矿井与采区通风设计矿井通风设计内容与要求矿井设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要环节。

它的基本任务是结合矿井开拓、开采设计，建立其安全可靠、经济合理、管理方便的通风系统。

一、矿井通风设计的依据矿井通风设计的依据主要有：矿井自然条件和生产条件。

1、矿井自然条件（1）矿井地质图、地形图。

（2）煤层瓦斯含量、瓦斯压力，瓦斯及CO2涌出量，煤（岩）与瓦斯（CO2）突出危险性。

（3）煤的自燃倾向性及自然发火期。

（4）煤尘爆炸性。

（5）矿区地面气候条件，包括年最高气温、最低气温及平均气温，地温及地温增深率等。

2、矿井生产条件（1）矿井年产量及服务年限。

（2）矿井开拓系统、开采系统、运输系统。

（3）采区储量、采煤工作面位置及产量。

（4）同时开采煤层数、采区数、采掘工作面数。

（5）井下同时工作的最多人数，采掘爆破的炸药最大消耗量，井巷支护方式和断面。

（6）邻近生产矿井与通风设计有关的经验数据、风量计算方法。

（7）通风设备的产品目录、价格，矿区电费。

二、矿井通风设计的内容和要求矿井设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。

矿井通风设计分为新建、改扩建或扩建矿井通风设计。

对于新建矿井的通风设计，必须对矿井原有的生产与通风情况作出详细的调查，分析通风存在的问题，考虑矿井生产的特点和发展规划，充分利用原有的井巷与通风设备，在原有的通风系统基础上提出更完善、更切合实际的通风系统设计。

矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计计算。

1、矿井基建时期的通风矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风，即开凿井筒（或平硐）、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道和通风巷道的通风。

这个时期多用局部通风机对独头巷道进行局部通风。

当两个井筒贯通后，安装主要通风机，此时利用主要通风机对已开凿的井巷实行全风压通风，缩短其余井巷与硐室掘进时局部通风的距离。

2、矿井生产时期的通风矿井生产时期的通风是指矿井投产后，包括全矿井开拓、采准和采煤工作面以及其他井巷的通风。

这时期的通风设计，根据矿井生产年限的长短，可分为两中情况：（1）矿井服务年限不长时（15～20年），只做一次通风设计。

设计中以矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期，矿井通风阻力最大时为通风困难时期。

依据这两个时期的生产情况进行设计计算，并选出对此两个时期的通风都满足的通风设备。

（2）矿井服务年限较长时（30～50年），考虑到通风机设备选型，矿井所需风量和压风的变化等因素又需分为两个阶段进行通风设计计算，第一阶段为前15～25年左右，对该阶段内通风容易和困难两种情况详细地进行设计计算。

第二阶段的通风设计只作一般的原则规划，但对矿井通风系统，应根据整个生产时期的技术经济因素，作出全面的考虑，以便确定的通风系统既可适应现实生产的要求，又能照顾长远的生产发展与变化情况。

3、矿井通风设计的内容矿井通风设计的内容有：（1）拟定矿井通风系统。

（2）矿井总风量计算和风量分配。

（3）计算矿井通风总阻力。

（4）选择矿井主要通风设备。

（5）概算矿井通风费用。

4、矿井通风设计的要求矿井通风设计的基本要求有：（1）应将足够的新鲜空气输送到井下各个作业场所，保证安全生产和创造良好的气候条件。

（2）通风系统简单，风流稳定，便于管理，具有抗灾能力。

（3）发生事故时，风流易于控制，有利于人员撤出。

（4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施。

（5）通风系统投产快，营运费用低，经济效益好。

矿井总风量计算和分配一、生产矿井需风量计算和分配方法1、生产矿井需风量计算原则生产矿井需风量，按下列要求分别计算，并采用其中最大值。

（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。

（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

各需风地点的实际需风量满足稀释瓦斯、CO2和其他有害气体的浓度，风速及温度符合《规程》规定。

2、生产矿井需风量的计算（1）按井下同时工作的最多人数计算，即Q=4NK矿通式中 Q——矿井通风所需的总进风量，m3/min；N——井下同时工作的最多人数，人；4——《规程》规定的每人每分钟供给风量不得少于4 m3；K矿通——矿井通风系统，考虑矿井内部漏风和配风不均匀等因素，一般取K矿通=1.20～1.25。

（2）矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他需风地点实际需要风量的总和计算，即Q=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）·K矿通式中∑Q采——采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；∑Q掘——掘进工作面所需风量之和，m3/min；∑Q硐——硐室所需风量之和，m3/min；∑Q其他——其他用风地点所需风量之和，m3/min；K矿通——矿井通风系数。

1）采煤工作面需风量的计算采煤工作面的需风量应该按瓦斯、CO2涌出量和炸药消耗量、工作面的气温、风速、人数等因素分别计算，取其最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算，则Q采=100q CH4K采通/C式中 Q采——采煤工作面实际需要风量，m3/min；q CH4——采煤工作面瓦斯相对涌出量，m3/min；K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，生产矿井可根据各个工作面正常生产条件实际考察确定。

通常机采工作面K采通=1.2～1.6，炮采工作面K采通=1.4～2.0，水采工作面K采通=2.0～3.0；C——采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，%，C=1。

（2）按CO2涌出量计算工作面实际需风量方法同式Q采=100q CH4K采通/C，采煤工作面回风流中的CO2最大允许含量为1.5%，C=1.5。

（3）按工作面温度计算。

采煤工作面应有良好的气候条件，采煤工作面空气温度与风速应符合表一的要求。

采煤工作面的需风量按下式计算，即Q采=60ｖ采S采K采式中ν采——采煤工作面的风速，按采煤工作面温度从表二中选取，m/s；S采——采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，m2；K采——工作面的长度系数，可根据工作面长度按表二选取。

（4）按使用炸药量计算，则Q采=25A式中 25——使用1Kg炸药的需风量，m3/min；A——采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，Kg。

（5）按工作人数计算，则Q采=4 N采式中 4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；N采——采煤工作面同时工作的最多人数，人。

（6）按风速进行验算○1按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量,即Q采≥15S采式中 15——《规程》规定的采煤工作面最低风速（0.25m/s）, m/min；S采——采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，m2。

○2按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量，即Q采≤240S采式中 240——《规程》规定的采煤工作面最高风速（４m/s），m/min；S采——采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，m2。

2）掘进工作面需风量的计算掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算，则Q掘=100q瓦K掘通/C式中 Q掘——掘进工作面的需风量，m3/min；q瓦——掘进工作面的相对瓦斯涌出量，m3/min；K掘通——掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，一般可取K掘通＝1.5～2.0；C——采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，%，C=1。

（2）按炸药量计算。

掘进工作面按一次消耗最多炸药量计算的需风量Q掘，即Q掘=25A（3）按局部通风机实际吸风量计算，即Q掘=∑Q通K掘通式中∑Q通——掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量之和，各种通风机额定风量可按通风机参数表选取；K掘通——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般K掘通＝1.2～1.3，进风巷道中无瓦斯涌出时K掘通=1.2，有瓦斯涌出时K掘通=1.3。

（4）按工作人数计算，即Q掘=4N掘式中N掘——掘进工作面同时工作的最多人数，人。

（5）按风速进行验算。

掘进工作面按岩巷最低风速0.15m/s，最大风速4m/s进行验算；煤巷、半煤岩巷按最低风速0.25m/s，最大风速4m/s进行验算。

○1按最小风速验算，岩巷掘进工作面最小风量，即Q掘≥9S掘○2煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最小风量，即Q掘≥15S掘○3按最高风速验算，掘进工作面的最大风量，即Q掘≤240S掘式中S掘——掘进巷道的净断面积，m2。

3）硐室需风量计算各个独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。

（1）机电硐室。

发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算，即Q机=3600θ∑N/60ρC p△t式中 Q机——机电硐室的需风量，m3/min；∑N——机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，Kw；θ——机电硐室的发热系数，可根据实际考察确定。

空气压缩机房θ=0.20～0.23,水泵房θ=0.01～0.03,变电硐室、绞车房θ=0.02～0.04；ρ——空气密度，一般可取1.2kg/m3；C p——空气的定压比热，一般可取1.0kJ/(kg·Ｋ)；△t——机电硐室进、回风流的温度差，℃。

（2）爆破材料库需风量Q火，按每小时4次换气计算，即Q火=4V/60式中 V——库房体积，m3。

对于大型爆破材料库Q火不得小于100 m3/min；中小型爆破材料库Q火不得小于60m3/min。

（3）其他硐室需风量，可按经验值确定。

如：绞车房、变电硐室可取60～80m3/min；充电硐室按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算，但不得小于100m3/min，或按经验取100～200m3/min。

4）其他需风巷道的需风量计算其他巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，选用最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算，则Q其他=133Q CH4K其他通式中Q CH4——其他用风巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/min；K其他通——其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，一般可取K其=1.2～1.3。

他通（2）按最低风速验算。

其他通风行人巷道按最低风速0.15m/s进行验算,即Q其他≥9 S其他式中S其他——其他需风井巷净断面积，m2。

二、新设计矿井风量的计算对于无瓦斯或高瓦斯新设计的矿井，矿井总风量按下式计算，即Q =qTK式中q——日产吨煤的供风标准，m3/（min·t/d），一般取q=1m3/（min·t/d）；T——矿井平均日产煤量，t/d；Ｋ——风量备用系数，K=K均·K备·K温，其中系数K均、K备、K采外、K温通过查表三确定。

表三选用风量备用系数三、矿井风量分配矿井总风量计算出来后，应合理地向各个需风地点分配。

分配方法是：从计算得到的矿井总风量Q中，减去独立回风的掘进风量Q掘、硐室风量Q硐，得剩余风量Q余，即Q余=Q -（Q掘+Q硐）再把剩余风量分配给采煤工作面和备用工作面。