风量计算公式

内部事项注意保存新疆焦煤（集团）有限责任公司文件文件编号：JM/2011-25第1版签发：黄国春2011年4月26日发布2011年4月26日实施共15页第1页焦煤集团关于矿井风量计算及通风能力核定修订办法1目的和适用范围本办法规定了焦煤集团所属矿井风量计算方法及通风能力核定办法并依此实现对矿井一通三防工作有序的管理。本办法适用于焦煤集团所属公司及生产矿井。2引用引用《关于印发〈煤矿通风能力核定办法(试行)〉的通知》（安监总煤矿字〔2005〕42号）及《煤矿安全规程》中有关条文。3管理职责3.1瓦斯治理室负责督促、落实本管理办法的执行。3.2分公司负责督促、落实所属矿井依据本管理办法对风量计算及通风能力核定相关内容修订。4工作要求4.1矿井供风原则4.1.1矿井供风的总原则是，既要确保矿井安全生产的需要，又要符合经济要求。4.1.2矿井所需风量的确定，必须符合《关于印发〈煤矿通风能力核定办法(试行)〉的通知》（安监总煤矿字〔2005〕42号）及《煤矿安全规程》中有关条文的规定，即：(1)氧气含量的规定;(2)沼气、二氧化碳、氢气等有害气体安全浓度的规定;(3)井巷风流速度的规定;(4)空气中悬浮粉尘允许浓度的规定;(5)空气温度的规定；(6)每人每分钟供风量不少于4m3的规定。4.2矿井需要总进风量计算共15页第2页矿井需要总进风量按各采煤工作面、掘进工作面、硐室、备用工作面及其它巷道等用风地点实际需要风量分别进行计算。Q矿=（∑Q采+∑Q掘全+∑Q硐+∑Q备＋∑Q其它）×K矿通（m3/min）（1－1）式中：Q矿——矿井需要总进风量，m3/min；∑Q采——矿井独立通风采煤工作面需要风量之和，m3/min；∑Q掘全——矿井独立通风掘进工作面局部通风机安装处全风压需要风量之和，m3/min；∑Q硐——矿井独立通风硐室需要风量之和，m3/min；∑Q备——矿井独立通风备用工作面需要风量之和，m3/min；∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室和备用工作面以外的其它用风巷道需要风量之和，m3/min；K矿通——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均衡等因素，一般可取K矿通=1.15～1.2,低瓦斯矿井(有高瓦斯区域的矿井除外)独立供风采掘工作面数量少于12个且最大通风流程小于10000m时，取K矿通=1.15，否则，取K矿通=1.2。4.2.1采煤工作面需要风量计算每个采煤工作面需要风量，应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量和爆破后有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取Q采1～Q采5的最大值作为该采煤工作面需要风量。(1)采煤工作面按气象条件确定需要风量，其计算公式为：Q采1=Q基本×K采高×K采面长×K温（m3/min）（2－1）式中:Q采1——采煤工作面需要风量，m3/min；Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min。K采高——采煤工作面采高调整系数（见表1）；K采面长——采煤工作面倾斜长度调整系数（见表2）；K温——采煤工作面温度与对应风速调整系数（见表3）。Q基本=60×V采1×S采max×70%（m3/min）（2－2）式中：V采1——采煤工作面适宜风速，取V采1≥1m/s；S采max——采煤工作面最大控顶距时净断面积，m2。S采max=采煤工作面最大控顶距×工作面实际采高－输送机、支架(支柱)、梁子等所占的面积(m2)（2－3）表1,K采高——采煤工作面采高调整系数;采高(m)2.02.0～2.5≥2.5对应放顶煤工作面系数(K采高)1.01.11.5表2,K采面长——采煤工作面倾斜长度调整系数采煤工作面倾斜共15页第3页长度(m)＜150150～200＞200对应调整系数(K长)1.01.0～1.31.3～1.5表3,K温——采煤工作面温度与对应风速调整系数采煤工作面空气温度（℃）采煤工作面风速（m/s）配风调整系数K温180.3～0.80.9018～200.8～1.01.0020～231.0～1.51.00～1.1023～261.5～1.81.10～1.2526～281.8～2.51.25～1.428～302.5～3.01.4～1.6(2)按照瓦斯绝对涌出量计算需要风量根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1％的要求计算：Q采2=100×q采CH4×K采CH4（m3/min）（2－4）式中：Q采2——采煤工作面实际需要风量，m3/min；q采CH4——采煤工作面回风巷风流中日平均瓦斯绝对涌出量（正常生产条件下，连续观测1个月，取月平均日瓦斯绝对涌出量），m3/min；K采CH4——采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大瓦斯绝对涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。100——采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按二氧化碳或其它有害气体的绝对涌出量计算需要风量，根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中不同有害气体的允许浓度并参照按瓦斯绝对涌出量的计算方法执行。布置有专用排放瓦斯巷（俗称尾巷,且符合《煤矿安全规程》第一百三十七条的规定）的采煤工作面需要风量计算:Q采2=Q采回+Q采尾（m3/min）（2－5）Q采回=100×q采CH4×K采CH4（m3/min）（2－6）Q采尾=qCH4尾×K采CH4÷2.5%（m3/min）（2－7）式中：qCH4尾——采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/min；其他符号的含义同上。(3)按采煤工作面温度选择适宜的风速计算需要风量:Q采3=60×V采3×S采平均（m3/min）（2－8）式中：V采3——采煤工作面风速，可按本细则第四项第2小项共15页第4页有关要求选取（见表3），m/s；S采平均——采煤工作面最大和最小控顶距净断面积的平均值，m2。(4)按采煤工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量：每人供风量≮4m3/min：Q采44N（m3/min）（2－9）每千克炸药供风量≮25m3/min：Q采525A药（m3/min）（2－10）式中：N——工作面最多人数；A药——一次爆破炸药最大用量，Kg。(5)按采煤工作面风速进行验算：15S采平均Q采240S采平均（m3/min）（2－11）式中：S采平均——采煤工作面最大和最小控顶净断面积的平均值，m2。采煤工作面采空区顶板悬顶时，必须采取加大风量及控制风流防止向采空区扩散的措施，确保采煤工作面控顶区域内最低风速不得小于0.5m/s，有害气体浓度符合《煤矿安全规程》规定。4.2.2备用采煤工作面需要风量计算备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于同一采煤方式相同的采煤工作面实际需要风量的50%。Q备≥0.5×Q采（2－12）4.2.3掘进工作面局部通风机处的需要风量（1）掘进工作面的需要风量每个掘进工作面需要风量，应按瓦斯、二氧化碳绝对涌出量和爆破后有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取Q掘1～Q掘4的最大值作为该掘进工作面需要风量。①按照瓦斯绝对涌出量计算：Q掘1＝100×q掘×K掘（m3/min）（3－1）式中:Q掘——单个掘进工作面需要风量，m3/min；q掘——掘进工作面回风流中瓦斯绝对涌出量（正常生产条件下，连续观测1个月，取月平均日瓦斯绝对涌出量），m3/min；K掘——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大瓦斯绝对涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）；100——掘进工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。按二氧化碳绝对涌出量计算需要风量时，可参照瓦斯绝对涌出量计算方法进行。共15页第5页②按照风速、温度计算掘进工作面需要风量：Q掘2＝60×V掘×S掘max×K温m3/min（3－2）式中：V掘——局部通风机供风巷道内最低允许风速，m/s；岩巷V掘≥0.15m/s，煤巷和半煤岩巷V掘≥0.25m/s；S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积(掘进工作面因出现断层、高冒、地质构造造成巷道断面积增大的除外)，m2；K温——局部通风机供风巷道空气温度调整系数，可按本细则第四项第2小项有关要求选取（见表4）；表4K温——掘进工作面空气温度调整系数掘进工作面空气温度（℃）及对应配风调整系数K温18～201.0020～231.00～1.1023～261.10～1.2526～281.25～1.428～301.4～1.6③按掘进工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量:每人供风量≮4m3/min：Q掘34N（m3/min）（3－3）每千克炸药供风量≮25m3/min：Q掘425A药（m3/min）（3－4）式中：N——掘进工作面最多人数；A药——一次爆破炸药最大用量，Kg。④按风速进行验算:岩巷掘进最低风量，Q岩掘9S掘max（m3/min）煤巷掘进最低风量，Q煤掘15S掘max（m3/min）岩煤巷道最高风量，Q掘240S掘min（m3/min）式中：S掘max——局部通风机供风巷道的最大净断面积，m2；S掘min——局部通风机供风巷道的最小净断面积，m2。（2）局部通风机选型①局部通风机工作风量计算Q扇=Q掘×Pm3/min（3－5）式中：Q扇——局部通风机工作风量，m3/min；如有实测百米漏风率P100，可按公式（3－6）计算，当无实测资料时，应按公式（3－5）计算。共15页第6页Q扇=Q掘/（1-L×P100/100）（3－6）L——风筒长度，m；P——局部通风机供风巷道风筒漏风系数，柔性风筒应按下式计算：P=1/（1-nL接），（3－7）n——风筒接头数；L接——一个接头漏风率，反压边连接时，L接=0.002。②局部通风机工作风压计算根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机工作风压值：hft=Rp*Q扇*Q掘Pa（3－8）式中：Rp——压入式风筒的总风阻，N.S2/m8；风筒风阻是由摩擦风阻、局部风阻组成，其大小取决于风筒的直径、接头方式、风筒总长度、风压、单节风筒长度、风筒的材质等，如有实测百米风阻值R100，可按公式（3－9）计算，当无实测资料时，应按公式（3－10）计算。hft——压入式局部通风机全风压，Pa；Rp＝R100×（L/100），（3－9）Rp＝6.5α×L/（d5）+（n×ζj0+∑ζbei＋ζin）×〔ρ/（2s2）〕（3－10）α——风筒摩擦阻力系数（无实测资料时可参用表5），N.S2/m4；L——风筒长度，m；d——风筒直径，m；ρ——空气密度，kg/m3；s——风筒断面积，m2；n——风筒接头个数；ζj0——风筒接头局部阻力系数（无实测资料时可参用表5）；ζbei——风筒拐弯局部阻力系数（无实测资料时可参用表6）；ζin——风筒入口局部阻力系数，当入口处完全修圆时，取ζin＝0.1；不加修圆的直角入口时，取ζin＝0.5～0.6。表5胶质风筒α、ζj0选用范围参考表风筒直径（mm）摩擦阻力系数α（N.S2/m4）接头局部阻力系数ζj03000.00534000.00490.155000.00456000.00410.15～0.13共15页第7页7000.00388000.003210000.00290.13～0.09表6胶质风筒拐弯局部阻力系数参考表拐弯角度20°40°60°80°90°100°ζbei0.180.40.621.01.251.55③选择合适局部通风机根据工作风压、风量和局部通风机的性能曲线，选择合适的局部通风机。④根据所选用局部通风机型号，确定局部通风机的工作风量。局部通风机的工作风量范围应以该局部通风机出厂说明书中提供的有效风量范围为准，各矿必须保存好局部通风机出厂说明书，以此为矿井配风计算和局部通风机选型的凭证，无此资料时，可参考表7选取。表7部分局部通风机选型表型号功率（KW）级数建议Q扇（m3/min）风压Pa备注JBT-515.51225-145245-1177JBT-52112225-145490-2350JBT-61141390-250343-1569JBT-6228