掘进工作面风量计算

一、初步设计中的风量计算方法：

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最大额定吸风量(带变频器时，可按实际吸风量考虑)等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

⑴按瓦斯涌出量计算

Q

hf =100×q

hg

×k

hg

Q

hf

=100×0.56×1.7＝95.2m3/min=1.59m3/s

式中：

q

hg

―掘进工作面绝对瓦斯涌出量，0.56m3/min；

k

hg

－掘进面瓦斯涌出不均衡通风系数，1.7。

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。

⑵按二氧化碳涌出量计算

Q

hf =67×q

hc

×k

hc

Q

hf

=67×0.60×1.7=68.34m3/min=1.14m3/s

式中：

q

hc

—掘进工作面绝对二氧化碳涌出量，0.60m3/min；

k

hc

—回采面二氧化碳涌出不均衡通风系数，1.7。

67-掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。

⑶按炸药量计算

因本矿为综掘，不消耗炸药，不涉及。

⑷按局部通风机最大额定吸风量(带变频器时，可按实际吸风量考虑)计算有瓦斯涌出的半煤岩巷和煤巷：

Q

hf =Q

af

·I+60×0.25S

hd

Q

hf

=468×1+60×0.25×13.2=666m3/min=11.1m3/s

式中：

Q

af

—局部通风机实际吸风量，m3/min，本矿掘进工作面配备2台FBD-№6.3型局部通风机，每台功率2×22kW，一台工作，一台备用，局部通风机吸入风量为274～468m3/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；

S

hd

—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，13.2m2(按运输顺槽计算)。

⑸按工作人员数量计算

Q

hf =4×N

hf

Q

hf

=4×20=80m3/min=1.33m3/s

式中：

N

hf

—掘进工作面同时工作的最多人数，20人(交接班时，两班考虑)。

取上述⑴-⑸条件计算的最大值做为掘进工作面的实际需要风量666m3/min=11.1m3/s。

⑹按风速进行验算

①验算最小风量

有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷

Q

hf ≥60×0.25S

hf

Q

hf

≥60×0.25×13.2=198m3/min=3.3m3/s ②验算最大风量

Q

hf ≤60×4.0S

hf

Q

hf

≤60×4.0×13.2=3168m3/min=52.8m3/s

式中：

S

hf

—掘进工作面(煤巷，顺槽)净断面积，13.2m2(按运输顺槽计算)。

经计算，掘进工作面所需风量取最大值666m3/min=11.1m3/s。

考虑到矿井采掘接替时掘进巷道停掘不停风的原则，一个接替掘进工作面，

能够满足矿井的正常接替，ΣQ

hf

=666m3/min×3=1998m3/min=33.3m3/s。

二、安徽淮南的风量计算：

1、风量计算

(1)按瓦斯绝对涌出量计算：

Q

h

=q×k/c=0.38×1.7/0.8%=80.75m3/min

式中，Q

h

----掘进工作面需要风量，m3/min；

q----掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，取q＝0.38m3/min；

k----掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，取1.7；

c---回风流中允许瓦斯浓度，取0.8%。；

(2)按工作面工作最多人数计算：

Q

h

=4×n=4×25=100 m3/min

式中，Q

h

----掘进工作面需要风量，m3/min；

n ----指工作面同时工作最多人数，取25人；

(3)按风速验算：

a、按最低风速进行验算：

Q min =15×S

h

=15×17.25=258.75 m3/min

式中，S

h

——掘进工作面的最大净断面积，取17.25 m2；

b、按最高风速进行验算：

Qmax=15×S

h

=240×17.25=4140 m3/min

式中，S

h

——掘进工作面的最小净断面积，取17.25 m2；

根据以上计算的风量,均低于最小风速的风量，所以取最小风速时的供风量

Q

h

=258.75 /min。

2、局扇选型

(1)局扇风量计算

P=1/(1-η×L/100)=1/(1-1.3%×1300/100)≈1.203

Q f =Q

h

×P=258.75×1.203≈311.28 m3/min

式中，Q

f

----局扇风量；

L----本巷道最大通风距离为1300m;

P——风筒的进出口风量比;

η——百米漏风率（根据实测，节长10m、直径800mm风筒的百米漏风率为

1.3%）

(2)局扇风压计算

R=R

100

×L/100=8.34×1300/100=108.42Ns2/m8

hv=ρQ

h

2/(2S2)=1.2×(258.75/60)2/(2×0.5022)≈44.28Pa

Ht= R·Q

f ·Q

h

+ hv=108.42×(311.28/60)×(258.75/60)+44.28≈2470.0Pa

式中，H

t

——局扇的全压，Pa；

R——风筒内部风阻，Ns2/m8

R

100

——百米风阻(根据实测，直径800mm的风筒百米风阻为8.34 Ns2/m8)；

Q

f

——局扇工作风量，m3/s；

Q

h

——掘进工作面需风量，m3 /s；

h

v

——风筒出口动压，Pa；

ρ——空气密度，取1.2Kg/；

S——风筒断面积(φ800mm的风筒断面为0.502m2)，

由于一台FBDNO7.1型局扇参数为：功率2×30Kw、风量410～640 m3/min、全风压1100～5650Pa。根据以上计算，选用1台FBDNO7.1型局扇和一路φ800mm 胶质风筒向迎头供风满足要求,同时设1台同等型号的局扇备用。备用局扇必须保证热备用且主局与备局要实行自动切换。