中寨煤矿二○一一年九月份风量分配方案
中寨煤矿二○一一年九月份风量分配方案
一、11301回采工作面实际需要风量的计算
工作面实际需要风量根据瓦斯、工作面温度、炸药量和同时工作的最多人数分别进行计算，取其中最大值进行风速验算，满足要求时，该最大值即是工作面实际需要的风量。
(一)瓦斯涌出量计算
1)开采层瓦斯涌出量
式中：q采──回采工作面相对瓦斯涌出量m3/t;
q1──开采层相对瓦斯涌出量m3/t;
K1──围岩瓦斯涌出系数，取1.3;
K2──工作面丢煤，瓦斯涌出系数，用回采率的倒数计算，K1-b、K10、K13、K18、K26属中厚煤层，得1.05，K9、K35-b、K106-b、K109-b属薄煤层，得1.03;
K3──采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，按K3=(L-2h)/L，得0.86;
m──开采层厚度，m;
M──工作面采高，m;
W0──煤层原始瓦斯含量，m3/t;
Wc──运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m3/t;
K13煤层：Wc=Wcˊ×(100-A-W)÷[100(1+0.31W)]=4×(100-19.49-1.06)÷[100(1+0.31×1.06)]=2.4m3/t
开采煤层涌出量q1=1.3×1.05×0.86×(2.2/2.2)×[(7.9-0.6-1.6-1.2)-2.4]=2.4m3/t
2)邻近层瓦斯涌出量
式中：q2—邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t;
mi—第i个邻近层煤层厚度，m;
M—工作面采高，m;
ηi—第i个邻近层瓦斯排放率，%;
W0i—第i个邻近层煤层原始瓦斯含量，m3/t;
Wci—第i个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3/t。
A、K13上距K3不可采煤层底界约54m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1080-2006)附录D可知，开采K13煤层时，上邻近层K3煤层的瓦斯排放率为零，即q2=0。
B、K13下距K18可采煤层顶界约30m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1080-2006)附录D可知，开采K13煤层时，下邻近层K18煤层的瓦斯排放率为50%。
q2=(2.85÷2.2)×0.5×[(12-2.5-3.5)-2.4]=2.3m3/t
C、K13下距K26可采煤层顶界约58m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1080-2006)附录D可知，开采K13煤层时，下邻近层K26煤层的瓦斯排放率为20%。
q2=(1.45÷2.2)×0.2×[(10.7-0.2-0.9)-2.3]=0.9m3/t
D、K13下距K35-b可采煤层顶界约78m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1080-2006)附录D可知，开采K13煤层时，下邻近层K35-b煤层的瓦斯排放率为3%。
q2=(0.81÷2.2)×0.03×(9.7-3.2)=0.1m3/t
E、K13煤层下距K106-b、K109-b可采煤层顶界最小距离约323m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1080-2006)附录D可知，开采K13煤层时，下邻近层K106-b、K109-b煤层的瓦斯排放率为零，即q2=0。
根据以上计算，开采K13煤层时，瓦斯绝对涌出量q采=q1+ ∑q2=2.4+(2.3+0.9+0.1)=5.7m3/t
按15万吨年产量计算工作面绝对瓦斯涌出量等于1.8m3/min
(二)回采工作面需风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q=100qk/0.8
式中 Q——工作面实际需要风量，m3/min;
Q——工作面瓦斯绝对涌出量，1.8 m3/min;
k——工作面瓦斯涌出不均衡系数,k=1.5
由此计算得 Q=337.5 m3/min;
2、按工作面温度计算(工作面温度为20℃，风速取1.5m/s)
Q=60VSK
式中 V——工作面平均风速,1.5m/s;
S——工作面的平均断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算：9.25m2;
K——工作面长度调整系统，1.0。
由此求得 Q=832.5 m3/min;
3、按工作面每班最多工作人数计算
Q=4×n
式中n——工作面的最多工作人数，40人。
由此求得 Q=160 m3/min;
4、按炸药用量计算
Q=25A
式中 A——采煤工作面一次爆破的最大炸药用量，20kg.
由此求得 Q=500 m3/min;
以上取最大值832 m3/min。
5、风速验算：
A、最大控顶距时 S大=4.2×2.5=10.5m2
V小= Q /60/S大=832÷60÷10.5=1.32m/s>0.25 m/s
B、最小控顶距时S小=3.2×2.5=8m2
V大=Q /60/S小=832/60/8=1.73m/s<4 m/s
根据风量计算及风速验算，11301采煤工作面回采时配风量832m3/min符合《煤矿安全规程》要求。11301采面回采期间可根据实际瓦斯涌出量的变化，适当对工作面供风量进行调整。
(三)、通风路线
进风系统流程：
地面新鲜风→主、副井→1827运输石门→11301进风巷道→11301运输巷→11301回采工作面
回风系统流程：
11301回采工作面→ 11301回风巷→11301回风绕道风→1860回风石门→总回→地面
二、掘进巷道需计算风量
(一)掘进工作面瓦斯涌出量预测
按照AQ1018—2006标准及该矿井掘进工作面瓦斯涌出来源(掘进巷道煤壁和掘进巷道落煤瓦斯涌出量组成)，掘进面瓦斯涌出量为：
Q掘=Q1+ Q2 m³/min
式中：Q掘-掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min;
Q1-掘进煤壁瓦斯涌出量，m3/min;
Q2-掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min。
1)掘进煤壁瓦斯涌出量
Q1=DVQ0[2(L/V)0.5-1] m3/min
式中：D-巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m;对于薄及中厚煤层，D=2mo，mo为开采层厚度;对于厚煤层，D=2h+b，h及b分别为巷道的高度及宽度;
K13煤层平均厚2.5m，为中厚煤层，因此D=2mo=2×2.5=5。
V-巷道平均掘进速度，m/min;
Q0-煤壁瓦斯涌出初速度，按以下经验公式计算：Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16] ω0 m3/min
Vr-原煤挥发分;
ω0-煤层瓦斯含量，m3/t;
L-巷道长度，m。
Q0=0.026 [0.0004(Vr)2+0.16]ω0 m3/min
=0.026×(0.0004×13.662+0.16)×14
=0.085m3/min
则：Q1 =5×0.0027×0.085×[2×(300/0.0027)0.5 -1]=0.76m3/min
2)掘进落煤瓦斯涌出量
Q2=SV r(ω0—ωc)m³/min
式中：
S-掘进巷道断面积(半煤岩巷时为掘进端头见煤面积)，m2;
ωc-煤层残存瓦斯量，2.4m3/t;
r-煤的容重t/m3。
Q2 =5.7×0.0027×1.43×(14-2.4)=0.26m³/min
根据矿井开拓布置及掘进工作面推进速度安排，经计算：
炮掘工作面瓦斯涌出量：Q掘=0.76+0.26=1.02m3/min。
(二)11302回风巷实际需风量
1)按瓦斯涌出量计算：
Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min
式中Q——掘进工作面实际需要的风量，m3/min;
100——单位瓦斯涌出配风量，以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值;
q——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，1.02m3/min;
k——掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，此处取1.8。
2)按炸药量计算：
Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min
式中 25——每1kg炸药爆炸不低于25 m3的配风量;
A——掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，此处规定A=2.85kg。
3)按当班人数计算：
Q=4×n=4×12=48 m3/min
式中：
4——每人每分钟不低于4 m3的配风量;
n——同时工作最多人数，此处n=12。
4)按局部通风机的实际吸收量计算：
Q= Q局×I=180×1=180m3/min
式中：
Q局——掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3/min;YBT型局部通风机吸风量为180～230 m3/min，取180 m3/min;
I——局部通风的局部通风机台数，本矿均为2台(一台备用)。
所以，掘进工作面实际需要风量取以上计算最大值180m3/min。
5)11302回风巷风量验算
A、按最低风速验算：
掘进工作面最低风量为
Q≧q.s岩=9×4.6=41.4 m3/min
式中：
q——按岩巷掘进工作面最低风速的换算系数，取q=9;
S——掘进断面积：S=4.6㎡。
B——按最高风速验算：
B、掘进工作面最高量：
Q岩≦240×4.6㎡=1104 m3/min
式中 240——换算系数;
S——断面积，4.6m2。
C、按有害气体浓度验算：
回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不得超过1%，即
Q=q瓦/Q掘≦1%
式中：
Q——掘进工作面需要风量，m3/min;
q瓦——瓦斯绝对涌出量，m3/min。
则 Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min
掘进工作面需风量180 m3/min满足以上4个条件,所以选用YBT-52型(11KW×2)风机。
(三) 11302运输巷需风量计算
1)按瓦斯涌出量计算：
Q=100×q×k=100×1.02×1.2÷0.8=153m3/min
式中：
Q——掘进工作面实际需要的风量，m3/min;
100——单位瓦斯涌出配风量，以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值;
q——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，1.02m3/min;
k——掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，此处取1.8。
2)按炸药量计算：
Q=25×A=25×2.85=71.25 m3/min
式中：
25——每1kg炸药爆炸不低于25 m3的配风量;
A——掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，此处规定A=2.85kg。
3)按当班人数计算：
Q=4×n=4×12=48 m3/min
式中：
4——每人每分钟不低于4 m3的配风量;
n——同时工作最多人数，此处n=12。
4)按局部通风机的实际吸收量计算：
Q= Q局×I=180×1=180m3/min
式中 Q局——掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3/min;YBT型局部通风机吸风量为180～230 m3/min，取180 m3/min;
I——局部通风的局部通风机台数，本矿均为2台(一台备用)。
所以，掘进工作面实际需要风量取以上计算最大值180m3/min。
5)11302运输巷风量验算
A、 按最低风速验算：
掘进工作面最低风量为：
Q≧q.s岩=9×5.7=51.3 m3/min
式中：
q——按岩巷掘进工作面最低风速的换算系数，取q=9;
S——掘进断面积：S=5.7㎡。
B、按最高风速验算：
掘进工作面最高量：
Q岩≦240×5.7㎡=1368 m3/min
式中：
240——换算系数;
S——断面积，5.7m2。
C、按有害气体浓度验算：
回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不得超过1%，即：
Q=q瓦/Q掘≦1%
式中：
Q——掘进工作面需要风量，m3/min;
q瓦——瓦斯绝对涌出量，m3/min。
则： Q掘≧q瓦/1%=1.02/0. 1=10.2m3/min
掘进工作面需风量180 m3/min满足以上4个条件,所以选用YBT-52型(11KW×2)风机。
三、硐室实际需要风量计算
按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和计算。
矿井开采方案设计未设置独立通风硐室。
四、其它巷道实际需要风量计算：
n
Q其它=∑Q其它i=200m3/min
五、矿井总用风量计算
Q矿需=(Q采+Q掘+Q硐+Q其它)×k矿通=1740 m3/min.
六、矿井风量分配表
