矿井通风系统能力核定
长春市双阳区太平煤矿有限责任公司
二〇一一年八月一日
1
矿井通风系统能力核定
核 定 人：索建国、杨大鹏
技术矿长：
安全矿长：
总工程师：
矿 长：
二〇一一年八月一日
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矿井通风系统能力核定
一、通风概况
（一）通风方式、方法
太平矿矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。 （二）进、回风井筒数量及风量
矿井现有进风井筒1个、回风井筒1个，主井布置在井田中央，作为进风井使用，副井也布置在井田中内，作业回风井使用。
（三）矿井需要风量、实际风量、有效风量
33
目前矿井总进风量1596m/min，需风量 954.5m/min，矿井有效风量3
1548m/m。
（四）矿井瓦斯等级，瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量 2011年矿井瓦斯等级鉴定被定为低瓦斯矿井。其矿井瓦斯等级鉴定
33
结果为：瓦斯和二氧化碳绝对涌出量分别为0.6704 m/min、0.7816m/min，
33
瓦斯和二氧化碳相对涌出量分别为5.926m/T、6.909m/T。
（五）主通风设备及运行参数，风量，风压，通风阻力，等积孔 副井安装了两台型号为BDK-6-№14轴流式对旋防爆通风机，配套电
3
机功率2×30KW,一台运转，一台备用。总排风量1288m/min，通风阻力
2
266Pa，等积孔1.2m。
二、计算过程及结果
（一）矿井通风能力核定办法选取
太平矿经2011年瓦斯鉴定为低瓦斯矿井，目前年设计生产能力在15万吨/年，到如今，还没有达产。因此采用由里向外通风能力核定方法。现有的通风系统完全能够保证井下各用风地点稳定可靠供风。矿井需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。
Q矿≥（Q采+Q掘+Q硐+Q备 +Q其他）×K （m3/min）
式中：
Q采——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min；
3
Q硐——硐室实际需要风量的总和，m3/min； Q备——备用工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q其他——其他用风巷道实际需风量的总和，m3/min；
K—— 矿井通风需风系数 （抽出式取1.15～1.20，压入式取1.25～1.30）。太平矿矿井采用抽出式通风，故取K=1.15。
（二）矿井需风量的计算 1、1501采煤工作面的需风量计算：
该采面为炮采采煤工作面，现按炮采面进行计算。 （1）按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q×k （m3/min）
式中：
q——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。我
矿采面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量一般不超过1 m3/min，按
q=1.0 m3/min计算。
k——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时
连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.2之间，此处取k=1.2计算。
100——按采面工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系
数。
则 Q采=100×q×k =100×1.0×1.2=120m3/min （2）按照二氧化碳涌出量计算
Q采=67×q×k （m3/min）
式中：
q——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，
4
m/min；我矿采面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量一般不超过0.5m3/min，按q=0.5m3/min计算。
3
k——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生
产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.1之间，此处取k=1.1计算。
67——按采面工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的
换算系数。
则 Q采=67×q×k=67×0.5×1.1=36.85 m3/min （3）按炸药量计算 a）一级煤矿许用炸药
Q采≥25A （m3/min）
b）二、三级煤矿许用炸药
Q采≥10A （m3/min）
A ——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min； 10——每千克三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
我矿使用的全部是三级煤矿许用炸药；我矿煤炮采工作面一次爆破所用的最大炸药量一般不超过15Kg，此处按A=15 Kg计算。
则 Q采Q采≥10A=10×15=150m3/min （4）按工作人员数量验算
Q采≥4N （m3/min）
N ——采煤工作面同时工作的最多人数，我矿一般都不超过30人，
此处按N =30人计算。
则 Q采≥4N=4×30=120m3/min
由以上计算可知，采面的需风量应不低于150m3/min。 （5）按风速进行验算
5
a）验算最小风量
Q采≥60×0.25S大（m3/min）
S大=l大×h×70% b）验算最大风量
Q采≤60×4.0S小（m3/min）
S小=l小×h×70%
式中：
S大 ——采面工作面最大控顶有效断面积，m2；
l大——采面工作面最大控顶距，m；我矿煤炮采面最大控顶距为
3.6米。
h——采面工作面实际采高，m；我矿煤炮采面实际采高为1.85
米。
S小 ——采面工作面最小控顶有效断面积，m2；
L小——采面工作面最小控顶距，m；我矿煤炮采面最小控顶距为
2.4米。
0.25——采面工作面允许的最小风速，m/s； 70%——有效通风断面系数；
4.0——采面工作面允许的最大风速，m/s。 则 Q采小≥60×0.25S大=60×0.25×l大×h×70% =60×0.25×3.6×1.85×0.7 =69.93 m3/min<150m3/min Q采大≤60×4.0S小=60×4.0×l小×h×70% =60×4.0×2.4×1.85×0.7 =745.92 m3/min>150m3/min
经验算，风速符合《煤矿安全规程》的有关规定，因此，1501工作面需风量应不低于150m3/min，则Q采=150m3/min。
6
2、1001采煤工作面的需风量计算
该面为炮采采煤工作面，现按炮采面进行计算。 （1）按瓦斯涌出量计算
Q采=100×q×k （m3/min）
式中：
q——采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。我
矿采面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量一般不超过1 m3/min，按
q=1.0 m3/min计算。
k——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时
连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.2之间，此处取k=1.2计算。
100——按采面工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系
数。
则 Q采=100×q×k =100×1.0×1.2=120m3/min （2）按照二氧化碳涌出量计算
Q采=67×q×k （m3/min）
式中：
q——采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，
m3/min；我矿采面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量一般不超过0.5m3/min，按q=0.5m3/min计算。
k——采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生
产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.1之间，此处取k=1.1计算。
67——按采面工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的
换算系数。
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则 Q采=67×q×k=67×0.5×1.1=36.85 m/min
3
（3）按炸药量计算 a）一级煤矿许用炸药
Q采≥25A （m3/min）
b）二、三级煤矿许用炸药
Q采≥10A （m3/min）
A ——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min； 10——每千克三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
我矿使用的全部是三级煤矿许用炸药；我矿煤炮采工作面一次爆破所用的最大炸药量一般不超过15Kg，此处按A=15 Kg计算。
则 Q采Q采≥10A=10×15=150m3/min （4）按工作人员数量验算
Q采≥4N （m3/min）
N ——采煤工作面同时工作的最多人数，我矿一般都不超过30人，
此处按N =30人计算。
则 Q采≥4N=4×30=120m3/min
由以上计算可知，采面的需风量应不低于150m3/min。 （5）按风速进行验算 a）验算最小风量
Q采≥60×0.25S大（m3/min）
S大=l大×h×70% b）验算最大风量
Q采≤60×4.0S小（m3/min）
S小=l小×h×70%
式中：
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S大 ——采面工作面最大控顶有效断面积，m；
2
l大——采面工作面最大控顶距，m；我矿煤炮采面最大控顶距为
4.6米。
h——采面工作面实际采高，m；我矿煤炮采面实际采高为1.85
米。
S小 ——采面工作面最小控顶有效断面积，m2；
L小——采面工作面最小控顶距，m；我矿煤炮采面最小控顶距为
3.4米。
0.25——采面工作面允许的最小风速，m/s； 70%——有效通风断面系数；
4.0——采面工作面允许的最大风速，m/s。 则 Q采小≥60×0.25S大=60×0.25×l大×h×70% =60×0.25×4.6×1.85×0.7 =89.36 m3/min<150m3/min Q采大≤60×4.0S小=60×4.0×l小×h×70% =60×4.0×3.4×1.85×0.7 =1056.72m3/min>150m3/min
经验算，风速符合《煤矿安全规程》的有关规定，因此，1001工作面需风量应不低于150m3/min，则Q采=150m3/min。 3、-200m右岩掘进工作面需风量的计算：
（1）按照瓦斯涌出量计算
Q掘=100×q掘×K掘通 （m3/min）
式中：
Q掘——单个掘进工作面需要的风量，m3/min；
q掘——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。根据
多年掘进经验，掘进头的瓦斯或二氧化碳的绝对涌出量都不大于
9
1.0m/min，考虑到目前本矿开采范围逐渐向深部延伸过程中，瓦斯涌出情况有增大趋势，取q掘=1.0m3/min；
3
K掘通
——瓦斯涌出不均匀备用风量系数，正常生产条件下，连续
观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值。根据太平煤矿多年掘进经验，本矿各掘进工作面的瓦斯涌出不均衡通风系数均在1.0～1.2之间，故取K掘通=1.2。
Q掘=100×q掘×K掘通=100×1.0×1.2=120m3/min
（2）按照二氧化碳涌出量计算
Q采=67×q×k （m3/min）
式中：
q——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min。我
矿掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量一般不超过0.5m3/min，按q=0.5m3/min计算。
k——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生
产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.2之间，此处取k=1.2计算。
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的
换算系数。
则 Q采=67×q×k=67×0.5×1.2=40.2 m3/min （3）按炸药量计算 a）一级煤矿许用炸药
Q采≥25A （m3/min）
b）二、三级煤矿许用炸药
Q采≥10A （m3/min）
A ——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；
10
10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m/min。
我矿使用的全部是三级煤矿许用炸药；我矿掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量一般不超过10Kg，此处按A=10Kg计算。
则 Q采Q采≥10A=10×10=100m3/min （4）按工作人员数量计算
3
Q掘≥4N
N ——掘进工作面同时工作的最多人数，我矿所有掘进工作面
同时工作的最多人数一般都不超过15人，此处取N =15计算；
Q掘≥4N =4×15=60 m3/min
由以上计算可知，岩巷掘进面的需风量为120m3/min。 （5）按风速进行验算
无瓦斯涌出的岩巷掘进最低风量 Q（m/min）
有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷 Q（m/min）
岩煤巷道最高风量 Q（m/min） 式中：
3
掘
3
煤掘
3
岩掘
≥60×0.15S掘
≥60×0.25S掘
≤60×4.0S掘
S掘——掘进工作面的断面积，m。
无瓦斯涌出的岩巷：60×0.15×8=72<120、120<60×4.0×8=1920 经验算，风速符合《煤矿安全规程》的有关规定，因此，取岩巷掘进面的需风量120m3/min。
3
Q掘=120m/min
2
4、-220m正下岩掘进工作面需风量的计算：
（1）按照瓦斯涌出量计算
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Q掘=100×q掘×K掘通 （m/min）
3
式中：
Q掘——单个掘进工作面需要的风量，m3/min；
q掘——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。根据
多年掘进经验，掘进头的瓦斯或二氧化碳的绝对涌出量都不大于1.0m3/min，考虑到目前本矿开采范围逐渐向深部延伸过程中，瓦斯涌出情况有增大趋势，取q掘=1.0m3/min；
K掘通
——瓦斯涌出不均匀备用风量系数，正常生产条件下，连续
观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值。根据太平煤矿多年掘进经验，本矿各掘进工作面的瓦斯涌出不均衡通风系数均在1.0～1.2之间，故取K掘通=1.2。
Q掘=100×q掘×K掘通=100×1.0×1.2=120m3/min
（2）按照二氧化碳涌出量计算
Q采=67×q×k （m3/min）
式中：
q——掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min。我
矿掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量一般不超过0.5m3/min，按q=0.5m3/min计算。
k——掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生
产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；我矿一般在1.0～1.2之间，此处取k=1.2计算。
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的
换算系数。
则 Q采=67×q×k=67×0.5×1.2=40.2 m3/min （3）按炸药量计算 a）一级煤矿许用炸药
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Q采≥25A （m/min）
3
b）二、三级煤矿许用炸药
Q采≥10A （m3/min）
A ——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min； 10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
我矿使用的全部是三级煤矿许用炸药；我矿掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量一般不超过10Kg，此处按A=10Kg计算。
则 Q采Q采≥10A=10×10=100m3/min （4）按工作人员数量计算
Q掘≥4N
N ——掘进工作面同时工作的最多人数，我矿所有掘进工作面
同时工作的最多人数一般都不超过15人，此处取N =15计算；
Q掘≥4N =4×15=60 m3/min
由以上计算可知，岩巷掘进面的需风量为120m3/min。 （5）按风速进行验算
无瓦斯涌出的岩巷掘进最低风量 Q（m/min）
有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷 Q（m/min）
岩煤巷道最高风量 Q（m/min） 式中：
3
掘
3
煤掘
3
岩掘
≥60×0.15S掘
≥60×0.25S掘
≤60×4.0S掘
S掘——掘进工作面的断面积，m2。
无瓦斯涌出的岩巷：60×0.15×8=72<120、120<60×4.0×8=1920 经验算，风速符合《煤矿安全规程》的有关规定，因此，取岩巷掘
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进面的需风量120m/min。
3
Q=120m/min 掘3
5、井下硐室需要风量计算
井下目前共有小型机电硐室3个，爆炸材料库1个。 （1）井下机电硐室需要风量计算
Q硐=Q硐1+ Q硐2+ Q硐3+……+ Q硐n
式中：
3
Q硐——所有独立通风硐室需要风量总和，m/min； Q硐1、Q硐2、Q硐3、……、Q硐n——不同独立供风硐室需要风量，m3/min。
井下现有需要单独供风的小型机电硐室3个，依据《煤矿设计手册》有关规定，采区小型机电硐室所配风标准为60～80 m/min。
（2）井下爆炸材料库需要风量计算
井下爆炸材料库配风必须保证每小时4次换气量。
3
Q库=4V/60=0.07V （m3/min）
式中：
Q库——井下爆炸材料库需要风量，m3/min； V——井下爆炸材料库的体积，m3。 Q库=4V/60=0.07×1000=70m3/min
依据《煤矿设计手册》有关规定，小型火药库配风标准为80～120 m/min，此处取Q库=120m/min。
故 Q硐=80×3+120=360m/min
4、井下其它巷道实际需要风量
井下其它实际需风巷道较少，主要有联络巷4个、液压泵站个、消防火材料库1个、小绞车3个、水仓2个等。
取 Q其它=200m/min
14
3
3
3
3
根据以上计算可知：
QQQQ采1
=150m3/min =150m3/min =120m3/min =120m3/min
采2
掘1
掘2
3
Q硐=360m/min Q其它=200m3/min
故，矿井实际总的需风量Q矿计算如下：
Q矿≥（Q采1+Q采2 +Q掘1+Q掘2+Q硐+Q其他）×K =（150＋150＋120＋120＋360＋200）×1.15 =1265m/min 三、矿井通风能力计算
目前矿井总进风量为1596m/min，大于计算出的矿井需风量1265m/min，表明目前矿井采掘头面数量和布置符合要求。
1、按照当年度每个采掘工作面的计划产量（见表5和表6），计算出矿井通风能力。
3
3
3
P=p+p
i1采im1m2j1掘i 式中：
P ——矿井通风能力，万t/a;
P采i——第i个回采工作面正常生产条件下的年产量，万t/a; P掘i
——第j个掘进工作面正常掘进条件下的年进尺换算成煤的产
量，万t/a;
m1——回采工作面的数量，个； m2——掘进工作面的数量，个。
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2、2011年度炮采工作面计划产量为15万吨/年，则矿井通风能力P为：
A=A采i+A掘i=15万吨/年（按全年300天计算，每天产煤500
j1i1m1
m2吨。）
3、矿井平均日产吨煤需风量
则日产矿井吨煤供风量为：
= 1265/500=2.53m/t·min
4、矿井2011年通风能力
根据矿井的采掘布置情况及上年度的实际生产状况，对矿井通风能力进行核定：
矿井日产吨煤供风量q1=2.53m3/t·min，矿井实际通风系数
3
k=1.15。
矿井通风量Q=1596m3/min。 核定矿井的通风能力为：
Ph=300Q/(q1k) *10-4= (1596×300)/(2.53×1.15×104)= 16.5万t/a。
四、矿井通风能力验证 1、矿井主要通风机能力验证
按照矿井主要通风机的实际特性曲线对通风能力进行验证，主要通风机实际运行工况点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内。
表4 主要通风机运转情况表
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项 目 主要通风机型号 主要通风机转速(r/Min) 主要通风机轮叶角度(°) 主要通风机风量(M3/Min) 主要通风机静压(Pa) 电动机型号 电动机输入功率(KW) 付 井 BDK-6-№14 980 18和45 810-2910 480-1240 YBF225M-6 2×30
表5 2009年矿井南风井系统各地点的需风量、实际风量及计划产量表 分类 采面 掘面 用风地点名称 1501采面 1501采面 采掘生产计划产需风量实际风量年的量(万类型 (m3/min) (m3/min) 个数 a/t) 炮采 1 150 240 7.5 炮采 1 1 1 150 120 120 120 80 80*2 200 240 180 180 180 110 220 246 7.5 -200m右巷（岩） 炮掘 -220m正下（岩） 炮掘 火 药 库 绞车硐室 机电硐室*2 硐室 其它 2、稀释瓦斯能力验证 从矿井两年来的瓦斯等级鉴定结果来看，本矿为低瓦斯矿井。从多年来的瓦斯安全监测仪器仪表检测结果来看，本矿井下各地点的瓦斯浓度均符合《煤矿安全规程》的有关规定。 3、用风地点有效风量验证
从采煤工作面布置上来看，以1501采区进、回风巷最小断面3.7m2
计算，最高风速为1.08m/s，符合《煤矿安全规程》第101条中规定的最高风速6m/s。以1501采区进、回风巷最大断面6.29m2计算，最低风速为0.64m/s，大于《煤矿安全规程》第101条中规定的最低风速 0.25m/s。
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从采煤工作面布置上来看，以1001采区进、回风巷最小断面3.7m
2
计算，最高风速为1.08m/s，符合《煤矿安全规程》第101条中规定的最高风速6m/s。以1001采区进、回风巷最大断面8.51m2计算，最低风速为0.47m/s，大于《煤矿安全规程》第101条中规定的最低风速0.25m/s。
从掘进工作面布置上来看，以-220m右巷最小断面7.1m2计算，最高风速为0.42m/s，符合《煤矿安全规程》第101条中规定的最高风速4m/s。以-220m右巷最大断面8m2计算，最低风速为0.38m/s，大于《煤矿安全规程》第101条中规定的最低风速0.15m/s。 五、矿井通风能力核定结果
本矿矿井通风系统比较完善，井下不存在没有形成全风压通风系统的回采工作面，更不存在不符合有关规定的串联通风、扩散通风、采空区通风的现象。
综上所述，最终确定目前太平煤矿通风系统生产能力核定结果为15万吨。
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