對(duì)國(guó)有煤礦礦井通風(fēng)能力核定風(fēng)量計(jì)算的一點(diǎn)看法

PAGE對(duì)國(guó)有煤礦礦井通風(fēng)能力核定風(fēng)量計(jì)算的一點(diǎn)看法摘要筆者在分析礦井采掘工作面需風(fēng)量計(jì)算的依據(jù)、原則、基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)上按使用量計(jì)算公式計(jì)算需風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際需風(fēng)量的不足，結(jié)合傳統(tǒng)上采掘工作面需風(fēng)量計(jì)算方法，首次引入了一個(gè)新的計(jì)算方法，并給予了量化，為我省礦井通風(fēng)能力核定即采掘工作面需風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)提供了理論基礎(chǔ)，供我省從事通風(fēng)工作的同仁參考。關(guān)健詞：通風(fēng)能力核定、采掘工作面需風(fēng)量、計(jì)算、看法近年來(lái)，我國(guó)部分高瓦斯煤礦因超能力生產(chǎn)而導(dǎo)致重大事故時(shí)有發(fā)生，因此，20版采掘《煤礦安全規(guī)程》第一百零四條之規(guī)定，必須按實(shí)際供風(fēng)量核定礦井產(chǎn)量?！痢潦〉胤絿?guó)有煤礦一般采用平峒暗斜井開采，可采煤層均為中厚、薄煤層，煤層賦存條件較差，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋，用風(fēng)地點(diǎn)點(diǎn)多面廣，單產(chǎn)單進(jìn)低，多區(qū)段、多水平同時(shí)生產(chǎn)。礦井均為低瓦斯礦井。煤塵不可爆，巷道斷面較小。?！痢潦〉胤絿?guó)有煤礦，由于受地質(zhì)影響，采煤工作面不容易形成正規(guī)工作面，大部分使用中深孔爆破進(jìn)行回采，采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，局部通風(fēng)所用風(fēng)筒均在φ400MM以下，所用局部通風(fēng)機(jī)功率均在5.5kw以下，工作面串聯(lián)通風(fēng)現(xiàn)象較為普遍，由于××省國(guó)有煤礦均為低瓦斯礦井，不同于其它產(chǎn)煤省的礦井，礦井通風(fēng)的主要任務(wù)是排出粉塵、瓦斯等有毒有害氣體，采掘工作面對(duì)稀釋瓦斯所需的新鮮風(fēng)量較大。因此，其特點(diǎn)決定了礦井生產(chǎn)能力核定時(shí)采掘工作面的需風(fēng)量計(jì)算不能類同于其它產(chǎn)煤省的算法，否則，實(shí)際工作中會(huì)造成礦井通風(fēng)能力核定偏小，制約礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮。那么××省礦井通風(fēng)面臨的實(shí)際問題是什么呢？礦井通風(fēng)的主要任務(wù)是排除炮煙、創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境，采掘工作面就是圍繞主要任務(wù)進(jìn)行風(fēng)量計(jì)算。采掘工作面需風(fēng)量計(jì)算可分為以下三個(gè)方面：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百零三條之規(guī)定，煤礦企業(yè)根據(jù)具體情況，制定需風(fēng)量的計(jì)算方法。采掘工作面需風(fēng)量的計(jì)算，可分為以下三種：1、殘采采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。按瓦斯涌出量計(jì)算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min;Qgwi第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量,m3/min;Kgwi第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取1.4~2.0;實(shí)際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計(jì)算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個(gè)采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當(dāng)量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風(fēng)時(shí)間，minCp通風(fēng)所能達(dá)到的允許濃度（Cp=0.02%）實(shí)際工作中取Awi為5Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人員數(shù)量計(jì)算Qwi=4×Nwi實(shí)際工作中取Nwi,為10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i個(gè)掘進(jìn)工作面運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量Khfi為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備系數(shù)，一般取1.2~1.3,進(jìn)風(fēng)巷道中無(wú)瓦斯涌出時(shí)取1.2,有瓦斯涌出時(shí)取1.3。實(shí)際工作中取Qhfi為90m3/min,Khfi為1.2那么Qwi=1.2×90=108m3/min;（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量；Qwi=60×0.25×Swi實(shí)際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量；Qwi=60×4×Swi,實(shí)際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上計(jì)算可知,殘采工作面的需風(fēng)量,實(shí)際工作中由局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量及使用量決定,而局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量,則由局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒送風(fēng)距離決定,實(shí)際工作中取110m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實(shí)際吻合。2、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算煤巷、半煤巷、和巖巷掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量計(jì)算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量,m3/min;Qgwi第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯絕對(duì)涌出量,m3/min;Kgwi第i個(gè)掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取巧1.5~2.0;實(shí)際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計(jì)算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當(dāng)量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風(fēng)時(shí)間，minCp通風(fēng)所能達(dá)到的允許濃度（Cp=0.02%）半煤巖按Qwi=〖0.001×（Awi1×b1＋Awi2×b2）〗÷（τ×Cp）實(shí)際工作中巖巷取Awi為10Kg,b為40L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×10×40）÷（30×0.02%）=66.7m3/min煤巷取Awi為3Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×3×100）÷（30×0.02%）=50m3/min半煤巖供風(fēng)量介于兩者之間。（3）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算Qhi=Qhfi×Khfi式中Qhfi第i個(gè)掘進(jìn)工作面運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量Khfi為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備系數(shù)，一般取1.2~1.3,進(jìn)風(fēng)巷道中無(wú)瓦斯涌出時(shí)取1.2，有瓦斯涌出時(shí)取1.3實(shí)際工作中取Qhfi為90m3/min,Khfi為1.2那么Qhi=1.2×90=108m3/min;（4）按工作人員數(shù)量計(jì)算Qhi=4×Nhi實(shí)際工作中取Nwi,為了10那么Qhi=4×10=40m3/min;（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量Qhi=60×0.15×Shi實(shí)際工作中取Shi為5m2,那么Qhi=60×0.15×5=45m3/min各個(gè)煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量:Qhi=60×0.25×Sdi實(shí)際工作中取Sdi為5m2,那么Qhi=60×0.25×5=75m3/min按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)量Qhi=60×4×Sdi式中Sdi第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積,m2實(shí)際工作中取Sdi為5m2,那么Qhi=60×4×5=1200m3/min由以上計(jì)算可知,掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量,實(shí)際工作中由局部通風(fēng)機(jī)決定,而局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量,則由局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒送風(fēng)距離決定,煤巷、半煤巷掘進(jìn)中，所需的量不大，全巖巷掘進(jìn)所需的量大，但仍小于局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量。實(shí)際工作中取110m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實(shí)際吻合。3、正規(guī)采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算（不常見），應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量計(jì)算Qwi=100×Qgwi×Kgwi式中Qwi第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min;Qgwi第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量,m3/min;Kgwi第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù),炮采工作面取巧1.4~2.0;實(shí)際工作中取Qgwi為0.5m3/min;Kgwi為1.8，那么Qwi=100×0.5×1.8=90m3/min;（2）按使用量計(jì)算Qwi=（0.001×Awi×b）÷（τ×Cp）Awi第i個(gè)采煤工作面一次爆破的最大量，Kg b每K生的CO當(dāng)量，L,煤巷爆破為100L/Kg,巖巷爆破為40L/Kgτ爆破后的通風(fēng)時(shí)間，minCp通風(fēng)所能達(dá)到的允許濃度（Cp=0.02%）實(shí)際工作中取Awi為5Kg,b為100L,τ為30min,Cp為0.02%那么Qwi=（0.001×5×100）÷（30×0.02%）=83.3m3/min;（3）按工作人員數(shù)量計(jì)算Qwi=4×Nwi實(shí)際工作中取Nwi,為10那么Qwi=4×10=40m3/min;（4）按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算Qwi=60×Vwi×Swi×Kwi式中Vwi第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速,m/sSwi第i個(gè)采煤工作面的有效通風(fēng)斷面,取最大和最小控頂時(shí)有效通風(fēng)斷面的平均值,m2Kwi第i個(gè)采煤工作面的長(zhǎng)度系數(shù)；實(shí)際工作中取Vwi為0.8m/s,Swi為4m2,Kwi為0.8那么Qwi=60×0.8×4×0.8=153.6m3/min（5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量；Qwi=60×0.25×Swi實(shí)際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×0.25×3=45m3/min按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量；Qwi=60×4×Swi,實(shí)際工作中取Swi為3m2,那么Qwi=60×4×3=720m3/min由以上計(jì)算可知,正規(guī)采煤工作面需風(fēng)量,實(shí)際工作中由按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算決定,而工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算,則由Vwi、Swi、Kwi三者決定,事實(shí)上，我省一個(gè)礦井即使有20~30個(gè)工作面，其正規(guī)工作面也不會(huì)超過3~4個(gè)，因此，其需風(fēng)量計(jì)算對(duì)礦井總需風(fēng)量計(jì)算不至于起決定作用。實(shí)際工作中取160m3/min,即可滿足安全生產(chǎn)要求。與實(shí)際吻合。結(jié)束語(yǔ)通過上述計(jì)算，我們可以得出結(jié)論：殘采工作面的需風(fēng)量、掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量,取110m3/min可滿足安全生產(chǎn)要求；正規(guī)采煤工作面需風(fēng)量，取160m3/min,可滿足安全生產(chǎn)要求。值得注意的是：若使用原來(lái)的計(jì)算公式Q=25×A，一個(gè)用了10KG的掘進(jìn)工作面，其需風(fēng)量可達(dá)到250m3/min，顯然與實(shí)際不符。這也是作者撰寫本文的目的。采掘工作面需風(fēng)量計(jì)算及定量化，不僅是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是礦井通風(fēng)能力核定計(jì)算的關(guān)鍵程序，其所占的風(fēng)量為礦井總風(fēng)量的90%以上，采掘工作面需風(fēng)量計(jì)算的準(zhǔn)確與否，不僅關(guān)系到通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)，還關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。只有做好采掘工作面定量工作,才能做好生產(chǎn)礦井的通風(fēng)能力核定，才可以為礦井生產(chǎn)計(jì)劃的安排提供科學(xué)依據(jù)；；防止超通風(fēng)能力進(jìn)