泰和矿通风系统研究.docx

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1、本科论文摘 要矿井下的工作环境很差。矿井环境的呼吸系统等通风系统的研究将直接影响到井下空气的转化。矿井通风的首要任务是不断向矿井工作场所输送新鲜的空气，稀释和有效率的排放煤炭所生产过程中的所有有毒、有害、窒息性、易燃或易爆粉尘和水蒸气，调节井下气候条件，营造安全的生产环境，保证设备的正常使用，保证操作人员的身体健康和安全，从而达到安全生产的目的。煤矿通风系统是煤矿安全生产的基础，是煤矿井下经常见到的通风设施和构筑物。由通风 电源、动力各巷道形成的网络和控制风流的所有设备设施而组成，例如主扇风机、局部风机、风幛、风门、风窗、风桥、风墙、风笛、测风站等。这些由通风电源、动力各巷道形成的网络和控制风

2、流的所有设备设施而组成，统称为通风系统。煤矿通风系统在煤矿安全生产中起着十分重要的作用，是煤矿安全生产的基础。随着井下开采技术不断提高和矿井生产力的增强，在世界上有很多的矿井已经将带区的范围不断的扩大，这样可以减少巷道的数目，从而为矿井的建设费用节省了很大的一部分。将节省的费用用在其它建设项目中是非常合理的。随着生产技术的不断完善，逐渐的发展成为有利于煤炭开采的技术，应根据煤层的实际情况，综合准备方式及开采技术的发展，合理的使用集中布置方式。关键词：煤矿安全；矿井通风；安全监测；安全生产AbstractThe working conditions under the mine are very

3、 bad. The study of ventilation system such as respiratory system in mine environment will directly affect the conversion of underground air. The priority of mine ventilation is to mine the workplace conveying fresh air, dilution and efficient coal produced in the process of all poisonous and harmful

4、 emissions, suffocating, inflammable or explosive dust and water vapor, adjust downhole conditions, to create a safe production environment, to ensure the normal use of equipment, to ensure that the operating personnel health and safety, thus achieve the goal of safe production. Coal mine ventilatio

5、n system is the basis of coal mine safety production, and it is often seen in coal mine underground ventilation facilities and structures. It consists of a network of ventilation power sources and power tunnels and all the equipment and facilities that control the wind flow, such as the main fan, th

6、e partial fan, the bratement, the air door, the wind window, the wind bridge, the wind wall, bagpipes and anemometer stations. These are composed of the network formed by the ventilation power supply and power tunnels and all the equipment and facilities that control the airflow, collectively referr

7、ed to as the ventilation system. Coal mine ventilation system plays a very important role in coal mine safety production and is the basis of coal mine safety production.With the continuous improvement of underground mining technology and the enhancement of mine productivity, a lot of mines in the wo

8、rld have been expanding the scope of their zones, which can reduce the number of roadway, thus saving a large part of the cost of mine construction. It is quite reasonable to apply the savings to other construction projects. With the continuous improvement of production technology, gradually develop

9、ed into a technology conducive to coal mining, should be based on the actual situation of coal seam, comprehensive preparation and development of mining technology, rational use of centralized arrangement.Key words：coal mine safety；mine ventilation；safety monitoring；safety production目 录第1章 矿井概况11.1

10、位置与交通11.2 自然地理11.2.1 地形地貌11.2.2矿井地层与构造21.3 煤层与煤质41.3.1 井田含煤地层41.3.2 煤质51.4 矿井开拓与开采51.5 瓦斯、煤尘和煤的自燃61.5.1 矿井瓦斯61.5.2 煤尘的各种爆炸性及可燃煤的各种自燃性和倾向性7第2章 通风系统的选择92.1 矿井通风方法92.1.1 抽出式通风92.1.2 压入式通风92.1.3 混合式通风92.2 矿井通风方式102.2.1 中央式102.2.2 对角式102.2.3 分区式102.2.4 混合式112.3 泰和煤矿的通风系统选择113.1 风量计算123.1.1 回采工作面实际所需风量的计算

11、123.1.2 掘进工作面所需实际风量的计算143.1.3 硐室所需风量的计算153.1.4 矿井总需风量的计算153.2 风量分配15第4章 通风阻力计算174.1 矿井通风总阻力的计算原则174.2 通风阻力测量方法174.2.1 倾斜压差计法174.2.2 基点法184.2.3 比值校正法184.2.4 逐点测量法184.2.5 同步法184.3 通风阻力数据计算处理184.4 矿井通风阻力分布情况20第5章 主要通风机选型215.1 矿井通风系统的要求215.2 主要通风机的选择21第6章 概算矿井通风费用236.1 通风的耗电量236.1.1 主要通风的耗电量236.1.2 局部通风

12、机耗电量236.1.3 通风总耗电量236.2 通风费用23附录一 中文译文24附录二 外文原文第1章 矿井概况1.1 位置与交通泰和煤矿成立于2000年4月28日，是抚顺矿业集团公司原龙凤矿破产后重组的企业。井田是原龙凤矿井田向斜轴北翼的一部分，地质储量1904.6万吨。2010年矿井核定年生产能力90万t/a。井田位于抚顺煤田的东部，原龙凤井田的北部，即原龙凤矿井田向斜轴北翼-350m标高以上和-570m标高以上的一部分。该地坐标为东经12351321232417，北纬317107433220。平均长度1.8935km，南北的宽度1.4km，井田的面积1.6446km2。矿区内有铁路与国铁

13、相连，公路四通八达，交通极为便利，详见图1-1。图1-1 泰和煤矿交通位置图1.2 自然地理1.2.1 地形地貌矿区属浑河一级阶地地貌，地形坡度010，海拔标高50106m，大部分为90m左右。区内植被不发育，多是低矮茅草，海新河在矿东部通过，流向东北方向。矿区属中温带大陆性季风气候。全年主导风向为东北风，春季风力较大，夏季风力最小。年平均风速2.3m/s，年平均气温6.7，7月最热，平均气温22.7，最高气温36.5，冬季最冷1月，平均气温-13.8，最低气温-40。年平均降雨量800mm，多集中在78月。结冰期112161d，冻结的深度可达1.21.4m。1.2.2矿井地层与构造矿井含煤地

14、层属新生界下第三系抚顺群，下始新统之古城子组，井田位于抚顺煤田的东部。龙凤向斜呈东西展布，轴向近东西走向，剖面呈不对称“U”型，西部轴底煤层底板标高-658m，中部轴底标高-625m，东部轴底标高-720m。其南翼近似单斜，煤岩层倾角较陡，一般在2545之间；北翼煤层倾角较缓，一般为1025，但北翼-400m标高以上则倾角比较大，最大倾角达60。井田除了褶皱构造外还有断裂构造、岩浆构造等。（1）井田地层地层层序自下而上为鞍山群花岗片麻岩构成煤田基底；其上为中生界下白垩系龙凤坎组的紫色页岩、砂页砾岩层，不整合于花岗片麻岩之上；新生界下第三系，老屋台组玄武岩未整合于龙峰坎组，老屋台组凝灰岩未整合于

15、李子组主煤层老屋台组，吉军屯组油页岩，西小岛组绿页岩和耿家街组褐页岩连续沉积；第四系为冲积层的黄土、河砂、砾石等组成，不整合复于上述地层的浸蚀面上，见表1-1所示。（2）断层龙凤井田共有矿区编号的大断层14条，其中构成井田边界的断层4条，井田南翼有8条，井田北翼有2条。其中F7、F13、F14、F18构成井田边界断层；井田南翼有F8、F9、F10、F11、F12、F19、F20、F21；井田北翼有F23、F24。除F18号为逆断层外，井田实见断层均为正断层。井田内还有很多中、小断层，存在一定的规律性。泰和煤矿井田内主要断层情况如表1-2所示。表1-1 井田地层表地层系统层厚（m）最小最大平均值

16、累厚（m）界系群统组段新生界KZ第四系Q3151212下第三系E抚顺群Ef中上始新统耿家街组褐色页岩111338224236续表1-1 井田地层表地层系统层 厚（m）最小最大平均值累厚（m）界系群统组段新生界KZ下第三系E抚顺群Ef中上始新统西露天组绿色页岩137600460696计军屯组油页岩9012095791下始新统古城子组主煤层469077868古新统栗子沟组凝灰岩93016884老虎台组玄武岩1412001821066中生界MZ下白垩系K下白垩统龙凤坎组页 岩砂 岩砾 岩475001001166太古界N鞍山群花 岗片麻岩不详表1-2 泰和煤矿主要断层概况编号断层地点种类走向（）倾向（

17、）倾角（）倾斜断距（m）F13井田东部北边界正断901241802146782204554F15井田东部正断7034055602540F18井田西部北边界逆断180904560约450F23井田东部南边界正断273279407540752152F24井田东部南翌正断近东西北倾30751418（3）地质构造抚顺聚煤盆地含煤地层发生沉积后，受到喜马拉雅运动影响，盆地南北两侧产生挤压压力，使煤系原始状态变形破坏，遭到破坏，形成褶皱和断层。褶皱构造：龙凤向斜轴向靠近东朝向西，属不对称的U型完整向斜。轴面朝向南倾斜5060左右，轴部的煤层伴有小的褶皱。向斜南方向煤层倾角2545；向斜北翼方向煤层倾角10

18、25。但在-400m以上变的陡凸，最大倾斜度为60。断层构造：龙风煤矿向斜北翼断层2条，其一是F23号断层，走向N275N281，向南倾斜，倾角为4075，倾斜断距2253m；其二是F24号断层。走向近东西，倾向北，倾角3075，倾斜断距14m18m。岩浆岩倾入情况：龙凤井田岩浆为新生代下第三纪。玄武岩体构成了老虎台组地层，而凝灰岩生成了粟子沟组地层，它们都位于古城子组地层的底部。岩浆岩遍全井田，呈层状分布，岩浆岩的形态、产状要素与一层煤一致，在主煤层下面。主煤层第一煤层无岩浆岩侵入1.3 煤层与煤质1.3.1 井田含煤地层矿区为古城子组，含特厚煤层，即一个煤层。它是煤矿开采的主要煤层。煤层分

19、为四层，即三，四，五和六。这六层不是可开采的。四层和五层的平均煤厚是1789万，最大厚度为2652万，最小厚度为334米变化的规律是从西到东，从南到北。井田北翼岩石一般为褐黑褐色、灰白色、灰褐色泥质页岩、碳质页岩、粉砂岩，大于0.20m以上的夹石约有9层。煤层顶板为油页岩，煤层底板为凝灰岩（遇水膨胀）。由于矿区北翼成煤基底不均匀，后期构造运动使煤层中小型张开褶皱，北翼煤层赋存状态发生了一定程度的变化，趋势和趋势没有明显规律。（1）三分层煤：节理发育，宏观上为透镜状亮煤。主要由亮煤组成，镜质体呈条状，光泽强烈，一般与玻璃光泽相似。带状结构不明显，内生裂纹发育，大多呈片状破碎，含少量颗粒琥珀。煤层

20、厚度715m，夹矸57层，最厚在本区中部为12m，最薄0.1m，由灰色、褐色泥质粉砂岩、烛煤、炭质泥岩和扁豆体状粗砂岩组成。（2）四分层煤：呈带状半亮煤，亮、暗煤呈带状分布，光泽强，以亮煤为主，混有镜质体条带，胶结性强，呈厚层状或块状，具棱角状和不平整状断口，含有层状琥珀，煤层厚度514m，煤层夹矸810层，最厚3.0m，最薄0.2m。四分层下部多为煤矸互层，由灰色、褐色泥质粉砂岩、炭质泥岩、褐色片状泥岩、薄层扁豆体砂岩组成。（3）五分层煤：煤质较硬，块状，半暗型煤，光泽较弱，贝壳状断口，不含琥珀，煤层厚度0.31.3m，局部夹薄层褐色炭质泥岩，一般厚度在0.20.3m之间变化。（4）六分层煤

21、：位于五分层底板凝炭质泥岩之中，为暗淡型煤，以暗煤为主，光泽暗淡，块状构造，煤质坚硬，煤层厚度0.30.8m，此煤层赋存状态不稳定，煤厚变化大，本区不可采。本井田煤层顶板为油母页岩，全层发育一般为褐色，层状构造，参差状断口，具油脂感，性脆易碎，风化后呈片状，易冒落，含有完整的动植物化石。顶板油母页岩层厚90120m。煤层底板为为灰白色、灰色凝炭质泥岩和凝炭质砂岩，黑色火山碎岩组成，块状而软，遇水膨胀。1.3.2 煤质一层煤煤质特征为低-中灰分、特低硫分、低磷的气煤。矿物杂质较少，煤质优良，可供炼焦用做配焦煤。其主要指标如下：（1）原煤分析基水分：一般为34%。（2）原煤干基灰分：一般为8-15

22、%，属中、低灰煤。（3）原煤干燥没有灰挥发分：一般43-48%，高挥发分煤。（4）原煤干燥基硫磷含量：原煤硫含量0.37-0.73%，平均0.57%，属于低硫煤；原煤磷含量0.0034-0.076%，平均0.025%，属低磷煤。（5）发热量：原煤的发热量为27.17-29.26mj/kg，平均值为27.97mj/kg；精煤发热量为29.26-30.10mj/kg，平均值为29.97mj/kg。（6）煤的灰熔点，一般1400，属较高灰熔点煤。（7）容重：一般为1.281.33t/m3，平均1.3t/ m3。（8）炭含量：6583%。1.4 矿井开拓与开采本矿井开拓方式采用斜井阶段水平式，现有4条

23、斜井布置在井田中央，其中入风井3条、回风井1条，主要运输大巷和回风大巷沿煤层底板走向布置，东西两翼开采。矿井主采煤层为单一特厚煤层，煤层平均厚度818m，现有1个采煤工作面（第十二面）正常生产，2个掘进工作面（西部区第十三准备面运输顺槽掘进工作面、西部区第十三准备面开切眼掘进工作面）。开采的水平为-440-530m，采煤方法是后退式。煤矿开采技术是爆破、落煤和放顶煤。全顶梁组合悬挂液压支架支撑顶板，采空区自然垮落。巷道掘进使用EBZ132掘进机，实现了掘进机械化，巷道支护采用U型钢支护、锚网U型钢支护、锚喷等支护方式。图1-3 矿井采掘工程平面图1.5 瓦斯、煤尘和煤的自燃1.5.1 矿井瓦斯

24、在泰和煤矿成立起初时，井田范围内一部分煤层的上幅已被前龙凤矿采完，已采部分主要分布在本井田的深部，因此最深部煤层原始瓦斯压力和含量已无从考证。泰和煤矿和沈阳研究院合作对龙凤矿未采动的区域的原始煤体布置测点进行了测定，原煤体最大瓦斯压力0.72mpa，最大瓦斯含量5.99m3/t。根据2012年瓦斯等级评价结果（辽煤生产201286号），矿井相对气体排放量33.99m3/t，绝对气体排放量52.60m3/min，二氧化碳相对排放量1.72m3/t，绝对排放量2.66m3/min。2012年以前按照规定每年均进行矿井瓦斯等级鉴定，并由辽宁安达煤矿技术服务公司进行鉴定，并出具鉴定报告。2013年起按

25、照安监总煤装2011162号文件精神由矿方进行自鉴，但矿井一直按照突出矿井管理。表1-4 20122015年矿井瓦斯等级鉴定结果年份相对瓦斯涌出量（m3/t）绝对瓦斯涌出量（m3/min）瓦斯等级备注（批准文件）201233.9951.60突出矿井辽煤生产2012386号201326.3351.03突出矿井矿方自鉴201453.9263.37突出矿井矿方自鉴201522.5143.57突出矿井矿方自鉴201617.9135.84突出矿井矿方自鉴地面建立了新、老两座永久抽采泵站，安装抽放泵6台，井下形成了主管400mm、325mm两趟管路抽采系统，共接设管路7115m，两套抽采系统在地面和井下均

26、互为相连，担负着井下东、西两翼（采区）的瓦斯抽采工作。矿井抽采装备详见表1-5。表1-5 矿井抽采装备情况表地面老泵房抽放泵型号及台数2BE1-503（2台）抽放泵额定抽放量（m3/min）155抽放泵电机功率（kw）4002YK-110（2台）110250地面新泵房抽放泵型号及台数2BEC-80（1台）50012502BE1-503（1台）155400抽放管路直径及长度400mm抽放管路960m、377mm抽放管路1565m、325mm抽放管路3790m、219mm抽放管路800m瓦斯抽放方法本煤层抽放、迎头抽放，穿、顺层抽放、顶层抽瓦斯巷抽放。地面泵站负压（kPa）（5.06-13.35）

27、kpa瓦斯抽放浓度（%）30%以上这两种运作系统主要应用于回采工作面的顶部瓦斯长巷、采空区以及煤层。萃取的有效浓度不得低于30%，属于高浓度萃取。连续萃取时间长，萃取负压约6-7kpa。1.5.2 煤尘的各种爆炸性及可燃煤的各种自燃性和倾向性依据2011年中国相关地质科学调查报告科学工作者协会提供的中国相关地质调查数据信息，井田内各部分煤层灰和煤粉的连续燃烧爆炸火焰时间长度多为300mm400mm间，煤尘均匀且具备较强的燃烧爆炸性。各级煤井田内的部分煤层以及煤粉均因其属于明显的经由自燃产生发火性，自燃产生发火性的倾向相对较高且各等级均且较为易发生自燃。第2章 通风系统的选择2.1 矿井通风方法

28、矿井通风是矿井主通气器为矿井提供动力的方式。根据主风扇的位置，它们被分为三组，分为抽出式、压入式和混合式三种。2.1.1 抽出式通风抽出式通风方法是将主通风机安装在地面上，将地下的空气向外抽出，从而形成负压通风，使地下空气压力低于地面大气压风，排出的污水通风经由主进风口从排出井流到井下各个需要使用主出风机的主要地点。其特点是：（1）回风侧位于高负压区，进气侧位于低负压区。回流气流可以集中并迅速收集到回流空气系统中，然后排出井外。（2）通风设施的设计也有巧妙之处，为了方便操控和管制，将其安置在回风侧，便于车辆和人员通行。（3）当主风扇因故障而关闭时，矿井的空气压力必须恢复到局部大气压，压力增加。

29、采空区和封闭火区有害气体在一部分时间内不易喷出。主排风机安装在回风井口处。在主排风机的引导下，矿井通风系统的负压小于局部大气。当主风扇因故障而关闭时，地下通风气流的压力会增加，变得更加安全。2.1.2 压入式通风压力通风包括在地面上安装一个主风扇，在强制通风系统下将通风输送到地下，形成整个通风系统内的空气压力，必须高于所在地大气压力的正压通风。主送风机安装在进风口。当塌陷裂缝危及土壤时，从矿井强制通风区域流出的有害气体通过塌陷区域流出。当主风扇故障停止时，通风气流的压力就会降低。在强制通风的情况下，必须在回风井的进料线上安装更多的通风设备，使通风困难，泄漏更频繁。2.1.3 混合式通风混合通风

30、系统包括通风井和通风井形成一个整体通风系统，有三个以上的井，有一个对角线通风系统和一个中央通风系统。在混合通风系统中，可以区分中央通风系统、对角线混合通风系统、中央对角线混合通风系统和中央混合通风系统。混合通风系统主要包括上述各种通风系统的组合和发展。混合通风系统通常适用于长途工作、旧工作场所的改造和深度作业。煤层、竖井、矿井面积大产量或分区开发。2.2 矿井通风方式矿井在进回风巷都有着不同的位置，大致将通风系统可分为中央式、对角式、分区式和混合式。2.2.1 中央式“中央通风系统”是指通风井进出竖井中心的情况。根据倾斜矿井的不同位置，可以区分两种类型:中央除尘器和中央除尘器(中央边界型)。井

31、口位于它的中心位置，但在倾斜方向上有一定的距离。回井通常位于井场的较低边界。中央式通风的特点是：通风的道路较长、通风的阻力大、漏风量较大，但是施工所需要的周期少、延时通风非常方便，竖井短，通风管理简单，全矿易逆风。2.2.2 对角式对角线通风系统指的是两个机翼的对角线对角线和对角线对角线。两翼对角式：入口井通常位于一个井的中心，两个回风井(沿倾斜方向较浅)在井的边缘有两个对角线井。如果只有一个回风井，而回风方向在两个轴以上，则可以说是一个独特的对角线翼。矿井一般位于矿井的中心，所有巷道都安装了回流井。三维对角线是在每个提取区域内挖出一个小的回程井，并在没有完整回程通道的情况下，在矿井所在的中心

32、挖出一个回程井位于矿 田走向的中心，不设置总回风巷。对角式的特点是：安全逃生的出口较多，气流线路短小，空气阻力小，漏风量小，矿井内的空气压力稳定，但竖井井筒多，施工周期长，抗风困难。一般适用于建井初期或老矿山技术改革。2.2.3 分区式在井田的每个生产区，均挖进、回风井，形成单独的一个通风系统。优点：各采区之间相互不受到影响，可利于风量的调节；建井所需要的周期少；起初所需要的投资金额少，产出煤的效率快；安全逃生的出口多，抵抗灾害的有效能力强；进回风路线短，通风的阻力小。缺点：进风井、回风井过多，占用面积多、积压的煤层多；主要通风机分散，不宜管理；风井、主通风机使用的范围有限，更换频率过高、矿井

33、回风反风困难。适用的条件有：只有子区域的类型才能用于第一级挖掘中较浅和通常通风较差的巷道。此外，对于长或长煤层的开采或矿藏的开采。挖掘第一层时，只能使用分区的类型。另外，对于矿田走向过长、较多煤层的开采或者矿田走向、产出量较大、风量偏大、煤的自燃、煤跟瓦斯突出的矿井也都可采用分区式通风方式。2.2.4 混合式混合式是将上述模式混合而成的通风方式。混合喷嘴有一个加压风扇和一个进气风扇在回风口。通风系统在某种程度上,是一种积极的额定压力,在一定程度上得到负压和总的来说的一个中间立场的工作面,一个谦虚的积极或消极压力损失对采空区面积中气流。通风井的数量很高，通风量多，可以灵活的布置位置。其缺点就是风

34、机设备过多、难管理、风网结构复杂、气流不稳定。一般适用于矿场大、产量大、自燃倾向严重、瓦斯涌出量大的矿山。2.3 泰和煤矿的通风系统选择矿井通风方式及方法：4口斜井、3口进分井、1口回风井、1口、2口、4口进水井；3个回风井。通风方式为机械抽出式。回风竖井安装形式为FBCDZ24/228轴流风机，2台，1用1备，风量范围3600-8700m3/min，风压范围1200-4300pa，电机型号YBB450M1-8，额定功率2280KW。矿井配备有2台FBD-7.1、6台FBD-6.3和4台FBD-6.3本地风机。矿井-440m大巷为主入风巷，-530m大巷为辅助进风巷。-400m大巷为总回风巷。

35、矿井布置两个采区，为了实现区域通风，特别需要一条返回通道。工作面和掘进工作面都有独立的通风系统。掘进工作面采用局部风机强制通风。第3章 风量计算及风量分配3.1 风量计算3.1.1 回采工作面实际所需风量的计算（1）按瓦斯涌出量排出计算计算泰和煤矿平均绝对排放量：2016年按规定进行瓦斯等级评价，矿井相对瓦斯排放量为17.91m3/t，绝对瓦斯排放量为35.84m3/min，矿井瓦斯等级按原龙凤煤矿评价结果执行，是煤与瓦斯突出矿井。泰和煤矿和沈阳研究院合作对龙凤矿未采动的区域的原始煤体布置测点进行了测定，原始煤体最大瓦斯压力为0.72MPa，最大瓦斯含量为5.99 m3/t。根据2012年瓦斯

36、等级评价结果（辽煤生产2012386号），矿井相对瓦斯涌出量33.99m3/t，绝对瓦斯涌出量52.60m3/min，二氧化碳相对排放量1.72m3/t，绝对排放量2.66m3/min。按工作面回风巷气流中瓦斯浓度不超过1%的要求计算。即3-1式中：Qai回采工作面需要风量：m3/min；qai回采工作面回风巷气流中瓦斯的平均绝对排放量，m3/min；Kai回采工作面内瓦斯涌出不平衡系数，取1.22.1。（2） 根据所在工作面的温度选择合适的风速计算表3-1 主通风机能力、运转参数通风机型号主扇电机功率（KW）主扇排风量（m3/min）矿井负压（Pa）通风方法FBCDZ-24228049601

37、2004300机械抽出式矿井的总进风量为4670m3/min，总回风量4690m3/min，矿井空气过剩系数为1.15，矿井及矿区有效风量率为89.7%。工作面应在较好的气候条件进行，回采工作面气温与风速的关系应符合表3-2的要求。表3-2回采工作面气温与风速的关系回采工作面的空气温度/回采工作面的风速Vai/ms-1150.30.515180.50.818200.81.020231.01.523261.21.8取工作面气温2326，相应风速1.8m/s，因此工作面所需风量为3-2式中：Vai回采工作面的风速，m/s；Sai回采工作面的平均断面积，=3（8-0.3），m2；M煤层开采厚度，m。

38、（3）按回采工作面同时工作人数计算3-3式中：回采工作面同时工作的最多人数，60人。（4）工作面所需风量选择以上计算所得的最大值，即2000 m3/min。所以，该区域回采工作面的所需总风量为6312 m3/min。（5）进行风速验算3-43-5式中：Sai回采工作面平均截面积，m2。符合要求。3.1.2 掘进工作面所需实际风量的计算（1）按照瓦斯涌出量计算每月掘进275m，巷道断面13 m2的掘进工作面，掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量为1.28m3/min。3-6式中：Qbi单个掘进工作面所需风量，m3/min；qbi掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量，m3/min；Kbi掘进工作面瓦斯涌出不

39、平衡系数，取1.52.0。（2）根据局部风机吸入风量计算所需风量3-7式中：单个掘进工作面所需风量，m3/min；同时运行的本地风扇数，台。（3）按掘进工作面同时作业人数计算需要风量3-8式中：掘进工作面同时工作的最多人数，=30人。通过以上计算，各掘进工作面所需风量选择最大值200m3/min。（4）按风速进行验算掘进工作面风量为3-9式中：Sbi掘进巷道的断面积，m2。计算结果200 m3/min195 m3/min，所以满足条件。由于有两个掘进工作面，因此带区内掘进工作面所需的总风量为3.1.3 硐室所需风量的计算（1）粉仓所需风量粉仓所需风量按照经验取m3/min；（2）带区变电所所需

40、风量带区变电所 m3/min；（3）中央充电硐室所需风量中央充电硐室所需风量按经验取 m3/min；根据以上数值，硐室所需的总风量为：=280 m3/min。3.1.4 矿井总需风量的计算矿井总进风量为采煤、掘进、硐室等场所所需风量之和，并乘以适当系数。即：=（+）3-10式中：全矿井的总需风量，m3/min；采煤实际需要的总风，m3/min；掘进实际需要的总风，m3/min；井下各个硐室需风量的总和，m3/min；矿井通风系数，取1.201.25。3.2 风量分配在矿井总供风量中，减去回采工作面所需风量、其它巷道所需风量，再对剩余的风量、与漏风量按产量比进行分配。风量分配的结果见表3-3。表

41、3-3 矿井风量分配名称需风量（m3min-1）供风量（m3min-1）回采工作面40004000掘进工作面400400续表3-3 矿井风量分配名称需风量（m3min-1）供风量（m3min-1）火药库100100变电所8080充电硐室100100风门漏风0936合计46805616第4章 通风阻力计算4.1 矿井通风总阻力的计算原则矿井通风总阻力是十分重要的在矿井主通风机选型上，因此在矿井主通风机选型前，必须对矿井通风总阻力进行计算。矿井通风阻力测量方法的选择应根据矿井通风线路的长度和测点的数量而定。结合矿山测量的目的和现场实际情况，进行测量选择采用整体上控制性较好的气压计法。工作原理是：测

42、量隧道气流之前一个测点之后一个测点的静压差用气压计进行测量，同时在这一时间段测量该段隧道里的风速、断面、干温湿度等有用的参数。可以有效计算出两个测量点之间的阻力。用两台仪器测量矿井通风阻力，一台留在监测点上监测大气压力的变化；另外一台携带在身上，在之前预留好的路线测量前进。各测点等仪器稳定后，可记录读数和时间。气压计法是通过精密气压计测量点和点之间的绝对静压差，再加上电位差和动压差，他们之和能计算得出通风阻力。4.2 通风阻力测量方法影响通风阻力测量的准确性因素较多，测量时选择合适的测量方法，能够在误差允许范围内提高测量速度。常见的通风阻力测定方法分为倾斜压差计法、基点法、比值校正法、逐点测量

43、法和同步法五大类。4.2.1 倾斜压差计法倾斜压差计法的工作原理如图4-1所示，首先在巷道的和两个点分别安装一个皮托管，皮托管的位置在巷道中心处，为了减少速压对测量结果的影响，皮托管安装时，要将尖部迎向风流，使管轴与风流的方向保持一致。在图中的位置安装一个倾斜压差计除了测量两个点的风速外，还应使用气压计和温度计分别测出两个点附近的绝对静压和风流的干、湿球温度，以此为条件，计算测点附近空气的密度。除了记录测量结果，还应该记录两个测点的距离、巷道的周长、净断面、巷道名称、支护方式、和巷道形状等有关参数。1-皮托静压管；2-胶皮管；3-测斜仪；4 -风流方向图4-1 倾斜压差法测量原理图4.2.2

44、基点法使用基点法测量通风阻力时，需要用两个气压计，一个在地上，一个在地下。井上气压计置于进风口井口监测基点上，主要用于监测地面气压变化。另一个气压计沿预先设计的测量线循环测量通风阻力。基点法测量的优点是省事方便、测量速度快、后期数据处理简单，但是测量精度不高，测量结果误差较大。4.2.3 比值校正法矿井通风阻力在浅埋煤层地下进行测量时，可在井口附近设置一个监测点，在一定时间内进行测量气压变化，并比较相同时间内井下测点1的变化情况。该方法需要依靠风流流动的热力过程校正测量结果，实际测量误差较大。4.2.4 逐点测量法使用三个气压计，将其中一个气压计固定在地面基点上来测量大气压力的变化，另两个沿预

45、定的地下路线测量。这种方法的准确度很高，但需要很长时间来测量。4.2.5 同步法同步法主要是用来测量井下局部区域范围的通风阻力，在测量时，使用2台完全一样的气压计，安装在风路的起点和终点处，2台气压计同时读数，1台的读数结果作为另1台的修正值。该测量手段准确性高。4.3 通风阻力数据计算处理常见的数据处理方法如下：（1）井下风量计算：，m3/s式中：S -测量位置巷道的面积，m2 ；V-测量点的平均速度m/s。（2）下气度的：p = 0.003484（P - 0.37796Ps）/T，kg/m3其中：P-空气中的压力，Pa；T -井下空气中的温度，T =t +273. 15，K；6-空气中的相对湿度，；Ps -饱和水蒸气压力，Pa。其中：hi” -两个测量点之间的压