江蘇宏安集團(tuán)莆河煤礦礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算辦法
莆河礦通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算
一、概況
根據(jù)《莆河礦地質(zhì)報(bào)告》所提供的資料以及本礦生產(chǎn)期間實(shí)測(cè)所得的資料。確定該礦為高沼氣礦井，礦井瓦斯量為5m3/min、0.4m3/min；采煤工作面的沼氣、二氧化碳的絕對(duì)涌出量最大分別為3.29m3/min、0.45m3/min。莆河礦北采區(qū)煤層有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃發(fā)火傾向性。
二 生產(chǎn)布局：
北采區(qū)巷道布置，根據(jù)礦井生產(chǎn)能力，北采區(qū)正常生產(chǎn)布局為一個(gè)采煤工作面和兩個(gè)掘進(jìn)工作面，最多布局一個(gè)采煤工作面和三個(gè)掘進(jìn)工作面，日生產(chǎn)能力330噸，北采區(qū)工作面平均采高為2.0米。
三、采煤工作面所需風(fēng)量：
1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：
Q采=100 q采瓦×K采通
=100×3.29×1.7
=560m3/min
Q采=100Qco2采×K采通
=100×0.45×1.7
=76.5 m3/min Q采：采煤工作面需要風(fēng)量；m3/min
Q瓦采；采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量米立方/分取3.29m3/min
QCO2采；采煤工作面的二氧化碳絕對(duì)涌量m3/min取0. 45 m3/min
K采通：采煤工作面瓦斯（二氧化碳）涌出不均系數(shù)取1.7（一般取1. 5—2. 0）。
2、工作面炸藥量計(jì)算
Q采=25A
=25×4.5
=112.5 m3/min
式中：
A；工作面一次爆破所用的最大炸藥量，公斤。
25：每公斤炸藥爆破后需要供給的風(fēng)量，m3/min、公斤。
3、按工作面人數(shù)計(jì)算：
Q采=4N
=4×42
=168 m3/min
式中；
N；采煤工作面同時(shí)工作最多人數(shù)。
4、按工作面的溫度與風(fēng)速計(jì)算：
Q采=60×V采×S采=60×1×6.50
=390m3/min
式中：
V采：采煤工作面風(fēng)速取1m/s。
S采：回采工作面的平均斷面積2×3.25=6.50m2
5、按工作面允許風(fēng)速驗(yàn)算：
（1）、按采煤工作面最低風(fēng)速驗(yàn)算采煤工作面最低風(fēng)速：
Q采≥0.25×60×S
Q采≥0.25×60×10
Q采≥150m3/min
式中
S采：采煤工作面最大控頂面積為10m2
采高2.0米時(shí)最大控頂距離5米，
（2）、、按采煤工作面最高風(fēng)速驗(yàn)算采煤工作面最高風(fēng)量：
Q采≤4×60×S采
Q采≤4×60×6
Q采≤1440m3/min
式中：
S采：采煤工作面最小控頂面積為6㎡
采高2.0米時(shí)最小控頂距離為3m
0. 25×60×S≤Q采≤4×60×S
0. 25×60×10≤420≤4×60×6
即150≤560≤1440
采煤工工作面設(shè)計(jì)需要風(fēng)量560m3/min，符合要求。
四、掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量（風(fēng)筒出口風(fēng)量）
1、 通風(fēng)方式：
掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)。
2按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：
Q掘=100q瓦掘×K掘通
=100×0.88×1.7
=149.6m3/min
Q掘=100qco2掘×K掘
=100×0.18×1.7
=30.6m3/min
式中：
Q掘：掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量m3
q瓦掘：掘進(jìn)工作面瓦斯絕對(duì)涌出量m3/min，取0.88m3/min，
qco2掘掘進(jìn)工作面二氧化碳絕對(duì)涌出量m3/min，取0.18m3/min
K掘通：掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均蘅系數(shù)取1.7（一般1.5-2.0）
3按人數(shù)計(jì)算：
Q掘=4N
=4×21
=84m3
式中：
N：掘進(jìn)工作面同時(shí)工作最多人數(shù)，取21人。
4、按工作藥量計(jì)算：
Q掘=25A
=25×2.1
=52.5m3/min
式中：
A：掘進(jìn)工作面一次放炮最多炸藥2.1㎏（按三次裝藥三次放炮，第一1.8㎏，第二次2.1㎏，第三次1.8㎏，取2.1㎏炸藥量。）
5按掘進(jìn)工作面巷道允許最低風(fēng)速計(jì)算：
Q掘=60×V掘×S掘
=60×0.25×5.4
= 81m3/min
式中：
Q掘：掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量m3/min
V掘掘進(jìn)工作面風(fēng)速煤巷取0.25m/s
S掘掘進(jìn)工作面斷面積4.6㎡。
6風(fēng)速驗(yàn)算：
煤巷掘進(jìn)：4×60×S掘≥Q掘≥0.25×60×S掘
4×60×5.4≥149.6≥0.25×60×5.4
1296≥149.6≥81
掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)需要風(fēng)量149.6m3/min，符合斷面積5.4㎡的掘進(jìn)要求。
7、局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量計(jì)算：
Q吸=Q掘×P
式中：
Q吸：掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量m3/min
Q掘：掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量m3/min，取149.6m3/min
P：風(fēng)筒風(fēng)量比，風(fēng)筒長(zhǎng)度300m，P取1.43，風(fēng)筒長(zhǎng)度500ｍ
Ｐ取2，莆河礦北采區(qū)掘進(jìn)送風(fēng)距離最長(zhǎng)５００ｍ以下。
Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ
＝149.6×1.43
＝214ｍ３／ｍｉｎ
（送風(fēng)距離３００ｍ，斷面5.4㎡）
Ｑ吸＝Ｑ掘×Ｐ
＝149.6×2
＝299ｍ３／ｍｉｎ
（送風(fēng)距離５００ｍ，斷面5.4ｍ２）
8、局扇和風(fēng)筒選擇：
根據(jù)上述計(jì)算，通風(fēng)距離300米以?xún)?nèi),局扇安裝處斷面5.4㎡,需要風(fēng)量214ｍ３/min，供風(fēng)距離500米以下局扇安裝處斷面5.4㎡,需要風(fēng)量299ｍ３/min，所以選用風(fēng)機(jī)型號(hào)應(yīng)為FBD5.6/2×11對(duì)旋式風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)風(fēng)量350-240ｍ３/min）配備直徑600㎜風(fēng)筒，符合要求。
9、局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全風(fēng)壓供風(fēng)量：
1、通風(fēng)距離300米以?xún)?nèi)11kw對(duì)旋式開(kāi)一級(jí)局扇時(shí)：
Q掘全=∑Q扇實(shí)+60×V安×S安
=240+60×0.25×5.4
=321（m3/min）
2、供風(fēng)距離500米以下11kw對(duì)旋式開(kāi)兩級(jí)局扇時(shí)：
Q掘全=∑Q扇實(shí)+60×V安×S安
=350+60×0.25×5.4
=431（m3/min）
式中：Q掘全——局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全風(fēng)壓供風(fēng)量
∑Q扇實(shí)——安裝在同一地點(diǎn)并聯(lián)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作風(fēng)量之和可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或參考風(fēng)機(jī)說(shuō)明。
V安——風(fēng)速巖巷取≥0.15m/秒，煤巷或半煤巷取≥0.25 m/秒。
S安——局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道回風(fēng)口之間的巷道斷面，m2。
六、硐室風(fēng)量計(jì)算
按硐室中運(yùn)行機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算：
Q硐=（3600×ΣW×θ)/(ρ×Cρ×60×Δt)
=（3600×130×0.02)/(1.2×1.0×60×1.0)
=130m3/min=2.17m3/s
式中:Q硐------------機(jī)電硐室風(fēng)量(m3/min)
3600----------熱功當(dāng)量,1KW.h=3600kJ
ΣW------------機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)總功率，KW
θ------------機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)，取0.02
ρ-------空氣密度，一般取1.2Kg/ m3
Cρ-------------空氣的定壓氣熱，一般取1.000KJ/ Kg.K
Δt-------機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)巷的溫度差，取1.0 0C
本礦有一個(gè)機(jī)電硐室，水泵房Q水=1.0m3/s，根據(jù)上述計(jì)算，取Q硐= Q水=2.17 m3/s
七、莆河礦北采區(qū)需要風(fēng)量:
1 .一個(gè)采煤工作面最多三個(gè)掘進(jìn)工作面和一個(gè)機(jī)電硐(采區(qū)變電所),全部實(shí)行分區(qū)通風(fēng).
當(dāng)采區(qū)布置一個(gè)采煤面和兩個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí)需要風(fēng)量最大 為:
Q采=(Q采煤面+Q掘+Q硐) ×K通W
=(560+431×2+130) ×1.2
=1862 m3/min
當(dāng)采區(qū)布置一個(gè)采煤面和三個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí)需要風(fēng)量最大為:
Q采=(Q采煤面+Q掘+Q硐) ×K通
=(560+431×3+130) ×1.2
=2380 m3/min
式中:
Q采:采區(qū)需要風(fēng)量m3/min,
Q采面:采煤工作面需要風(fēng)量m3/min,
Q掘:掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量m3/min,
Q峒:采區(qū)變電需要風(fēng)量取80m3/min
K通:采區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻系數(shù).取1.2(一般取1.15~1.2）
八、本礦采用KZT60礦用防爆45KW*2軸流式通風(fēng)機(jī)根據(jù)實(shí)測(cè)和參照45KW*2軸流式通風(fēng)機(jī)參數(shù)所得風(fēng)量2400——1190 m3/min當(dāng)莆河礦北采區(qū)布置一個(gè)采煤面和兩個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí)需要風(fēng)量最大1860 m3/min符合要求，當(dāng)莆河礦北采區(qū)布置一個(gè)采煤面和三個(gè)掘進(jìn)工作面時(shí)需要風(fēng)量最大2380 m3/min符合要求。
編制：張克會(huì)
2007年1月1日
莆河礦北采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)辦法
審 批 表
通風(fēng)科長(zhǎng)：
生產(chǎn)科:
安全科:
安全礦長(zhǎng)：
礦總工:
江蘇宏安集團(tuán)莆河煤礦
礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算辦法
二○○八年
