江苏宏安集团莆河煤矿矿井通风设计计算办法

莆河矿通风设计计算

一、概况

根据《莆河矿地质报告》所提供的资料以及本矿生产期间实测所得的资料。确定该矿为高沼气矿井，矿井瓦斯量为5m3/min、0.4m3/min；采煤工作面的沼气、二氧化碳的绝对涌出量最大分别为3.29m3/min、0.45m3/min。莆河矿北采区煤层有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向性。

二 生产布局：

北采区巷道布置，根据矿井生产能力，北采区正常生产布局为一个采煤工作面和两个掘进工作面，最多布局一个采煤工作面和三个掘进工作面，日生产能力330吨，北采区工作面平均采高为2.0米。

三、采煤工作面所需风量：

1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

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：采煤工作面需要风量；m3/min

Q瓦采；采煤工作面瓦斯绝对涌出量米立方/分取3.29m3/min

QCO2采；采煤工作面的二氧化碳绝对涌量m3/min取0. 45 m3/min

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

2、工作面炸药量计算

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药量，公斤。

25：每公斤炸药爆破后需要供给的风量，m3/min、公斤。

3、按工作面人数计算：

Q采=4N

=4×42

=168 m3/min

式中；

N；采煤工作面同时工作最多人数。

4、按工作面的温度与风速计算：

Q采=60×V采×S采=60×1×6.50

=390m3/min

式中：

V采：采煤工作面风速取1m/s。

S采：回采工作面的平均断面积2×3.25=6.50m2

5、按工作面允许风速验算：

（1）、按采煤工作面最低风速验算采煤工作面最低风速：

Q采≥0.25×60×S

Q采≥0.25×60×10

Q采≥150m3/min

式中

S采：采煤工作面最大控顶面积为10m2

采高2.0米时最大控顶距离5米，

（2）、、按采煤工作面最高风速验算采煤工作面最高风量：

Q采≤4×60×S采

Q采≤4×60×6

Q采≤1440m3/min

式中：

S采：采煤工作面最小控顶面积为6㎡

采高2.0米时最小控顶距离为3m

0. 25×60×S≤Q采≤4×60×S

0. 25×60×10≤420≤4×60×6

即150≤560≤1440

采煤工工作面设计需要风量560m3/min，符合要求。

四、掘进工作面需要风量（风筒出口风量）

1、 通风方式：

掘进工作面采用局部通风机压入式通风。

2按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

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：掘进工作面需要风量m3

q瓦掘：掘进工作面瓦斯绝对涌出量m3/min，取0.88m3/min，

qco2掘掘进工作面二氧化碳绝对涌出量m3/min，取0.18m3/min

K掘通：掘进工作面瓦斯涌出不均蘅系数取1.7（一般1.5-2.0）

3按人数计算：

Q掘=4N

=4×21

=84m3

式中：

N：掘进工作面同时工作最多人数，取21人。

4、按工作药量计算：

Q掘=25A

=25×2.1

=52.5m3/min

式中：

A：掘进工作面一次放炮最多炸药2.1㎏（按三次装药三次放炮，第一1.8㎏，第二次2.1㎏，第三次1.8㎏，取2.1㎏炸药量。）

5按掘进工作面巷道允许最低风速计算：

Q掘=60×V掘×S掘

=60×0.25×5.4

= 81m3/min

式中：

Q掘：掘进工作面需要风量m3/min

V掘掘进工作面风速煤巷取0.25m/s

S掘掘进工作面断面积4.6㎡。

6风速验算：

煤巷掘进：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

掘进工作面设计需要风量149.6m3/min，符合断面积5.4㎡的掘进要求。

7、局部通风机的吸风量计算：

Q吸=Q掘×P

式中：

Q吸：掘进工作面的局部通风机的吸风量m3/min

Q掘：掘进工作面需要风量m3/min，取149.6m3/min

P：风筒风量比，风筒长度300m，P取1.43，风筒长度500ｍ

Ｐ取2，莆河矿北采区掘进送风距离最长５００ｍ以下。

Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

＝149.6×1.43　　　　　　　　

＝214ｍ３／ｍｉｎ

（送风距离３００ｍ，断面5.4㎡）

Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ　　　　　　　　　　　　　

＝149.6×2　　　　　　　　

＝299ｍ３／ｍｉｎ　　　　　　　　

（送风距离５００ｍ，断面5.4ｍ２）

8、局扇和风筒选择：

根据上述计算，通风距离300米以内,局扇安装处断面5.4㎡,需要风量214ｍ３/min，供风距离500米以下局扇安装处断面5.4㎡,需要风量299ｍ３/min，所以选用风机型号应为FBD5.6/2×11对旋式风机（风机风量350-240ｍ３/min）配备直径600㎜风筒，符合要求。

9、局部通风机安装处巷道全风压供风量：

1、通风距离300米以内11kw对旋式开一级局扇时：

Q掘全=∑Q扇实+60×V安×S安

=240+60×0.25×5.4

=321（m3/min）

2、供风距离500米以下11kw对旋式开两级局扇时：

Q掘全=∑Q扇实+60×V安×S安

=350+60×0.25×5.4

=431（m3/min）

式中：Q掘全——局部通风机安装处巷道全风压供风量

∑Q扇实——安装在同一地点并联通风的局部通风机实际工作风量之和可现场实测或参考风机说明。

V安——风速岩巷取≥0.15m/秒，煤巷或半煤巷取≥0.25 m/秒。

S安——局部通风机吸入口至局部通风机供风巷道回风口之间的巷道断面，m2。

六、硐室风量计算

按硐室中运行机电设备发热量进行计算：

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------------机电硐室风量(m3/min)

3600----------热功当量,1KW.h=3600kJ

ΣW------------机电硐室中运转的电动机总功率，KW

θ------------机电硐室发热系数，取0.02

ρ-------空气密度，一般取1.2Kg/ m3

Cρ-------------空气的定压气热，一般取1.000KJ/ Kg.K

Δt-------机电硐室进回风巷的温度差，取1.0 0C

本矿有一个机电硐室，水泵房Q水=1.0m3/s，根据上述计算，取Q硐= Q水=2.17 m3/s

七、莆河矿北采区需要风量:

1 .一个采煤工作面最多三个掘进工作面和一个机电硐(采区变电所),全部实行分区通风.

当采区布置一个采煤面和两个掘进工作面时需要风量最大 为:

Q采=(Q采煤面+Q掘+Q硐) ×K通W

=(560+431×2+130) ×1.2

=1862 m3/min

当采区布置一个采煤面和三个掘进工作面时需要风量最大为:

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:采区需要风量m3/min,

Q采面:采煤工作面需要风量m3/min,

Q掘:掘进工作面需要风量m3/min,

Q峒:采区变电需要风量取80m3/min

K通:采区内部漏风和配风不均匀系数.取1.2(一般取1.15~1.2）

八、本矿采用KZT60矿用防爆45KW*2轴流式通风机根据实测和参照45KW*2轴流式通风机参数所得风量2400——1190 m3/min当莆河矿北采区布置一个采煤面和两个掘进工作面时需要风量最大1860 m3/min符合要求，当莆河矿北采区布置一个采煤面和三个掘进工作面时需要风量最大2380 m3/min符合要求。

编制：张克会

2007年1月1日

莆河矿北采区通风设计办法

审 批 表

通风科长：

生产科:

安全科:

安全矿长：

矿总工:

江苏宏安集团莆河煤矿

矿井通风设计计算办法

二○○八年