华北某矿通风系统设计研究

张 宇

（山东科技大学， 山东 青岛 266590）

1 矿井通风系统设计

新鲜风流由主、副井分别进入水平井底车场后，经双翼（煤东、煤西）带式输送机大巷、双翼（煤东、煤西）辅助运输大巷、工作面运输巷、工作面辅运巷，进入工作面。冲洗工作面过后的乏风流经回采工作面的回风巷、两侧集中回风大巷，由中央风井和西翼风井排至地面。

除了井下主变电所、水泵房、井底煤仓装卸载硐室等主要的配电设施硐室均设置在新鲜风流的内部并利用主要的通风机进行负压通风外，其他硐室均采用独立通风。

2 矿井风量、风压及等积孔的计算

2.1 矿井风量

矿井的总需风量按照井下各项工作同时进行的最多人数时的需风量和采煤、掘进、硐室及其它作业地点实际的需风量的总和进行分别的计算，二者间的最大值即为矿井风量。

1、按照井下同时工作人数的最大值进行计算

计算公式如下：

Q＝4NK

式中：Q、N和K分别为矿井供风量（m3/min ）、井下同时工作的最多人数（127 人）和风量备用系数（1.2）；

4 — 每人每分钟供风标准，m3/min 。

则Q＝4×127×1.2 =609.6m3/min =10.16m3/s

2、按照在采煤、掘进、硐室等处实际进行工作时所需的风量值进行计算

计算公式如下：

∑Q采、∑Q掘、∑Q硐分别为矿井采煤、掘进、硐室的工作面内的所需风量之和，

（1）采煤工作面需风量

Q采= Q基本×K采高×K采长×K温

Q基本=60×V×S

S = 工作面控顶距×工作面实际采高×70%

式中： —工作面适宜风速，取 1.0m/s ；

S—回采工作面内的平均有效断面，计算得2-1 号煤层的平均有效断面为2-2 号煤层的平均有效断面为

K采高、K采长、K温分别为回采工作面采高调整系数，各取 1.5、1.3 和1.0；

则：综采工作面所需风量为：

2-1 煤：

Q采=60×1.0×8.1×1.3×1.5×1.0=947.7m3/min=15.8m3/s

2-2 中煤：

Q采=60×1.0×9.4×1.3×1.5×1.0=1099.8m3/min=18.3m3/s

（2）掘进工作面需风量计算

矿井共布置4 个掘进工作面。

按掘进工作面瓦斯（co2）涌出量计算

Q掘＝100×q掘×Kj/60

式中：Q掘、q掘分别为掘进工作面的所需风量和瓦斯最大绝对涌出量，2 煤组各取0.194m3/min和0.083m3/min ；

掘进工作面配风量：

2-1 煤：

Q掘＝100×0.194×1.8/60＝0.6m3/s；

2-2 中煤：

Q掘＝100×0.083×1.8/60＝0.2m3/s。

故矿井掘进工作面总风量为：

一盘区（2-1 煤）或一盘区（2-2 中煤）：

二盘区（2-1 煤）或四盘区（2-1 煤）：

（3）其它需风地点配风量

其它地点所需风量按以上各需风量之和的10%计算。

一盘区（2-1 煤）或一盘区（2-2 中煤）：

二盘区（2-1 煤）或四盘区（2-1 煤）：

（4）矿井总风量计算

一盘区（2-1 煤）或一盘区（2-2 中煤）：

二盘区（2-1 煤）或四盘区（2-1 煤）：

设计确定开采一盘区（2-1 煤）或一盘区（2-2 中煤）总配风量为150m3/s；开采二盘区（2-1 煤）或四盘区（2-1 煤）总配风量为130m3/s。

2.2 矿井通风负压计算

1、矿井通风阻力

矿井的通风阻力由巷道摩擦阻力和局部阻力两个力构成，摩擦阻力按下列公式进行计算：

式中：h—井巷摩擦阻力，Pa；

局部的通风阻力按照矿井的摩擦风阻15%的固定比例计取。

通过数据计算并加以分析可得出，中央风井在通风容易时期的总摩擦阻力为841Pa；具体情况见表3-1。

表3-1 风井通风容易时期部分负压数据表

2.3 矿井等积孔计算

矿井单井通风等积孔按下式计算：

式中： A — 各风井的通风等积孔，m2；

Q— 各风井风量，m3/S；

h— 各风井通风负压，Pa。

全矿井等积孔A总按下式计算：

式中：A总— 全矿井通风等积孔，m2；

不同的生产时期内对风井等级容积孔的测量计算结果也可见于图表3-3。

根据计算结果可以看出，本矿井属通风容易矿井。

表3-3 各时期矿井通风等积孔计算结果

3 结语

由本项目前文的计算结果分析可知，本矿井为瓦斯矿井，并且本文所研究的是以煤巷为主的矿井，各类巷道基本位于开采煤层中，在矿井开拓、准备、回采、巷道相交处用于通风的风桥较多。因此，在实际生产中要加强通风设施的施工质量，减少漏风。更要使矿井的通风系统建设地足够稳定、可靠，确保煤矿生产工作安全有效的进行。