矿井总进风量的选择

配风巷施工原因及方案
根据我矿3-5年生产规划，届时矿井东翼21采区和23采区将同时生产，25采区将作为接替准备采区，现将矿井风量进行从新计算。

一、矿井通风现状
目前薛湖矿总进风量12755m3/min，轨道大巷进风量为8146 m3/min，断面积为15㎡，风速为9.05m/s；胶带巷进风量为4087m3/min，巷道断面为14.3㎡，风速为4.76m/s，由于该巷道内为皮带运输，根据防尘需要，该巷道风量不能再增加。

矿井总回风量12916m3/min。

中央风井负压3040pa，东风井负压2650pa。

其中中央风井回风巷7571 m3/min，回风巷断面14㎡，风速为9.01m/s，东风井回风5345 m3/min，回风巷道断面15㎡，风速为5.94m/s。

根据以上测风结果，我矿轨道进风巷和21采区回风巷风速较高，均超过规定8m/s。

要想符合规定，轨道巷进风需要减少进风946m3/min。

二、矿井用风量计算
矿井分区通风规划为中央风井通风系统服务21采区和25准备采区，东风井通风系统服务23采区。

（一）中央风井系统需风量计算
按下列要求分别计算，取其中最大值，矿井风量计算结果如下：1、采煤工作面所需风量计算
（1）按采煤工作面瓦斯浓度不超过0.8％计算
Q2=100Kq/c=100×1.4×9.1/0.8=1593m3/min
Q2—工作面计算需风量m3/min；
K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.4；
q—工作面平均瓦斯绝对涌出量，在工作面采用本煤层预抽措施消突及回采前煤壁浅孔卸压抽放等综合瓦斯治理措施后，预计回采期间瓦斯绝对涌出量为9.1 m3/min，
c—采煤工作面风流中的瓦斯浓度，%，取0.8。

（2）按工作面温度计算：
Q3=60V采S采=60×1.6×13.7=1315.2m3/min
式中：Q3—工作面计算所需风量，m3/min；
V采—采煤工作面的风速，m/s。

取V采=1.6 m/s；
S采—取采煤工作面风、机巷的最大断面积，取S采=13.7m2（3）按人数计算实际需风量：
每人供风量≮ 4 m3/min；
Q采＞ 4 N （ m3/min）
N——回采工作面最多人数，考虑以交接班时间内两班人数进行计算；
Q采＞4×90×2=720m3/min
由以上计算可知，按最大值Q2选取风量，采煤工作面配风按1600m3/min选取。

（4）风速核校：
巷道净断面：13.7m2,
风速V风=1600/13.7/60=1.95m/s, 0.25 m/s <V风<4 m/s。

2、备用采煤工作面的需要风量
备用采煤工作面应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风
量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。

突出矿井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算
Q备≥ 1/2 Q采（ m3/min）
Q备≥ 1/2 ×1600 = 800 m3/min
备用采煤工作面的需要风量取800m3/min。

3、掘进工作面所需风量计算
煤巷掘进工作面：
（1）按照瓦斯涌出量计算
Q掘=100×q掘×K掘通
式中：Q掘――单个掘进工作面需要风量，m3/min；
q掘—煤巷掘进工作面在采取条带预抽煤层瓦斯措施后，工作面回风流中瓦斯绝对涌出量为3.5m3/min；
K掘通—瓦斯涌出不均衡通风系数取1.5；
Q掘=100×3.5×1.5=525m3/min
（2）按局部通风机实际吸风量计算
Q岩掘= Q扇×I i+ 9 S（m3/min）
Q扇——局部通风机实际吸风量，m3/min。

同时还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速，以防止局部通风机吸入循环风或这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚。

I i——掘进工作面同时通风的局部通风机台数，岩巷取1台，煤巷取2台。

局部通风机实际吸风量实测400 m3/min(2×30双级)，煤巷掘进断面取13.7m2，岩巷掘进断面取13.6m2。

煤巷掘进工作面：
Q煤掘= 400+400 + 9×13.7 = 923m3/min
岩巷掘进工作面：
Q岩掘= 400 + 9 ×13.6 = 522 m3/min
（3）按掘进工作面同时作业人数计算
每人供风量≮ 4 m3/min；
Q掘＞ 4 N （m3/min）；
N——掘进工作面最多人数，考虑以交接班时间内两班人数进行计算；
煤巷掘进工作面：
Q煤掘＞ 4×24 ×2 = 192m3/min
岩巷掘进工作面：
Q岩掘＞ 4 ×24 ×2 = 192 m3/min
4）按风速进行验算：
9S＜Q岩掘＜ 240S （m3/min）
15S＜Q煤掘＜ 240S （m3/min）
S——掘进工作面平均断面，m2。

煤巷掘进工作面：
Q掘煤＞15×13.7= 206m3/min
Q掘煤＜ 240×13.7 = 3288 m3/min
岩巷掘进工作面：
Q掘岩＞ 9×13.6= 122m3/min
Q掘岩＜ 240×13.6= 3264 m3/min
根据以上计算，煤巷掘进工作面需要风量923m3/min（双风机），岩巷掘进工作面需要风量522m3/min。

4、爆炸材料库和机电硐室实际需风量
（1）井下爆炸材料库需要风量计算
井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量。

Q库=4V/60=0.07V（m3/min）
式中：
Q库——井下爆炸材料库需要风量，m3/min；
V——井下爆炸材料库的体积，m3。

Q库=4V/60=0.07×1700=113m3/min
依据《煤矿设计手册》有关规定，火药库配风标准为80～120 m3/min，此处取Q库=160m3/min。

（2）机电硐室需要风量计算
根据《规程》要求和生产矿井的实际配风情况。

硐室配风量如下：
采区变电所配风量 120m3/min；
采区抽放泵站配风量 120 m3/min
井下机电硐室 120 m3/min
井下充电硐室 120m3/min；
（3）井下其它巷道实际需要风量
取 Q其它=500m3/min
其它井巷需要风量 500 m3/min
根据薛湖矿3-5年生产规划，采掘工作面布置如下：21采区布置1个回采工作面、1个备用工作面，2个煤巷掘进工作面，1个采区变电所、1个采区抽放泵站、1个爆破材料库、1个充电硐室和其它井巷用风量；25采区作为接替采区，将布置2个煤巷掘进面，2个
岩巷掘进面、1个采区变电所、1个采区水泵房、1个采区瓦斯抽放泵站。

综合以上计算，所以中央风井通风系统需风量为：
Q矿≧（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它）×K
ΣQ采――采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ掘――掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ硐――硐室实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ其它――矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需要风量的总和，m3/min；
K――矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20）。

Q矿≧（1600+800+923×4+522×2+120×2+160+120+120+500）×1.2≈9931m3/min；
中央风井届时将需配风量为9931m3/min。

（二）东风井系统需风量计算
按下列要求分别计算，取其中最大值，矿井风量计算结果如下：1、采煤工作面所需风量计算
（1）按采煤工作面瓦斯浓度不超过0.8％计算
Q2=100Kq/c=100×1.4×9.1/0.8=1593m3/min
Q2—工作面计算需风量m3/min；
K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.4；
q—工作面平均瓦斯绝对涌出量，在工作面采用本煤层预抽措施消突及回采前煤壁浅孔卸压抽放等综合瓦斯治理措施后，预计回采期
间瓦斯绝对涌出量为9.1 m3/min，
c—采煤工作面风流中的瓦斯浓度，%，取0.8。

（2）按工作面温度计算：
Q3=60V采S采=60×1.6×13.7=1315.2m3/min
式中：Q3—工作面计算所需风量，m3/min；
V采—采煤工作面的风速，m/s。

取V采=1.6 m/s；
S采—取采煤工作面风、机巷的最大断面积，取S采=13.7m2（3）按人数计算实际需风量：
每人供风量≮ 4 m3/min；
Q采＞ 4 N （ m3/min）
N——回采工作面最多人数，考虑以交接班时间内两班人数进行计算；
Q采＞4×90×2=720m3/min
由以上计算可知，按最大值Q2选取风量，采煤工作面配风按1600m3/min选取。

（4）风速核校：
巷道净断面：13.7m2,
风速V风=1600/13.7/60=1.95m/s, 0.25 m/s <V风<4 m/s。

2、备用采煤工作面的需要风量
备用采煤工作面应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。

突出矿井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算
Q备≥ 1/2 Q采（ m3/min）
Q备≥ 1/2 ×1600 = 800 m3/min
备用采煤工作面的需要风量取800m3/min。

3、掘进工作面所需风量计算
煤巷掘进工作面：
（1）按照瓦斯涌出量计算
Q掘=100×q掘×K掘通
式中：Q掘――单个掘进工作面需要风量，m3/min；
q掘—煤巷掘进工作面在采取条带预抽煤层瓦斯措施后，工作面回风流中瓦斯绝对涌出量为3.5m3/min；
K掘通—瓦斯涌出不均衡通风系数取1.5；
Q掘=100×3.5×1.5=525m3/min
（2）按局部通风机实际吸风量计算
Q岩掘= Q扇×I i+ 9 S（m3/min）
Q扇——局部通风机实际吸风量，m3/min。

同时还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风流之间的风速，以防止局部通风机吸入循环风或这段距离内风流停滞，造成瓦斯积聚。

I i——掘进工作面同时通风的局部通风机台数，岩巷取1台，煤巷取2台。

局部通风机实际吸风量实测400 m3/min(2×30双级)，煤巷掘进断面取13.7m2，岩巷掘进断面取13.6m2。

煤巷掘进工作面：
Q煤掘= 400+400 + 9×13.7 = 923m3/min
岩巷掘进工作面：
Q岩掘= 400 + 9 ×13.6 = 522 m3/min
（3）按掘进工作面同时作业人数计算
每人供风量≮ 4 m3/min；
Q掘＞ 4 N （m3/min）；
N——掘进工作面最多人数，考虑以交接班时间内两班人数进行计算；
煤巷掘进工作面：
Q煤掘＞ 4×24 ×2 = 192m3/min
岩巷掘进工作面：
Q岩掘＞ 4 ×24 ×2 = 192 m3/min
4）按风速进行验算：
9S＜Q岩掘＜ 240S （m3/min）
15S＜Q煤掘＜ 240S （m3/min）
S——掘进工作面平均断面，m2。

煤巷掘进工作面：
Q掘煤＞15×13.7= 206m3/min
Q掘煤＜ 240×13.7 = 3288 m3/min
岩巷掘进工作面：
Q掘岩＞ 9×13.6= 122m3/min
Q掘岩＜ 240×13.6= 3264 m3/min
根据以上计算，煤巷掘进工作面需要风量923m3/min（双风机），岩巷掘进工作面需要风量522m3/min。

4、爆炸材料库和机电硐室实际需风量
（1）井下爆炸材料库需要风量计算
井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量。

Q库=4V/60=0.07V（m3/min）
式中：
Q库——井下爆炸材料库需要风量，m3/min；
V——井下爆炸材料库的体积，m3。

Q库=4V/60=0.07×1700=113m3/min
依据《煤矿设计手册》有关规定，火药库配风标准为80～120 m3/min，此处取Q库=160m3/min。

（2）机电硐室需要风量计算
根据《规程》要求和生产矿井的实际配风情况。

硐室配风量如下：
采区变电所配风量 120m3/min；
采区抽放泵站配风量 120 m3/min
井下机电硐室 120 m3/min
（3）井下其它巷道实际需要风量
取 Q其它=500m3/min
其它井巷需要风量 500 m3/min
根据薛湖矿3-5年生产规划，采掘工作面布置如下：23采区布置1个回采工作面、1个备用工作面，2个煤巷掘进工作面，5个岩巷掘进工作，1个采区变电所、1个采区抽放泵站和其它井巷用风量。

综合以上计算，所以中央风井通风系统需风量为：
Q矿≧（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它）×K
ΣQ采――采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ掘――掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ硐――硐室实际需要风量的总和，m3/min；
ΣQ其它――矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需要风量的
总和，m3/min；
K――矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20）。

Q矿≧（1600+800+923×2+522×5+120+120+500）×1.2
≈9115m3/min；
东风井届时将需配风量为9115m3/min。

5、矿井实际总的需风量Q矿计算如下：
Q矿=ΣQ中+ΣQ东 =9931+9115 =19046
以上计算结果取最大值，矿井总需风量为19046m3/min。

三、矿井主通风机吸风量测算
中央井安装2台FBCDZ-8-N027型轴流式主要通风机，东风井安装2台FBCDZNo34型防爆对旋轴流式主要通风机，主通风机一台运转，一台备用,均采用双回路供电，保证安全运行。

主要通风机装备风机运行参数自动监测仪和水柱计。

主通风机主要技术参数
中央风井主风机根据河南煤矿安全监察局矿用安全产品检验中心检验提供监测数据，中央风井在用风机静压在2045pa时，风机风量
是8484m³/min；东风井在用风机静压为2077.79时，风机风量是11210.4m³/min。

矿井风机总抽风能力为19694.4m³/min（附风机测点表）
中央风井风机参数测算表
东风井风机参数测算表
1、矿井主要通风机性能验证
经以上主通风机吸风量测算，中央风井风机最大抽风能力为8484m³/min，东风井最大抽风能力为11210.4m³/min，根据矿井采区通风划分，中央风井通风系统需风量为9931m³/min，大于中央风井主风机工作能力，建议采取减少掘进头面的措施降低用风量或增加风机频率；东风井通风系统需风量为9115 m³/min，东风井主风机工作能力能满足要求。

2、井巷用风地点风速进行验证
目前我矿有两条进风巷，一条轨道巷和一条胶带巷，其中轨道大巷进风巷断面积为15㎡，保证轨道大巷风速不超过规定8m/s计算，轨道巷进风量最大为7200 m3/min；胶带大巷断面积为14.3㎡，由于该巷道内为皮带运输，根据防尘需要，该巷道风速按5m/s计算,胶带大巷最大进风量为4290 m3/min，总进风量为11490 m3/min。

薛湖矿目前东翼进风巷道只能满足进风量11490m3/min，而有以上计算可知，矿井东翼后期总的需风量为19046m3/min，通风缺口风量为7556m3/min，需要增加进风巷道断面或作一条辅助进风巷向23采区通风，来达到“以风定产”的目的。

五、井巷风速分析
1、矿井东翼后期总进风量19046 m3/min，进风巷道风速：胶带巷断面积为14.3㎡，风速按规定8m/s计算，通过风量为6864 m3/min，轨道巷断面积为15㎡，需要通过的风量为12182 m3/min，风速为13.54m/s，超过规定最高风速8m/s。

2、矿井东翼主进风巷道穿过21采区和25采区进入23采区后，东风井通风系统需风量9115 m3/min，进风巷道风速：胶带巷断面积为14.3㎡，风速按5m/s计算（防尘需要），通过风量为4290m3/min，轨道巷断面积为15㎡，需要通过风量4825m3/min，风速为5.36m/s，
巷道风速均符合要求。

3、中央风井通风系统后期风量为9931 m3/min，回风巷断面积为14㎡，通过巷道风速11.82 m/s，超过《规程》不高于8m/s要求，要想符合要求巷道断面积要大于20.7㎡；东风井通风系统根据3-5年规划风量为9115 m3/min，回风巷断面积为15㎡，通过巷道风速10.13 m/s，超过《规程》不高于8m/s要求，要想符合要求巷道断面积要大于19㎡。

4、考虑到矿井3-5年生产规划后，27准备采区施工时，东风井通风系统将增加需风量，按以上主通风机吸风量测算，东风井风机最大工作风量是11210m³/min，胶带巷断面积为14.3㎡，风速按5m/s 计算（防尘需要），通过风量为4290m3/min，轨道巷断面积为15㎡，需要通过的风量为6920m3/min，风速为7.69m/s，进风巷道风速均符合要求。

回风巷断面积为15㎡，从2308工作面向东风井方向通过巷道风速12.46 m/s，超过《规程》不高于8m/s要求，要想符合要求巷道断面积要大于23.4㎡。

5、考虑到27采区接替23采区，27采区风量按23采区标准9115 m3/min进行配备，从以上计算得知，27采区进风巷道风速不超过规定，回风巷断面积为15㎡，从27采区到东风井段回风巷风速为10.13 m/s，超过《规程》不高于8m/s要求，要想符合要求巷道断面积要大于19㎡。

六、配风巷巷道断面选择
配风巷按最高风速不超过8 m3/min进行配置，配风巷断面必须满足以下条件：
巷道每分钟的风量=巷道每分钟的流量*风速
S=7556/8/60≈15.8m3。