B煤矿瓦斯防治讲座

煤矿瓦斯防治讲座（二）
胡光龙研究员煤科总院沈阳研究院

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瓦斯防治
二、认真实施“四位一体”瓦斯治理十六字工作体系。国家煤矿安监局办公室关于进一步健全煤矿瓦斯综合治理工作体系建设工作机制的通知煤安监司办〔2012〕11号即“加快建设‘通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位’的瓦斯综合治理工作体系”

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瓦斯综合治理—工作体系
目标：认真落实瓦斯“零超限”目标管理制度，进一步完善通风系统和设施，强化局部通风管理，持续做到通风系统合理可靠、监测监控系统有效；严格执行瓦斯抽采达标和防治煤与瓦斯突出规定，建立瓦斯抽采达标自评估体系，严格落实区域和局部“两个四位一体”防突措施，切实做到先抽后采、抽采达标、不采突出面、不掘突出头。

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瓦斯综合治理—工作体系
通风可靠的基本要求是：系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定；抽采达标的基本要求是：多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标；监控有效的基本要求是：装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速；管理到位的基本要求是：责任明确、制度完善、执行有力、监督严格。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
通风可靠的基本要求是：系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定 1、系统合理： 1）符合矿井通风设计规范具有完整独立的通风系统：类型：矿井为中央并列、中央边界；两翼对角；分区。机械通风方式：压入和抽出式。一进一回的长壁工作面通风系统：U型后退、U型前进、Z型前进。两进一回或一进两回的工作面通风系统（Y型、W 型）。两进两回的工作面通风系统（H型系统）
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
2）符合安全规程的要求：如采掘面应独立通风；串联通风；下行风等符合规程 114、11更多内容请访问久久建筑网
5、116、117条要求。风流中气体组分、速度、温度符合规程100、101、 102条要求。采用机械通风可反风符合规程121、122条要求。突出矿井符合防突规定第23条要求。禁止巷道一段进风，一段回风等。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
3）符合通风质量标准要求：

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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
2、设施完好：符合安全规程109、118条，主要进回风井巷必须设置永久风墙或正反向风门；控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。减少内部漏风。
3、风量充足：合理测算矿井有效风量
1）矿井有效风量：为采煤、掘进、硐室、无轨胶轮车及其它巷道用风之和 ∑Q有效＝Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋ ∑Q无轨+∑Q其它
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
2）采煤工作面需要风量计

算：（1）按瓦斯涌出量计算
Q采i ? 100? qCH4 ? K采通i

式中： Q采i——采煤工作面需要的风量，m3/min； qCH ——采煤工作面绝对瓦斯涌出，m3/min； ——采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备 K用风量系数1.2-1.4。
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采通i

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如铁法晓明矿： S3 715工作面需要风量 Q1=100×11.0×1.35=1480 m3/min N2 411工作面需要风量 Q2=100×10.0×1.35=1350 m3/min 备用面供风为1000 m3/min。总计3830 m3/min。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
（2）按工作面温度计算 Q采i=60×V采i×S采i×K采面长i 式中： Q采i——按气温计算采煤工作面的需要风量，m3/min； V采i——采煤工作面按气温要求的风速，m/s，按气温t°＝ 23～24℃时，V＝2.0 m/s； S采i——采煤工作面净断面，m2；计算S3715工作面 Q1=60×2.0×7.0×1.0=840 m3/min N2411工作面 Q2=60×2.0×7.0×1.0=840 m3/min

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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
（3）按最高风速验算

计算风量≤ Q采iS采i Q采i——最高风速时（4m/s）采煤工作面允许通过风量，
m3/min S采i——采煤工作面通风有效断面，m2。验算： S2715工作面允许通风量Q1（1480）≤240×7.0＝1680 m3/min； N2411工作面允许通风量Q2（1350）≤240×7.0＝1680 m3/min；
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3）掘进工作面的风量计算掘进总需要量按矿井各独立通风掘进工作面实际需要量总和计算。

?Q ＝Q
掘

掘1

? Q掘2 ? ......

（1）按瓦斯出量计算

Q掘 ? 100? qCH4 ? K掘通

式中：Q掘——掘进工作面的需风量，m3/min； qCH4——掘进工作面的瓦斯涌出量，m3/min，如晓明矿每个煤巷掘进头的瓦斯涌出量为1.75 m3/min； K掘通——掘进工作面的瓦斯不均匀系数，如晓明矿煤巷掘进工作面瓦斯不均匀系数K掘通＝1.6。
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计算每个煤巷掘进工作面的风量（共4个工作面） Q掘=100×1.75×1.6=280 m3/min （2）按局部通风机吸风量计算 Q掘=Q风机+15S Q掘——掘进工作面需要的通风量，m3/min； Q风机——局部通风机实际吸风量，m3/min；煤巷掘进采用FD－ⅡN06/30局部通风机其额定吸风量Q = 300 m3/min。 S——局部通风机至掘进工作面回风之间的净断面积，m2，按S＝8 m2
计算每个掘进工作面需风量 Q掘＝300+15×8＝420 m3/min （4个面1680m3/min）
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
（3）按最低风速验证：《规程》规定煤巷掘进风速V≥0.25m/s Q掘≥S×15 m3/min S——掘进巷道断面，m2，如晓明矿大巷断面为10～12m2。最低风速验算 Q掘（420）≥12×15=180 m3/min 4）硐室风量计算晓明矿硐室供风量均经验配风，机电硐室配风量为80～10 m3/min。中央系统共8个硐室共需850 m3/min；边界系统共4个硐室

共需400 m3/min；全矿硐室需风量 ∑Q硐＝850+400＝1250 m3/min。
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5）稀释无轨胶轮车（柴油机车）废气需风量依据《现代矿井辅助运输设备选型及计算》中的统计：①美国、澳大利亚要求一般井下使用柴油机巷道风量不少于 3m3/(kW·min)。美国矿业安全局规定：当多台柴油机车辆在同一巷道中运行时，第1台按上述规定值配风，第2台按75%，3台及更多时，按每台加50%配风。②英国要求不少于5.44m3/(kW·min)。③德国、日本要求使用柴油机的配风量不少于4～6m3/(kW·min)。 6）其它巷道用风计算矿井已采区仍有些巷道需要供风，亦按其经验供风，如晓明矿，中央系统需400 m3/min；边界系统需1000 m3/min。全矿其它用风为 ∑Q其它=400+1000=1400 m3/min。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
7）计算全矿需要的总风量 ∑Q需＝∑Q有效×K矿通式中： K矿通——矿井通风系数，考虑矿井的内部漏风和风量分配不均匀等因素。（抽出式通风K矿通＝1.15～1.2，压入式 K矿通=1.25～1.3）。如铁法晓明矿： ∑Q有效＝Q采.备＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q其它＝3830+1680+1250+1400＝8160 m3/min 计算全矿需风量： ∑Q需＝8160×1.2＝9792 m3/min。目前矿井实际供风量中央系统为4389 m3/min，边界系统为 4267 m3/min。全矿总供风量为8656 m3/min，不能满足矿井需要风量9792 m3/min，因此矿井需要进行通风改造。17

瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
4、风流稳定：保障要点：足够的通风能力与以风定产；减少矿井外部、内部漏风；进风段、用风段、回风段风阻适宜。 1）核定通风能力
（1）总体核算法，根据矿井上年度的实际供风量、瓦斯涌出量和平均日产1t煤的实际供风量来计算。低瓦斯矿井的通风能力核定计算公式

Q ? 350 P? q1 ? K1 ? 104
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式中：P——矿井通风能力，104 t/a； Q——矿井总进风量，m3/min； q1——平均日产1 t煤需要供风量，m3/min；q1的取值应对上年度实际有效风量的安全，合理和经济性进行分析，取其合理值； K1——矿井通风系数，考虑矿井漏风和配风不均匀等因素的备用系数，取1.3～1.5，取值范围由矿井根据实际情况选取，但必须验算瓦斯不超限。高瓦斯矿井（包括突出矿井和有冲击地压矿井）计算公式
P? Q ? 350 0.0926? qCH 4 ? ? K ? 104
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
式中：P——矿井通风能力，104 t/a； Q——矿井总进风量，m3/min； q CH——矿井瓦斯相对涌出量， m3/t；可按瓦斯鉴定的数值确 4 定，矿井有瓦斯抽放时应扣除地面抽放量； Σ K——矿井通风备用系数，包括矿井产量不均匀，瓦斯涌出

不均匀，备用工作面用风系数以及矿井内部漏风系数等的综合系数，可取1.5-1.8，大型矿井取小值，中、小矿井取大值； 0.0926——总回风巷瓦斯浓度不超过0.75%的换算数，即1/ （24×60×0.75%）。按矿井需风量计算方法核算，矿井需风量的计算是按照生产矿井的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其它巷道等用风地点分别进行计算，并计算出各个采区的需风量和全矿总需风量。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
按照矿井总风量与矿井各个用风地点的需风量（有效风量），并按采掘计划列出的采掘工作面个数和相应的计划产量（出煤量），计算出矿井通风能力。

P ? ? P采i＋? P 掘i
i ?1 i ?1

m

n

式中：P——矿井通风能力，104t/a； P采i——第i个煤工作面正常条件下的年产量，104t/a； P掘i——第i掘进工作面正常掘进条件下年进尺的出煤量， 104t/a ； m、n——分别为矿井采煤工作面、煤巷掘进工作面的个数。
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瓦斯综合治理—工作体系通风可靠
矿井主要通风机能力的验证按照矿井主要通风机的实际运行性能曲线和矿井通风系统的通风能力曲线相运行确定的风机运行的实际工况点，即风量Q和风压H应处于风机稳定和合理的区域内，并检验风机供给矿井的总进风量应大于矿井需要的总进风量。其进风比应满足下列要求：