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      礦井通風管理制度(三項管理制度)

      作者:煤礦安全網 2021-08-12 08:40 來源:煤礦安全網 礦井 制度

      一、風量計算基本要求

        (一)建立“系統合理、設施完好、風量充足、風流穩定”的通風系統,確保通風可靠。

        (二)每年安排采掘作業計劃前必須核定礦井通風能力,嚴格按實際供風量核定礦井產量,嚴禁超通風能力生產。

        (三)按實際需要計算礦井風量時,采用由里向外的方法進行計算,即先計算采掘工作面、硐室及其他用風地點的需要風量,然后計算礦井獨立通風系統的需要風量。

        (四)礦分別計算每個主要通風機系統擔負的總進風量和總回風量。

        (五)各用風地點的需要風量,必須依照下列要求分別計算,并取其最大值。

        1、按用風地點同時工作最多人數計算,每人每分鐘不得少于4m3。

        2、按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量,必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度,風速、溫度以及每人供風量必須符合《煤礦安全規程》(以下簡稱“規程”)的有關規定。

        (六)配給各用風地點的風量必須符合規程中關于瓦斯和二氧化碳濃度的規定、最高風速和最低風速的規定、采掘工作面和機電硐室最高溫度的規定。配風時,選擇適宜的采煤工作面風速,創造良好的氣候條件。

        (七)總工程師每月至少組織一次通風系統審查,確保通風可靠。每月對各用風地點的需要風量進行一次計算,并報上級部門審批。

        (八)新安裝的主要通風機投入使用前,進行1次通風機性能測定和試運轉工作,投入使用后每5年至少進行1次性能測定;礦井通風阻力測定符合《煤礦安全規程》規定。

        (九)礦井有效風量率不低于85%礦井外部漏風率每年至少測定1次,外部漏風率不得超過5%(無提升設備)。

        (十)礦井每10天進行1次井下全面測風。對采掘工作面和其他用風地點應根據實際需要隨時測風,測風結果均須填寫在測風管理牌板上。

        (十一)礦井使用局部風機通風時,壓入式風筒出風口距工作面的距離必須在作業規程中明確規定。巖巷不得大于8米,煤巷、半煤巖巷不得大于5米。

        (十二)礦井風量計算方法解釋權屬礦。

        (十三)礦井主要通風機安設監測系統,能夠實時準確監測風機運行狀態、風量、風壓等參數。

        二、礦井風量計算

        (一)生產礦井需要風量按各采掘工作面、硐室及其他巷道等用風地點分別進行計算,包括按規定配備的備用工作面。現有通風系統必須保證各用風地點供風穩定可靠。

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

        式中 Qra—礦井需要風量, m³/ min;

        Qcfi—第i個采煤工作面實際需要風量,m³/ min;

        Qhfi—第i個掘進工作面實際需要風量,m³/ min;

        Quri—第i個硐室實際需要風量,m³/ min;

        Qsci—第i個備用工作面實際需要風量,m³/ min;

        Qrli—第i個其他用風巷道實際需要風量,m³/ min;

        kaq—礦井通風需風系數,取1.15-1.20。

        (二)采煤工作面需風量計算。每個采煤工作面實際需要風量,應按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作人員和爆破后的有害氣體產生量等規定分別進行計算,然后取其中最大值。

        1、按氣象條件計算:

        Qcfi=60×70%×vcfi×Scfi×kchi×kcli(m³/min)

        式中 vcfi—第i個采煤工作面的風速,m/s,煤礦采掘工作面溫度均小于20℃,故vcfi取1.0;

        Scfi—第i個采煤工作面的平均有效斷面積,按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算,㎡;

        kchi—第i個采煤工作面采高調整系數,具體按表82取值;

        kcli—第i個采煤工作面長度調整系數,具體按表82取值;

        70%—有效通風斷面系數;

        60—單位換算產生的系數。

        表1、1 采煤工作面采高及采長風量調整系數

      采高/m 系數(kch 采煤工作面長度/m 系數(kcl
      <2.0 1.0 80-120 1.0
      2.0-2.5 1.1 120-150 1.1
      >2.5及放頂煤工作面 1.2 150-180 1.2
          >180 1.30-1.40

        2、按照瓦斯涌出量計算:

        Qcfi=100×qcgi×Kcgi(m³/min)

        式中qcgi—第i個采煤工作面回風巷風流中平均絕對瓦斯涌出量,m³/min。抽采礦井的瓦斯涌出量,應扣除瓦斯抽采量進行計算;

        Kcgi—第i個采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數。正常生產時連續觀測1個月,最大絕對瓦斯涌出量和月平均絕對瓦斯涌出量的比值;

        100—按采煤工作面回風流中瓦斯的濃度不應超過1、0%的換算系數。

        按照二氧化碳涌出量計算:

        Qcfi=67×qcci×kcci(m³/min)

        式中qcci—第i個采煤工作面回風巷風流中平均絕對二氧化碳涌出量,m³/min;

        kcci—第i個采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數。正常生產時連續觀測1個月,最大絕對二氧化碳涌出量和月平均絕對二氧化碳涌出量的比值。

        67—按采煤工作面回風流中二氧化碳的濃度不應超過1、5%的換算系數。

        4、按工作人員數量驗算:

        Qcfi≥4Ncfi

        式中 Ncfi—第i個采煤工作面同時工作的最多人數;

        4—每人需風量,m³/min。

        5、按風速進行驗算:

        (1)驗算最小風量:

        Qcfi≥60×0.25Scbi(m³/min)

        Scbi =lcbi×hcfi×70%(㎡)

        (2)驗算最大風量:

        Qcfi≤60×4.0Scsi(m³/min)

        Scsi=lcsi×hcfi×70%(㎡)

        (3)綜合機械化采煤工作面,在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后,驗算最大風量:

        Qcfi≤60×5.0Scsi(m³/min)

        式中 Scbi—第i個采煤工作面最大控頂有效斷面積,㎡;

        lcbi—第i個采煤工作面最大控頂距, m;

        hcfi—第i個采煤工作面實際采高, m;

        Scsi—第i個采煤工作面最小控頂有效斷面積,㎡;

        lcsi—第i個采煤工作面最小控頂距,m;

        0.25—采煤工作面允許的最小風速,m/s;

        70%—有效通風斷面系數;

        4、0—采煤工作面允許的最大風速,m/s;

        5、0—綜合機械化采煤工作面,在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后允許的最大風速,m/s。

        6、備用工作面實際需要風量,應滿足瓦斯、二氧化碳、氣象條件等規定計算的風量,且最少不應低于采煤工作面實際需要風量的50%。

        (三)掘進工作面需風量計算。

        每個掘進工作面實際需要風量,應按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作人員、爆破后的有害氣體產生量以及局部通風機的實際吸風量等規定分別進行計算,然后取其最大值。

        1、按照瓦斯涌出量計算:

        Qhfi=100×qhgi×khgi

        式中 qhgi—第i個掘進工作面回風流中平均絕對瓦斯涌出量,m³/min。

        抽放礦井的瓦斯涌出量,應扣除瓦斯抽放量進行計算;

        khgi—第i個掘進工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數。正常生產條件下,連續觀測1個月,最大絕對瓦斯涌出量與月平均絕對瓦斯涌出量的比值(實測前機掘工作面取1.52,炮掘工作面取1.82);

        100—按掘進工作面回風流中瓦斯的濃度不應超過1%的換算

        2、按照二氧化碳涌出量計算:

        Qhfi=67×qhci×khci

        式中qhci—第i個掘進工作面回風流中平均絕對二氧化碳涌出量,m³/min;

        khci—第i個掘進工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數。正常生產條件下,連續觀測1個月,最大絕對二氧化碳涌出量與月平均絕對二氧化碳涌出量的比值;

        67—按掘進工作面回風流中二氧化碳的濃度不應超過1、5%的換算系數。

        3、按炸藥量計算:

        (1)一級煤礦許用炸藥:

        Qhfi=25Ahfi(m³/min)

        (2)二、三級煤礦許用炸藥:

        Qhfi=10Ahfi(m³/min)

        式中 Ahfi—第i個掘進工作面1次爆破所用的最大炸藥量,kg。

        按上述條件計算的最大值,確定局部通風機吸風量。

        4、按局部通風機實際吸風量計算:

        (1)無瓦斯涌出的巖巷:

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

        (2)有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷:

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

        式中 ∑Qafi—第i個掘進工作面同時運轉的局部通風機實際吸風量的總和,m³/min;

        0.15—無瓦斯涌出巖巷的允許最低風速;

        0.25—有瓦斯涌出的巖巷,半煤巖巷和煤巷允許的最低風速;

        Shdi—局部通風機安裝地點到回風口間的巷道最大斷面積,㎡。

        表1、2 煤礦常用壓入式對旋軸流局部通風機主要技術參數表

      序號 型號規格 功率(kW) 風量(m³/min) 全壓(Pa)
      1 YBT
      YYBTBT
      28 360  
      2 №6、3/2×30 2×30 630-420 1000-5800
      3 №7、1/2×45 2×45 800-500 1200-6800
      4 №7、5/2×45 2×45 840-600 1500-8700
      5 №7、5/2×55 2×55 990-750 170-10700
      3 №8、0/2×55 2×55 950-700 1500-7000
      4 №8、5/2×75 2×75 920-600 1700-8500
      5 №11、2/2×90 2×90 1800-1000 1200-6000

        5、按工作人員數量驗算:

        ∑Qafi≥4Nhfi(m³/min)

        式中 Nhfi—第i個掘進工作面同時工作的最多人數。

        6、按風速進行驗算:

        (1)驗算最小風量:

        無瓦斯涌出的巖巷:

        ∑Qafi≥60×0.15Shfi(m³/min)

        有瓦斯涌出的巖巷,半煤巖巷和煤巷:

        ∑Qafi≥60×0.25Shfi(m³/min)

        (2)驗算最大風量:

        ∑Qafi≤60×4、0Shfi(m³/min)

        式中 Shfi—第i個掘進工作面巷道的凈斷面積,㎡。

        (四)各個獨立通風硐室的需要風量,應根據不同類型的硐室分別進行計算。

        1、爆炸材料庫需要風量計算:

        Quri=4Vi/60 (m³/min)

        式中 Vi—第i個井下爆炸材料庫的體積,m³;

        4—井下爆炸材料庫內空氣每小時更換次數。

        但大型爆炸材料庫不應小于100 m³/min,中、小型爆炸材料庫不應小于60 m³/min。

        2、充電硐室需要風量計算:

        Quri = 200qhyi (m³/min)

        式中 qhyi—第i個充電硐室在充電時產生的氫氣量,m³/min;

        200—按其回風流中氫氣濃度不大于0.5%的換算系數。

        但充電硐室的供風量不應小于100 m³/min。

        3、機電硐室需要風量計算:

        發熱量大的機電硐室,應按照硐室中運行的機電設備發熱量進行計算:

        (m³/min)

        式中 —第i個機電硐室中運轉的電動機(或變壓器)總功率(按全年中最大值計算),kW;

        —機電硐室發熱系數。按表1.3取值;

        —空氣密度。一般取=1.20kg/m³;

        —空氣的定壓比熱。一般可取=1.0006KJ/(kg·K);

        —第i個機電硐室的進、回風流的溫度差,K。

        機電硐室需要風量應根據不同硐室內設備的降溫要求進行配風;小型機電硐室,按經驗值確定需要風量或取60-80m³/min;選取的硐室風量,應保證機電硐室溫度不超過30℃,其他硐室溫度不超過26℃。

        表1、3 機電硐室發熱系數()取值

      機電硐室名稱 發熱系數
      空氣壓縮機房 0.20-0.23
      水泵房 0.01-0.03
      變電所、絞車房 0.02-0.04

        (五)其他用風巷道的需要風量,應根據瓦斯涌出量和風速分別進行計算,取其最大值。

        1、按瓦斯涌出量計算:

        Qrli=133qrgi·krgi(m³/min)

        式中 qrgi—第i個其他用風巷道平均絕對瓦斯涌出量,m³/min;

        krgi—第i個其他用風巷道瓦斯涌出不均勻的備用風量系數,取1、2-1、3;

        133—其他用風巷道中風流瓦斯濃度不超過0.75%所換算的常數。

        2、按風速驗算:

        Qrli≥60×0.15Srci(m³/min)

        Srci—其它巷道的凈斷面積, ㎡;

        (六)對使用防爆型柴油動力裝置機車運輸的巷道,行駛車輛巷道的供風量還應當按同時運行的最多車輛數增加巷道配風量,巷道配風量不小于4m³/min×kW。

        三、主要通風參數計算

        (一)空氣密度的計算

        1、空氣密度的計算公式

        式中 ——空氣密度,kg/m³;

        P0——測點的大氣壓力,pa;

        ——空氣相對濕度,%;

        P飽——測點溫度為t時,飽和水蒸氣壓力,pa;

        t——空氣的溫度,℃。

        (二)標準狀態下風量的計算

        式中:

        Q標——標準狀態下的風量, m³/s;

        Q測——測定地點的風量,m³/s;

        ρ測——測定地點風流的空氣密度,kg/ m³;

        1、2——為礦井標準狀態下空氣密度,即大氣壓力為105 Pa、氣溫20℃時的空氣密度,kg/ m³。

        (三)礦井有效風量的計算

        1、礦井有效風量:是指獨立通風的采煤工作面、掘進工作面、硐室和其它用風巷道的實際配風量之和;采、掘工作面有串聯通風時,該系統有效風量只能以最大一個工作面的實測風量為準。

        Q有效=∑Q采i+∑Q備用采煤工作面i+∑Q掘i +∑Q硐i+∑Q其他i

        式中:

        Q有效——礦井有效風量,m³/min;

        ∑Q采i、∑Q備用采煤工作面i、∑Q掘i、∑Q硐i、∑Q其他i——采煤工作面、備用采煤工作面、掘進工作面、硐室和其他用風地點進風流中實測風量,m³/min。

        2、礦井有效風量率的計算

        礦井有效風量率:是指礦井有效風量與礦井總進風量的百分比。按下式計算:

        式中 C——礦井有效風量率,%;

        Q有效——礦井有效風量,m³/min;

        Q進——礦井總進風量,m³/min。

        (四)礦井漏風量的計算

        礦井漏風量:是指礦井外部漏風量和礦井內部漏風量之和。

        1、礦井外部漏風量:是指直接從主要通風機裝置及風井附近地表(包括安全出口風門、防爆門等)漏失的風量總和。可用各臺主要通風機的風量總和減去礦井總回風量來計算:

        礦井外部漏風量的計算

        Q外漏=Q機Q總回

        式中:

        Q外漏——礦井的外部漏風量,m³/min;

        Q機——主要通風機的工作風量,m³/min;

        Q總回——礦井總回風量,m³/min。

        2、礦井內部漏風量:是指井下通風構筑物、采空區等地點的漏風量之和。可用礦井總回風量減去礦井有效風量來計算:

        礦井內部漏風量的計算

        Q內漏=Q總進Q有效

        式中:

        Q風漏——礦井的內部漏風量,m³/min;

        Q總進——礦井總進風量,m³/min;

        Q有效——礦井總有效風量,m³/min。

        (五)礦井漏風率

        1、礦井外部漏風率的計算

        式中:

        L外漏——礦井外部漏風率,%;

        Q外漏——礦井外部漏風量之和,m³/min;

        Q機——礦井各主要通風機工作風量之和,m³/min。

        2、礦井內部漏風率的計算

        式中:

        L內漏——礦井內部漏風率,%;

        Q內漏——礦井內部漏風量之和,m³/min;

        Q總回——礦井主要通風機工作風量之和,m³/min;

        Q總回、Q有效符號意義同前。

        (六)礦井風量比的計算

        式中:B——礦井風量比,%;

        Q礦實——礦井實際總進風量,m³/min;

        Q礦需——礦井需要總進風量,m³/min。

        (七)礦井等積孔的計算

        (1)單臺主要通風機供風的礦井等積孔:

        式中:

        A單——礦井等積孔,㎡;

        Q總回——礦井總回風量,m³/s;

        h——通風機負壓,Pa。

        (2)兩臺主要通風機供風的礦井等積孔:

        式中:

        A1、A2——分別為第一臺、第二臺通風機擔負系統的等積孔,㎡;

        Q1、Q2——分別為第一臺、第二臺通風機的風量,m³/s;

        h1、h2——第一臺、第二臺通風機的通風阻力,Pa;

        A雙——兩臺通風機聯合工作的礦井等積孔,㎡。

        (3)多臺主要通風機供風的等積孔A總:

        式中:A總——多臺主要通風機供風的礦井等積孔,㎡;

        Qi——第i臺主要通風機的風量,m³/s;

        hi ——第i臺主要通風機的負壓,Pa。

        (八)主通風機電機實際輸入功率的計算

        1、同步電機輸入功率:

        式中:

        N同步——同步電機輸入功率,kw;

        I——同步電機輸入的交流電流,A;

        U——同步電機輸入的交流電壓,V;

        cosφ——電機功率因數;

        A——同步電機礪磁電流(直流電流),A;

        V——同步電機礪磁電壓(直流電壓),V。

        2、異步電機輸入功率

        式中:N異步——異步電機輸入功率,kw;

        I——異步電機輸入的交流電流,A;

        U——異步電機輸入的交流電壓,V;

        cosφ——電機功率因數。

        (九)主要通風機軸功率(輸入功率)的計算

        1、使用異步電機時

        式中:N異軸——通風機軸功率,kw;

        η電——主要通風機電機效率,一般取0.9-0.95;

        η傳——電機傳動效率,直接傳動取1.0,間接傳動取0.95;

        I、U .cosφ符號意義同前。

        2、使用同步電機時

        式中:各符號意義同前。

        (十)主要通風機輸出功率計算

        1、主要通風機靜壓輸出功率

        式中:h靜——主要通風機靜壓,Pa。;

        Q主——主要通風機工作風量,m³/s;

        N靜出——主要通風機靜壓輸出功率,kw;

        2、主要通風機全壓輸出功率

        式中:h全——主要通風機全壓,Pa。;

        Q主——主要通風機工作風量,m³/s;

        N全出——主要通風機全壓輸出功率,kw;

        (十一)主要通風機效率的計算

        1、主要通風機靜壓效率

        式中: ——主要通風機的靜壓效率,%;

        N靜出——主要通風機靜壓輸出功率,kw;

        N入 ——主要通風機輸入功率,kw

        2、主要通風機全壓效率

        式中:——主要通風機的全壓效率,%;

        N全出——主要主通風機全壓輸出功率,kw;

        N入 ——主要通風機輸入功率,kw;

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