炭發熱量的計算公式

 以煤工業分析結果，創立計算煤炭低位發熱量新公式的原理與方法，不再詳述。僅就實際應用的計算公式介紹如下：

 1、計算煙煤低位發熱量新公式

 以焦耳表示的計算方式：

 Qnet.ad＝35859.9-73.7Vad-395.7Aad-702.0Mad+173.6CRC焦/克

 或用卡制表示的計算式：

 Qnet.ad＝8575.63-17.63Vad-94.64Aad-167.89Mad+41.52CRC卡/克

 Qnet.ad——分析基低位發熱量；

   Vad——分析基揮發分（%）；

   Aad——分析基灰分（%）；

   Mad——分析基水分（%）；

   CRC——焦渣特征。

 2、計算無煙煤低位發熱量新公式

     以焦耳表示的計算方式：

 Qnet.ad=34813.7-24.7Vad-382.2Aad-563.0Mad焦/克

 或者以卡制表示的計算式：

 Qnet.ad=8325.46-5.92Vad-91.41Aad-134.63Mad卡/克

 如果有條件能測定H值，或者從固定用煤礦區取得礦區以往H值的平均值，用下式計算的無煙煤低位發熱量結果精度更高。

 以焦耳表示的計算式：

 Qnet.ad=32346.8-161.5Vad-345.8Aad-360.3Mad+1042.3Had焦/克

 或者用卡制表示的計算式：

 Qnet.ad=7735.52-38.63Vad-82.70Aad-86.16Mad+249.27Had卡/克

 3、計算褐煤低位發熱量新公式

 以焦耳表示的計算式：

 Qnet.ad=31732.9-70.5Vad-321.6Aad-388.4Mad焦/克

 或者用卡制表示的計算式：

 Qnet.ad=7588.69-16.85Vad-76.91Aad-92.88Mad  卡/克

 4、在水泥生產使用中，計算標準煤耗時，按上述公式計算的分析基低位發熱量（Qnet.ad）用下式換算成應用煤低位發熱量（Qnet.ar）后，再計算標準煤耗。

 應用煤低位發熱量計算公式

 100-Mad100-Mar

 Qnet.ar=Qnet.ad×─-23（Mar－Mad×─）焦/克

  　　　　　　　　　　100-Mad100-Mad

 

 十四、三量的劃分和計算

 （一）開拓煤量

 在礦井可采儲量范圍內已完成設計規定的主井、副井、風井、井底車場、主要石門、集中運輸大巷、集中下山、主要溜煤眼和必要的總回風巷等開拓掘進工程所構成的煤儲量，并減去開拓區內地質及水文地質損失、設計損失量和開拓煤量可采期內不能回采的臨時煤柱及其它開采量，即為開拓煤量。

 計算公式：Q開 ＝（LhMD-Q地損 -Q呆滯 ）K

 式中：Q開——開拓煤量，t；

 L——煤層兩翼已開拓的走向長度，m；

 h——采區平均傾斜長，m；

 M——開拓區煤層平均厚度，m；

 D——煤的視密度，t/m3

 Q地損——地質及水文地質損失，t；

 Q呆滯——呆滯煤量，包括永久煤柱的可回采部分和開拓煤量可采期內不能開采的臨時煤柱及其它煤量，t；

 K——采區采出率。

 （二）準備煤量

 在開拓煤量范圍內已完成了設計規定所必須的采區運輸巷、采區回風巷及采區上（下）山等掘進工程所構成的煤儲量，并減去采區內地質及水文地質損失、開采損失及準備煤量可采期內不能開采的煤量后，即為準備煤量。

 計算公式：Q準 ＝（LhMD-Q地損 -Q呆滯 ）K

 式中Q準——準備煤量，t；

 L——采區走向長度，m；

 h——采區傾斜長度，m；

 M——采區煤層平均厚度，m。

 在一個采區內，必須掘進的準備巷道尚未掘成之前，該采區的儲量不應算作準備煤量。

 （三）回采煤量

 在準備煤量范圍內，按設計完成了采區中間巷道（工作面運輸巷、回風巷）和回采工作面開切眼等巷道掘進工程后所構成的煤儲量，即只要安裝設備后，便可進行正式回采的煤量。

 計算公式為：Q回＝LhMDK

 式中：Q回——回采煤量，t；

 L——工作面走向可采長度，m；

 h——工作面傾斜開采長度，m；

 M——設計采高或采厚，m；

 K——工作面回采率。

 上述各煤量的計算公式，僅適用于較穩定煤層。若煤層不穩定，厚度變化較大時，應依具體情況劃分塊段分別計算煤儲量后求和。

 （四）三量開采期

 1、三量可采期的規定

 為了使資源準備在時間上可靠，經濟上合理，煤炭工業技術政策對大、中型礦井原則規定的三量合理開采期為：

 開拓煤量可采期3－5a以上；

 準備煤量可采期1a以上；

 回采煤量可采期4－6個月以上。

 2、三量可采期的計算

 三量可采期的計算公式分別為：

 3、三量的合理可采期

 影響三量合理開采期的因素有很多，主要有：

 （1）礦井地質條件

 （2）井型和采區布局

 （3）開拓方式和開采方法

 （4）機械化程度

 （五）三量的統計與分析

 為了及時掌握生產準備程度與采掘關系，應對三量的動態變化進行統計和分析。三量的統計與分析是通過繪制和填報相應的圖、表、臺帳及文字說明來完成的。其中主要有三量計算圖、月末三個煤量動態報表、礦井（露天）期末三個煤量季（年）報表。