采区通风设计

目录第一章二采区通风系统的选择 ............... - 2 - 第二章二采区风量计算 ..................... - 2 -第三章摩擦阻力计算 ....................... - 9 -第四章矿井监控系统 ...................... - 12 -第五章通风安全措施 ...................... - 15 -第一章二采区通风系统的选择根据二采区生产布局，二采区布置1个采煤工作面，2个掘进工作面。

利用集中辅运巷进风，二采区回风巷回风，两条大巷均布置在煤层中，两条大巷都可以行人。

新鲜风流从集中辅运巷供给采、掘进工作面，污风流入二采区回风巷中。

采煤工作面考虑采用U形通风方式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。

第二章二采区风量计算根据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局2010年颁发的《煤矿安全规程》第103条规定和《煤矿通风能力核定标准》(AQ1056-2008),采区需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中最大值：（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。

Q ra=4NK aq式中:N——井下同时工作的最多人数,人；4——井下每人每分钟供风标准,m3/min；K aq——矿井通风系数,取1.2 。

则：Q ra=4×93×1.2 =446.4m3/min（二）按用风地点实际需要风量的总和计算Q ra=(ΣQ cf+ΣQ hf+ΣQ ur+ΣQ dl+ΣQ rl)Kaq式中:Q ra——采区需要风量的总和；ΣQ cf——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min；ΣQ hf——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；ΣQ ur——硐室实际需要风量的总和，m3/min；ΣQ dl——稀释无轨胶轮车排放废气需风量总和，m3/min；ΣQ rl——其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/min；Kaq——采区通风系数，取1.2 。

1.回采工作面实际需要风量每个采煤工作面实际需要风量，按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，取其中最大值。

（1）按气象条件计算Qcf＝60×70%×vcf×Scf·kch·kcl式中：vcf——采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度取1.2m/s；Scf——采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，14.0m2；kch——采煤工作面采高调整系数，放顶煤取1.2；kcl——采煤工作面长度调整系数，取1.1；70%——有效通风断面系数；60——为单位换算产生的系数。

Qcf＝60×70%×1.2×14.0×1.2×1.1＝931.4m3/min（2）按瓦斯涌出量计算Qcf＝100·qcg·kcg式中： qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，根据本矿瓦斯鉴定资料测算回采工作面的绝对CH4涌出量为矿井绝对CH4涌出量的65%，为0.97m3/min；kcg——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，1.4；100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数；Qcf＝100×0.97×1.4＝135.8m3/min（3）按二氧化碳涌出量计算Qcf＝100·qcg·kcg/1.5式中：qcg——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，根据本矿瓦斯鉴定资料测算回采工作面的绝对CO2涌出量为矿井绝对CO2涌出量的65%，为1.35m3/min；kcg——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，1.4；100——按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1％的换算系数；Qcf＝100×1.35×1.4/1.5＝126m3/min（4）按工作人员数量验算Qcf≥4Ncf式中：Ncf——采煤工作面同时工作的最多人数，人；4——每人需风量，m3/min。

Qcf≥4×35≥140m3/min（5）按风速进行验算验算最小风量：Qcf≥60×0.25Scb式中：Scb——采煤工作面最大控顶有效断面积，m2，Scb ＝lcb×hcf×70%＝10.5m2；lcb——采煤工作面最大控顶距，m；hcf——采煤工作面实际采高，m；0.25——采煤工作面允许的最小风速，m/s；Qcf≥60×0.25×10.5＝157.5m3/min验算最大风量：Qcf≤60×4.0Scs式中：Scs——采煤工作面最小控顶有效断面积，m2，Scs ＝lcs×hcf×70%＝9.10m2；lcs——采煤工作面最小控顶距，m；70%——有效通风断面系数；4.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；Qcf≤60×4.0×9.10＝2184m3/min满足风速要求。

按以上计算结果取最大值，即Qcf＝931.4m3/min。

2.掘进工作面实际需要风量的计算每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

（1）按照瓦斯涌出量计算Qcf＝100·qhg·khg式中：qhg——掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，根据本矿瓦斯鉴定资料测算掘进工作面的绝对CH4涌出量为矿井绝对CH4涌出量的15%，为0.22m3/min；khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，1.6；100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数；Qcf＝100×0.22×1.6＝35.2m3/min（2）按照CO2涌出量计算Qcf＝100·qhg·khg/1.5式中：qhg——掘进工作面回风巷风流中平均绝对CO2涌出量，根据本矿瓦斯鉴定资料测算掘进工作面的绝对CO2涌出量为矿井绝对CH4涌出量的15%，为0.31m3/min；khg——掘进工作面CO2涌出不均匀的备用风量系数，1.6；100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数；Qcf＝100×0.31×1.6÷1.5＝33m3/min（3）按局部通风机实际吸风量计算Qhf＝Qaf·I +60×0.25Shd式中：Qaf——局部通风机实际吸风量，FBD№6.3/2×30型局部通风机吸风量为360～550m3/min；I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数；0.25——有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，13.5m2。

Qhf＝510×1＋60×0.25×13.5＝712.5m3/min（4）按风速进行验算a）验算最小风量：Qaf≤60×0.25Shf＝60×0.25×13.5＝202.5m3/minb）验算最大风量：Qaf≤60×4.0Shf＝60×4.0×13.5＝3240m3/min式中：Shf——掘进工作面巷道的净断面积，13.5m2。

满足风速要求。

本次设计掘进工作面2个，每个工作面配风量702.5m3/min。

则：∑Qhf＝712.5×2＝1425m3/min。

3.硐室需风量计算独立通风硐室配风如下：二采区配电点120m3/min。

∑Qur＝120m3/min。

4.稀释无轨胶轮车排放废气需风量计算Qdl=5.44×Ndl×Pdl×Kdl式中：Qdl——该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量，m3/min；Ndl——该地点矿用防爆柴油机车的数量，台；Pdl——该地点矿用防爆柴油机车的功率，kW；Kdl——配风系数，该地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时，k为1.0。

该地点使用2台矿用防爆柴油机车运输时，k为0.75。

该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时，k为0.50；5.44——每千瓦每分钟应供给的最低风量，m3/min；井下正常回采时，按1台材料胶轮车(75kW)、2台运人车(2×75 kW)同时工作计算：∑Qur=75×5.44×3×0.5=612m3/min5.其他用风巷道实际需风量计算(1)按CH4涌出量计算Q rl4=133q rg k rg=133×0.07×1.3= 12m3/minq rg—其它用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，掘进工作面回风巷风流中平均绝对CH4涌出量，根据本矿瓦斯鉴定资料测算其他用风巷道的绝对CH4涌出量为矿井绝对CH4涌出量的5%，为0.07m3/min；k rg--其它用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，取1.3；133—其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过0.75%所换算的常数。

(2)按实际用风地点计算Q rl=360m3/min取ΣQ rl=360m3/min采区总风量计算:Q=(931.4+1425+120+612+360)×1.2=4138m3/min=69m3/s取整为70m3/s。

6、采区总风量的分配采区总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《规程》的各项要求。

第三章摩擦阻力计算1、摩擦阻力系数计算原则（1）矿井通风的总阻力，不应超过1169.2Pa。

（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井宜按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井则宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

（3）矿井通风网路中若有较多的并联系统，计算总阻力时，应以其中阻力最大的路线作为依据。

（4）应计算出通风困难时期的最大阻力和通风容易时期的最小阻力，使所选用的主要通风机即满足困难时期的通风需要，又能在通风容易时工况合理。

2、采区通风总阻力的计算采区通风阻力是新采区并入矿井通风系统后，对矿井主要通风机工况点进行调整的重要参数之一，也是采区通风系统设计的主要内容之一。

采区通风阻力，可以根据采区通风系统的网路结构，选择其中一条通风量最大、路线最长的串联风路进行计算。

1）计算摩擦阻力 23Q S LU α=摩h ，Pa 式中 h 摩——计算风路中某断巷道的摩擦阻力，Pa ； α——巷道摩擦阻力系数，㎏／m 3或N ·s 2／m 4； L ——巷道的长度，m ；U ——巷道的周长，m ；S ——巷道的断面积，m 2；Q ——巷道中的风量，m 3／s 。