煤矿井下采煤工作面风量计算需注意的几点事项

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摘 要：通过提出煤矿井下采煤工作面风量计算时需要注意的几点事项，解决目前国内大型煤炭企业井工煤矿采煤工作面风量计算存在的方法不统一、甚至缺陷问题，提升煤矿通风安全管理水平，促进煤矿安全发展。

关键词：煤矿，采煤工作面，风量计算，注意，事项

随着我国煤炭行业科学技术飞速发展，煤炭开采效率取得进一步提升，近年来国内涌现出一大批安全高效矿井，单一采煤工作面年产突破百万吨成为普遍现象，山西、内蒙、陕西、新疆等煤炭资源条件较好的地区单一采煤工作面年产突破千万吨。随着采煤工作面单产提升，如何保障工作面科学合理、安全可靠配风成为各煤矿通防专业面临的问题。为进一步规范所属各井工煤矿风量计算方法，大型煤炭企业如国家能源集团、山东能源集团等均根据《煤矿安全规程》（2016年）、《煤矿矿井风量计算方法》（MT/T634-2019）、《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）和《煤矿井下单班作业人数限员规定（试行）》（煤安监行管〔2018〕38号）等规程、技术规范要求制定了本企业具体规定。近几年通过对国家能源集团、山东能源集团、河南能源集团、龙煤集团、新疆焦煤集团等大型煤炭企业井工煤矿调研，发现各个企业井工煤矿采煤工作面风量计算方法存在不统一现象，有些煤矿甚至存在缺陷。通过多年煤矿一通三防工作经验，结合对煤炭行业规程、技术标准的理解，针对井工煤矿采煤工作面配风量实践提出值得注意的几点事项，期望对煤矿通风安全管理有所增益，促进煤矿安全发展。

1. 采煤工作面需风量

煤矿井下采煤工作面的风量应按瓦斯涌出量和爆破后的有害气体产生量，以及工作面气象条件、风速和人数等规定分别进行计算，取其最大值。

1.1 按照工作面瓦斯涌出量计算

1.1.1 依据《煤矿矿井风量计算方法》（MT/T 634-2019），根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不超过1%要求，按式（1）计算：

式中：

Q采——采煤工作面需要风量，单位为m3/min；

q采——采煤工作面瓦斯的平均绝对涌出量，单位为m3/min。可根据该采煤工作面的煤层埋藏条件、地质条件、开采方法、顶板管理、瓦斯含量、瓦斯来源等因素进行计算。抽采矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽采量进行计算；生产矿井可按条件相似的工作面推算或按实际涌出量计算；

K——采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，它是该采煤工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。正常生产矿井应在工作面正常生产条件下，连续观测1个月，取日最大绝对瓦斯瓦斯涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。

当采煤工作面有其他有害气体涌出时，也应按有害气体涌出量和不均匀系数，使其稀释到《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度进行计算。

1.1.2 计算时应注意的事项

a煤矿建成投产后，首采工作面需风量计算时，采煤工作面绝对瓦斯（二氧化碳）涌出量和瓦斯涌出不均匀系数可参照邻近煤矿同一煤层同一标高采煤工作面瓦斯涌出资料取值；邻近无煤矿或邻近煤矿无相关资料时，可按本工作面两巷及切眼掘进期间瓦斯涌出量预测；开采1个月后，按本工作面的实际值进行计算，在通风能力核定报告、通风设计、月度作业规程复审时修订工作面的需风量。

b采煤工作面有二氧化碳、硫化氢等有害气体涌出时，也应按有害气体涌出量和不均匀系数，使其稀释到《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度进行计算需风量。

1.2按气象条件计算

1.2.1根据采煤工作面空气温度选取适宜风速

式中：

Qz——每千克炸药需风量，一级煤矿许用炸药取25m3/min，二级、三级煤矿许用炸药取10m3/min；

A——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，单位为kg。

1.3.2 采煤工作面预裂顶煤（或顶板）时风量计算

采煤工作面采用炸药爆破预裂顶煤（或顶板）时出现瓦斯爆炸事故较多，采煤工作面采动区存在裂隙、裂缝、空洞甚至与采空区连通。这些有限空间里容易积存达到爆炸条件的瓦斯，在采动区打眼装药时无法控制爆破最小抵抗线，爆破时引起易引起瓦斯爆炸事故。

低瓦斯矿井采煤工作面预裂顶板（或顶板）时，采煤工作面及其回风流必须全部撤人。高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面预裂顶板（或顶板）时，应当全矿井撤人至地面。

低瓦斯矿井采煤工作面预裂顶板（或顶板），采煤工作面配风量仍按式（5）计算；高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面预裂顶板（或顶板）时，采煤工作面按正常配风，风量无特殊要求。

1.4按工作人员数量计算

1.4.1 按工作人员数量每人每分钟应供给4m3新鲜风量

1.4.2工作面同时工作人数不得超过《煤矿井下单班作业人数限员规定（试行）》（煤安监行管〔2018〕38号）文件规定。

1.5按风速进行验算

1.5.1 按《煤矿安全规程》第一百三十六条规定进行风速验算

1.5.2 按《煤矿安全规程》第一百五十二条规定“煤层倾角大于12?的采煤工作面采用下行通风时，应当报矿总工程师批准，并遵守下列规定：采煤工作面风速不得低于1m/s；有突出危险的采煤工作面严禁采用下行通风”。

1.5.3采煤工作面风量计算完毕后，应当校核两巷风速，保证两巷风速满足《煤矿安全规程》第一百三十六条规定。

a 部分煤矿采煤工作面两巷矿压大，开采初期巷道断面满足通风需求，但过一段时间以后，受采动压风影响巷道收缩变形量增大，两巷局部地点风速不能满足规程要求。对策：一是前期设计巷道断面时，考虑适宜的支护强度并预留变形量；二是后期加大巷修力度。

b 个别煤矿采煤工作面两巷矿压大，超前支护段采用走向式超前液压支架支护，此段风速超过规定。对策：一是设计巷道断面时，预留走向式超前液压支架占用的通风断面；二是更换超前段支护方式。

1.6  备用工作面需风量

备用工作面需风量一般不得低于其采煤时需风量的50%，且满足稀释瓦斯、其他有害气体和风速等《煤矿安全规程》规定的要求。

注意事项：有些煤矿备用工作面需风量不进行详细计算，简单按现有生产工作面需风量50%取值。由于不同采煤工作面参数不一致，这种方式往往导致简单取值与计算值误差。

2.采煤工作面风量计算注意事项

2.1采煤工作面顺槽使用煤矿用防爆型柴油动力装置机车运输

2.1.1 工作面供风量还应当按同时运行的最多车辆数额外增加配风量，增加的配风量按式（10）计算：

2.2采煤工作面风流温度预测。按矿井当地的气温、地温、井下机械设备等热源、其他热源和岩石的热物理性能，计算采煤工作面的风流温度。

2.3采煤工作面顺槽中设置机电硐室时，要同时按照机电硐室内装机容量和运转的电动机总功率计算风量。

2.4采煤工作面的风量，应根据采煤强度、瓦斯及二氧化碳涌出量的变化等情况，随时进行计算和调整。

2.5采煤工作面需风量按最高风速验算后，最大供风量如不能满足需要时，应采用抽采瓦斯、调整通风系统或以风定产等方法进行处理。

参考文献：

［1］《煤矿安全规程》（2022）应急管理部令第8号。

［2］《煤矿安全规程解读》（2022）应急管理出版社。

［3］《煤矿矿井风量计算方法》（MT/T 634-2019）。

［4］《浅述煤矿掘进工作面需风量计算方法和步骤》作者吴慕腾，《能源与环境》（2018年）。

［5］《矿山采场与巷道掘进工作面按炮后排除炮烟计算需风量公式探讨》作者王海浪、陈国栋，《世界有色金属》（2018年）。

作者简介：赵建军，（197202—），男，汉族，河南固始人，工程硕士，高级工程师，研究方向：煤矿技术。