礦井通風(fēng)風(fēng)量計算細(xì)則?一、總則1.目的本細(xì)則旨在規(guī)范礦井通風(fēng)風(fēng)量的計算方法，確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，保障井下作業(yè)人員的生命安全和身體健康，為礦井安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。2.適用范圍本細(xì)則適用于各類煤礦礦井通風(fēng)風(fēng)量的計算。3.編制依據(jù)依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《礦井通風(fēng)與安全》等相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及礦井實際情況編制。二、術(shù)語和定義1.礦井通風(fēng)向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣，排出污濁空氣的過程。2.風(fēng)量單位時間內(nèi)通過巷道某一斷面的空氣體積。3.通風(fēng)阻力空氣在井巷中流動時所遇到的阻力。4.通風(fēng)設(shè)施用于控制風(fēng)流方向、風(fēng)量等的裝置，如風(fēng)門、風(fēng)橋、密閉等。三、風(fēng)量計算的基本原理1.連續(xù)性方程在穩(wěn)定風(fēng)流中，通過巷道任意斷面的風(fēng)量相等，即\(Q_1=Q_2\)（\(Q_1\)、\(Q_2\)為不同斷面的風(fēng)量）。2.能量方程描述空氣在通風(fēng)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換和損失的關(guān)系，用于分析通風(fēng)阻力等問題。四、風(fēng)量計算方法1.按井下同時工作的最多人數(shù)計算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于\(4m^3\)。計算公式為：\(Q=4NK\)，其中\(zhòng)(Q\)為礦井總風(fēng)量（\(m^3/min\)），\(N\)為井下同時工作的最多人數(shù)，\(K\)為系數(shù)，一般取\(1.2\)\(1.3\)。例如，某礦井井下同時工作的最多人數(shù)為\(500\)人，則礦井總風(fēng)量\(Q=4×500×1.2=2400m^3/min\)。2.按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點實際需要風(fēng)量的總和計算采煤工作面風(fēng)量計算按瓦斯涌出量計算：\(Q_{采}=100q_{采}K_{采}\)，其中\(zhòng)(Q_{采}\)為采煤工作面所需風(fēng)量（\(m^3/min\)），\(q_{采}\)為采煤工作面瓦斯絕對涌出量（\(m^3/min\)），\(K_{采}\)為采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，一般取\(1.2\)\(1.6\)。按二氧化碳涌出量計算：\(Q_{采}=67q_{CO_2}K_{采}\)，\(q_{CO_2}\)為采煤工作面二氧化碳絕對涌出量（\(m^3/min\)）。按炸藥使用量計算：\(Q_{采}=25A\)，\(A\)為采煤工作面一次爆破的最大炸藥量（\(kg\)）。按人數(shù)計算：\(Q_{采}=4n\)，\(n\)為采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。按風(fēng)速進(jìn)行驗算：采煤工作面最低風(fēng)速不得低于\(0.25m/s\)，最高風(fēng)速不得超過\(4m/s\)。按最低風(fēng)速驗算時，\(Q_{采}=60×0.25S\)（\(S\)為采煤工作面平均斷面積，\(m^2\)）；按最高風(fēng)速驗算時，\(Q_{采}=60×4S\)。取上述計算結(jié)果的最大值作為采煤工作面的實際風(fēng)量。掘進(jìn)工作面風(fēng)量計算按瓦斯涌出量計算：\(Q_{掘}=100q_{掘}K_{掘}\)，\(q_{掘}\)為掘進(jìn)工作面瓦斯絕對涌出量（\(m^3/min\)），\(K_{掘}\)為掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，一般取\(1.5\)\(2.0\)。按二氧化碳涌出量計算：\(Q_{掘}=67q_{CO_2}K_{掘}\)。按炸藥使用量計算：\(Q_{掘}=25A\)。按局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量計算：\(Q_{掘}=Q_{扇}(1η)\)，\(Q_{扇}\)為局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量（\(m^3/min\)），\(η\)為風(fēng)筒的漏風(fēng)率，一般取\(0.1\)\(0.2\)。按風(fēng)速進(jìn)行驗算：煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面最低風(fēng)速不得低于\(0.25m/s\)，最高風(fēng)速不得超過\(4m/s\)；巖巷掘進(jìn)工作面最低風(fēng)速不得低于\(0.15m/s\)，最高風(fēng)速不得超過\(4m/s\)。按最低風(fēng)速驗算時，\(Q_{掘}=60×0.25S\)（煤巷、半煤巖巷）或\(Q_{掘}=60×0.15S\)（巖巷）；按最高風(fēng)速驗算時，\(Q_{掘}=60×4S\)。取上述計算結(jié)果的最大值作為掘進(jìn)工作面的實際風(fēng)量。硐室風(fēng)量計算爆破材料庫風(fēng)量計算：每小時不得小于其容積的\(4\)倍，即\(Q_{庫}=4V\)，\(V\)為爆破材料庫的容積（\(m^3\)）。充電硐室風(fēng)量計算：按回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^\(0.5\%\)計算，即\(Q_{充}=100q_{充}\)，\(q_{充}\)為充電硐室瓦斯絕對涌出量（\(m^3/min\)）。其它硐室風(fēng)量計算：根據(jù)硐室內(nèi)的設(shè)備數(shù)量、發(fā)熱量等因素，參照經(jīng)驗值確定，一般每\(kW\)設(shè)備容量供風(fēng)量為\(0.51m^3/min\)。其它地點風(fēng)量計算井下機(jī)電設(shè)備硐室、材料庫、井底車場等地點的風(fēng)量，根據(jù)實際需要，按經(jīng)驗值或通過計算確定，以保證該地點空氣溫度、瓦斯?jié)舛鹊确弦?guī)定要求。井下行人巷道、運(yùn)輸巷道等，按最低風(fēng)速驗算，即煤巷、半煤巖巷最低風(fēng)速不得低于\(0.25m/s\)，巖巷最低風(fēng)速不得低于\(0.15m/s\)。2.按通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力計算計算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)阻首先，對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化，將巷道劃分成若干段，計算每段巷道的風(fēng)阻\(R\)。風(fēng)阻計算公式為\(R=\frac{αL}{S^3}\)，其中\(zhòng)(α\)為巷道摩擦阻力系數(shù)，\(L\)為巷道長度（\(m\)），\(S\)為巷道斷面積（\(m^2\)）。不同支護(hù)方式的巷道摩擦阻力系數(shù)取值不同，可參考相關(guān)手冊。對于串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，總風(fēng)阻\(R_{串}=R_1+R_2+\cdots+R_n\)（\(R_1\)、\(R_2\)、\(\cdots\)、\(R_n\)為各段巷道風(fēng)阻）。對于并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，總風(fēng)阻\(R_{并}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}\)（\(R_1\)、\(R_2\)為并聯(lián)巷道風(fēng)阻）。計算礦井總風(fēng)量根據(jù)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓\(H\)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)總風(fēng)阻\(R\)，利用公式\(Q=\sqrt{\frac{H}{R}}\)計算礦井總風(fēng)量。通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓可通過風(fēng)機(jī)性能曲線或現(xiàn)場實測獲得。五、風(fēng)量計算實例1.某礦井概況該礦井開采煤層為單一煤層，井田面積\(20km^2\)，設(shè)計生產(chǎn)能力\(0.9Mt/a\)。井下布置有一個采煤工作面、三個掘進(jìn)工作面，以及若干硐室和其它巷道。2.風(fēng)量計算過程按井下同時工作的最多人數(shù)計算經(jīng)統(tǒng)計，井下同時工作的最多人數(shù)為\(400\)人，則礦井總風(fēng)量\(Q=4×400×1.2=1920m^3/min\)。采煤工作面風(fēng)量計算采煤工作面瓦斯絕對涌出量\(q_{采}=1.5m^3/min\)，瓦斯涌出不均衡系數(shù)\(K_{采}=1.4\)。按瓦斯涌出量計算，\(Q_{采}=100×1.5×1.4=210m^3/min\)。采煤工作面一次爆破的最大炸藥量\(A=3kg\)，按炸藥使用量計算，\(Q_{采}=25×3=75m^3/min\)。采煤工作面同時工作的最多人數(shù)\(n=30\)人，按人數(shù)計算，\(Q_{采}=4×30=120m^3/min\)。采煤工作面平均斷面積\(S=20m^2\)，按最低風(fēng)速驗算，\(Q_{采}=60×0.25×20=300m^3/min\)；按最高風(fēng)速驗算，\(Q_{采}=60×4×20=4800m^3/min\)。取上述計算結(jié)果的最大值\(4800m^3/min\)。綜合比較，采煤工作面所需風(fēng)量\(Q_{采}=4800m^3/min\)。掘進(jìn)工作面風(fēng)量計算第一個掘進(jìn)工作面瓦斯絕對涌出量\(q_{掘1}=0.8m^3/min\)，瓦斯涌出不均衡系數(shù)\(K_{掘1}=1.8\)。按瓦斯涌出量計算，\(Q_{掘1}=100×0.8×1.8=144m^3/min\)。該掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥量\(A_1=2kg\)，按炸藥使用量計算，\(Q_{掘1}=25×2=50m^3/min\)。局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量\(Q_{扇1}=200m^3/min\)，風(fēng)筒漏風(fēng)率\(η=0.15\)，按局部通風(fēng)機(jī)的實際吸風(fēng)量計算，\(Q_{掘1}=200×(10.15)=170m^3/min\)。掘進(jìn)工作面斷面積\(S_1=12m^2\)，按最低風(fēng)速驗算，\(Q_{掘1}=60×0.25×12=180m^3/min\)；按最高風(fēng)速驗算，\(Q_{掘1}=60×4×12=2880m^3/min\)。取上述計算結(jié)果的最大值\(2880m^3/min\)。綜合比較，第一個掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量\(Q_{掘1}=2880m^3/min\)。同理，可計算出第二個、第三個掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量分別為\(2500m^3/min\)、\(2200m^3/min\)。硐室風(fēng)量計算爆破材料庫容積\(V=50m^3\)，風(fēng)量\(Q_{庫}=4×50=200m^3/h\)，換算為\(3.33m^3/min\)。充電硐室瓦斯絕對涌出量\(q_{充}=0.2m^3/min\)，風(fēng)量\(Q_{充}=100×0.2=20m^3/min\)。其它硐室根據(jù)設(shè)備容量計算，總設(shè)備容量為\(500kW\)，每\(kW\)設(shè)備容量供風(fēng)量按\(0.8m^3/min\)計算，則其它硐室風(fēng)量\(Q_{其}=500×0.8=400m^3/min\)。礦井總風(fēng)量計算礦井總風(fēng)量\(Q=Q_{采}+Q_{掘1}+Q_{掘2}+Q_{掘3}+Q_{庫}+Q_{充}+Q_{其}\)\(=4800+2880+2500+2200+3.33+20+400\)\(=12803.33m^3/min\)3.風(fēng)量計算結(jié)果分析通過計算可知，該礦井按井下同時工作的最多人數(shù)計算的風(fēng)量為\(1920m^3/min\)，而按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點實際需要風(fēng)量的總和計算的風(fēng)量為\(12803.33m^3/min\)。實際需要風(fēng)量大于按人數(shù)計算的風(fēng)量，因此應(yīng)以按實際需要風(fēng)量計算的結(jié)果為準(zhǔn)。同時，對各地點的風(fēng)量計算結(jié)果進(jìn)行風(fēng)速驗算，確保各地點風(fēng)速符合規(guī)定要求，保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。六、風(fēng)量調(diào)節(jié)與控制1.調(diào)節(jié)方法增阻調(diào)節(jié)法：在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中增加風(fēng)阻，如設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗等，來改變風(fēng)量分配。降阻調(diào)節(jié)法：降低某些巷道的風(fēng)阻，如擴(kuò)大巷道斷面、清理巷道雜物等，以增加該巷道的風(fēng)量。輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法：在局部地點安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)，增加風(fēng)量，改善通風(fēng)狀況。2.控制措施定期對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和監(jiān)測，包括風(fēng)量、風(fēng)速、瓦斯?jié)舛取囟鹊葏?shù)，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)量異常情況。安裝風(fēng)量監(jiān)測裝置，實時顯示各地點的風(fēng)量數(shù)據(jù)，便于及時調(diào)整。制定風(fēng)量調(diào)節(jié)方案，根據(jù)生產(chǎn)變化和通風(fēng)系統(tǒng)狀況，適時進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，確保通風(fēng)系統(tǒng)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。七、安全注意事項1.風(fēng)量計算必須準(zhǔn)確可靠，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和方法進(jìn)行，確保計算結(jié)果能滿足礦井安全生產(chǎn)的需要。2.在進(jìn)