煤矿瓦斯治理的通风系统设计

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1、煤矿瓦斯治理的通风系统设计【摘要】煤矿瓦斯治理直接影响着煤矿开采安全，而通风系统是瓦斯治理的关键环节之一。当前众多煤矿采掘布局不尽合理，通风系统复杂且缺乏可靠性。针对这一问题，研究了煤矿瓦斯治理的通风系统设计，在通风设备布置、风量计算方法以及通风措施三个方面进行了深入分析。本文研究成果对于煤矿瓦斯治理中的通风系统工程具有借鉴意义。【关键词】煤矿瓦斯治理通风系统煤矿瓦斯事故是制约煤炭工业安全发展的突出问题[1-2],因此研究煤矿瓦斯治理具有重要意义。矿井通风系统、抽采抽放、监测监控、现场管理是影响瓦斯治理的四个关键环节[3],本文对建立健全、稳定、可靠的

2、矿井通风系统进行了研究。一、通风设备布置（一）井下通风设施布置第一、主要进、回风巷之间的每个联络巷中，必须砌筑永久性风墙；需要使用的联络巷及风井安全出口，必须按设计安设两道连锁的正向风门和两道反向风门。第二、采空区必须及时封闭。必须随采煤工作面的推进,逐个封闭通至采空区的联通巷道。工作面开采结束后，必须在所有与采区相通的巷道中设置密闭墙，全部封闭采空区。第三、控制风流的风门、风墙、风桥、风窗等设施必须可靠。不应在倾斜运输巷中设置风门；如果必须设置风门，应安设自动门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。（二）确保风流稳定为了

3、保证风流稳定，需要在部分通风网路上安设风门、调节风窗和密闭等通风构筑物，并随生产的进度进行及时调节补充，风门间应尽可能设置闭锁装置。确保各用风地点的风量、风速符合《煤矿安全规程》的规定，确保风流稳定。二、风量计算方法基于分别计算法计算矿井需风量的公式如下：Q=（EQ采+YQ掘+》Q碉+YQ它）XK矿通式中：Q,矿井所需风量总和，m3/min；YQ采，回采工作面需风量之和，m3/min；SQ掘，掘进工作面需风量之和，m3/min；碉，碉室所需风量之和，m3/min；SQ它，其它用风量地点所需风量之和，m3/min。K矿通，矿井通风系数，抽出式K矿通取1.

4、15〜1.2。（一）Q采的计算Q采的计算方式包括：按采煤工作面的瓦斯涌出量计算;按采煤工作面所需风量计算；按采煤工作面温度计算；按炸药使用量计算；按采煤工作面同时工作最多人数计算五种，然后选取其中一个最大值作为Q采，并通过风速验算公式验证。由于篇幅限制，这里只介绍按釆煤工作面温度计算公式,因为其计算结果往往大于其它四种计算结果。按采煤工作面温度计算公式为：Q采=60XVcXSc式中：Q采为采煤工作面需要风量，m3/min；Vc为回采工作面适宜风速，m/s；Sc为回米工作面平均有效断面，按最大和最小控顶距有效断面的平均值计算，m2；所选择的Q采值需要满足

5、以下验算公式范围：15XSc❷Q采❷240XSc。（二）Q掘的计算Q掘的计算方式包括按炸药使用量计算、按掘进工作面同时工作的最多人数计算、按局部风机吸风量计算三种。这里分别按照三种方式计算，并选取其中的最大值。下面一一进行介绍。A、按炸药使用量计算公式为Q采=25Aj式中：Aj为掘进工作面一次使用最大炸药量，kgoB.按掘进工作面同时工作的最多人数计算为Q掘二4•N掘式中：4为每人每分钟供风标准，m3❷min；N掘为掘进工作面同时工作的最多人数。C、按局部风机吸风量计算的公式为Q掘=QfXIXkf式中：Qf为掘进面局部通风机额定风量，m3❷min。I为

6、掘进面同时运转的局部通风机台数，台；kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数；一般取1.2〜1.3。（三）Q碉的计算独立通风碉室主要有井下炸药库、采区变电所、充电碉室及一些需要独立通风的机电碉室等。炸药库配风必须保证每小时4次换气量：Q库=4V/60式中Q库为井下炸药库需要风量，m3❷min。V为井下炸药库的体积，m3。B、充电爾室应按其回风流氢气浓度小于0.5%计算风量。C、机电确室需风量应根据设备降温要求进行配风。D、选取碉室风量，须保证机电碉室温度不超过30°C,其它嗣室温度不超过26°C.（四）Q它的计算根据经验，按（工Q采+HQ掘+HQ碉）

7、的10%计算。矿井负压按下列公式计算：h=Q2/S3+h局R=a•L•P•/S3式中：H为全矿井风压，Pa。R为井巷摩擦风阻，NS2/m8；a为摩擦阻力系数，NS2/m4；L为井巷长度，m；P为井巷断面周长，m；S为井巷断面积，m2；h局为局部阻力，按全矿风压的10%计算，Pa。等积孔计算公式如下：A=（1.19XQ）/H（❷）式中：A为等积孔，❷；Q为矿井总风量，❷/s；H为矿井负压，Pa。三、通风措施为了提高通风系统可靠性，本文建议执行以下通风措施：（一）根据通风需要，安设风门、调节风门；（二）同一井巷内安设两道风门时，必须保证两道风门不同时开启，

8、防止造成风流短路；（三）勿在巷道内堆放杂物，保证巷道的有效断面；（四）严格按设计掘进、支护巷道