礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)

唐寧

【摘 要】礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定礦井通風(fēng)系統(tǒng);礦井總風(fēng)量的計(jì)算和分配;礦井通風(fēng)阻力計(jì)算;選擇通風(fēng)設(shè)備;概算礦井通風(fēng)費(fèi)用。

【關(guān)鍵詞】通風(fēng);設(shè)計(jì)

礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：礦區(qū)氣象資料;井田地質(zhì)地形;煤層瓦斯風(fēng)化帶垂深、各煤層瓦斯含量、瓦斯壓力及梯度等;煤層自然發(fā)火傾向，發(fā)火周期;煤塵爆炸危險(xiǎn)性及爆炸指數(shù);礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限;礦井開拓方式及采區(qū)巷道布置，回采順序、開采方法;礦井巷道斷面圖冊;礦區(qū)電費(fèi)等。

礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

（1）將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所保證生產(chǎn)和創(chuàng)造良好的工作條件;

（2）通風(fēng)系統(tǒng)簡單、風(fēng)流穩(wěn)定、易于管理，具有抗災(zāi)能力;

（3）發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，人員便于撤出;

（4）有符合規(guī)定的井下安全與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施;

（5）系統(tǒng)的基建投資省、營運(yùn)費(fèi)用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

前言

礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)是整個(gè)礦井設(shè)計(jì)的主要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要一環(huán)。礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)分為新建礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)兩種。對于新建礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)，既要考慮當(dāng)前的需要，又要考慮礦井的長遠(yuǎn)發(fā)展。對于生產(chǎn)礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)，必須在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，充分考慮礦井生產(chǎn)的特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)劃，盡量利用原有井巷與通風(fēng)設(shè)備，在原有基礎(chǔ)上提出更完善、更切合實(shí)際的通風(fēng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)必須貫徹和遵守黨和國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策、規(guī)程規(guī)范及相關(guān)規(guī)定。

新建礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)一般分為基建和生產(chǎn)兩個(gè)時(shí)期，并分別進(jìn)行設(shè)計(jì)礦井基建時(shí)期的通風(fēng)多用局部通風(fēng)機(jī)對獨(dú)頭巷道進(jìn)行通風(fēng)。當(dāng)主要進(jìn)、回風(fēng)井筒貫通，主要通風(fēng)機(jī)安裝完畢后，便可用主要通風(fēng)機(jī)對已開鑿的井巷實(shí)行全風(fēng)壓通風(fēng)，從而可縮短其余井巷與銅室掘進(jìn)時(shí)局部通風(fēng)的距離。

第一章 計(jì)算和分配礦井總風(fēng)量

一、礦井需風(fēng)量的計(jì)算原則

礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外”的計(jì)算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，計(jì)算出礦井總風(fēng)量。

（1）按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m?。

（2）按該用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風(fēng)速以及溫度等都符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定分別計(jì)算，取其最大值。

二、礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法

礦井所需風(fēng)量按以下方法計(jì)算，并取其中最大值。

（一）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算

Q礦=4NK

式中Q礦————礦井總需風(fēng)量，m?/min;

N——————井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，人;

4———————每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m/min;

K———————礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素。采用壓入式和中央并列式通風(fēng)時(shí)，可取1.20～1.25;采用中央分列式或混合式通風(fēng)時(shí)，可取1.15-1.20;采用對角式或區(qū)域式通風(fēng)時(shí)，可取1.10～1.15。上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T≥0.9Mt/a時(shí)取小值;T<0.90Mt/a時(shí)取大值。

（二）按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算

1.采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算

采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，并取其中最大值。

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：

Q采=100Q瓦K瓦

式中：Q采————采煤工作需要風(fēng)量，m?/min;

Q瓦——————采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min

K瓦——————采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。通常，機(jī)采工作面可取1.2～1.6;炮采工作面可取1.4～2.0;水采工作面可取2.0～3.0。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件時(shí)，至少進(jìn)行五晝夜的觀測，得出五個(gè)比值，取其最大值。

（2）按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算：采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計(jì)算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表9-1的要求。

采煤工作面的需風(fēng)量按式計(jì)算：

Q采=60v采S采K采，m?/min

式中v采————采煤工作面適宜風(fēng)速，m/s。

S采———采煤工作面平均有效斷面積，m2，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算。

K采——采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)。

（3）.按炸藥使用量計(jì)算

Q采=25A采，m?/min

式中25————每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min;

A采—————采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg

（4）按工作人員數(shù)量計(jì)算：

Q采=4n采，m?/min

（9-5）

式中4———每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min;

n采————采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。

（5）按風(fēng)速驗(yàn)算：

按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量

Q采≥60×0.25S采，m?/min

按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量

Q采≤60×4S采，m?/min

采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，按其中一個(gè)最大需風(fēng)量計(jì)算。備用工作面亦按上述要求，并滿足瓦斯（二氧化碳）、風(fēng)流溫度和風(fēng)速等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量，且不得低于其回采時(shí)需風(fēng)量的50%

2.掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算

煤巷、半煤巖巷和巖巷據(jù)進(jìn)工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值

（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：

Q掘=100Q瓦 K掘

式中Q掘———掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m?/min

Q瓦—————掘進(jìn)工作面平均絕對瓦斯涌出量，m?/min;

K掘—————掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。即掘進(jìn)工作面最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)據(jù)工作面取1.5-2.0;炮掘工作面取1.8-2.0。

三、礦井總風(fēng)量的分配

（一）分配原則

礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計(jì)算的需風(fēng)量;所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量;分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足《規(guī)程》的各項(xiàng)要求。

（二）分配的方法

首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進(jìn)工作面、獨(dú)立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其他用風(fēng)地點(diǎn)，用以維護(hù)巷道和保證行人安全。風(fēng)量分配后，應(yīng)對井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算，使其符合《規(guī)程》對風(fēng)速的要求。

結(jié)束語：

依據(jù)礦井通風(fēng)風(fēng)量參數(shù)設(shè)計(jì)的條件，可提出多個(gè)技術(shù)上可行的方案。首先根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)際，選定2～3個(gè)技術(shù)上可行且符合安全要求的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，將最優(yōu)方案確定為設(shè)計(jì)方案。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力，當(dāng)井下一旦發(fā)生災(zāi)害性事故后，所確定的通風(fēng)系統(tǒng)能將災(zāi)害控制在最小范圍，并能迅速恢復(fù)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1].吳中立等.礦井通風(fēng)與安全.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1989

[2].任洞天等.煤炭通風(fēng)與安全.北京：煤炭工業(yè)出版社.1993

[3].吳強(qiáng)等.煤礦安全技術(shù)與事故處理.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001

感謝編者對本次論文做出的貢獻(xiàn)

（作者單位：云南省昭通市彝良縣發(fā)展和改革局）