風量分配煙氣連線煙氣處理單元連線接口，提高了煙氣處理效率。礦井通風設計階段，根據同時入井最多人數、各用風地點需風量等方法計算礦井需風量後需進行礦井風量分配，礦井風量分配後進行礦井通風阻力計算並在此基礎上進行礦井主要通風機選型計算。因此，礦井通風設計中的風量分配直接關係到礦井主要通風機選型結果，從而進一步影響到礦井生產過程中的通風管理、礦井的生產安全。
基本介紹
- 中文名：風量分配
- 外文名：Air distribution
- 實質：風量分配管
- 優點：提高了煙氣處理效率
- 位置：煙氣連線煙氣處理單元連線接口
- 學科：冶金工程
簡介,礦井通風設計,通風設計概述,設計特點,存在的問題,礦井通風設計合理的風量分配方法,可不配風的巷道,風門漏風風量的彌補方法,總結,
簡介
礦井通風設計階段，根據同時入井最多人數、各用風地點需風量等方法計算礦井需風量後需進行礦井風量分配，礦井風量分配後進行礦井通風阻力計算並在此基礎上進行礦井主要通風機選型計算。因此，礦井通風設計中的風量分配直接關係到礦井主要通風機選型結果，從而進一步影響到礦井生產過程中的通風管理、礦井的生產安全。
目前，規程、規範等對礦井風量分配的要求不太明確。例如《煤礦安全規程》第一百零一條對礦井各井巷及採掘工作面等用風地點的風速作了規定，同時規定其他通風人行巷道的最低風速不低於0. 15m/s。《採礦工程設計手冊》對礦井風量分配的要求是: 從總風量中減去各回採面、掘進面、硐室用風量，餘下的風量按採區產量、採掘面數目、硐室數目等分配到各採區，再按一定的比例將這部分風量分配到其它用風地點，用於維護巷道和行人的風量需求。
在上述要求下，煤礦設計單位對礦井設計中的風量分配也存在一定的分歧，如部分設計單位堅持的原則是由於風門漏風的存在，井下所有巷道，包括各種設定有風門的短距離的聯絡巷、繞道等均需配風。又如，另一部分設計單位堅持的原則是各種短距離的設定有風門的聯絡巷、通風/材料繞道等均不配風，需配風的其他巷道設定調節風門。
礦井通風設計
通風設計概述
貴州義忠礦井設計生產能力為60 萬t /a，設計計算採煤工作面需風量18m3/s，三個掘進工作面需風量計21m3/s，採區變電所、水泵房、消防材料硐室需風量計6m3/s，採區兩翼抽采巷需風量計16m3/s，按5% 的係數計算其他巷道需風量為3. 1m3/s，考慮1. 2 的礦井通風係數後計算礦井總需風量76. 9m3/s，取77m3/s。即礦井採掘工作面及硐室需風量合計為61m3 /s，礦井其他巷道需風量約為3m3/s，考慮礦井通風係數後增加的風量約為13m3 /s。
設計特點
1) 在礦井通風設計中，同樣是設定有風門的巷道，設計巷道斷面積相同但配風量不同。如111 中部車場、112 迴風石門設計淨斷面積均為11. 9m2，但配風量分別為2m3/s、1m3/s。
2) 部分設定風門的巷道不配風。如迴風井防爆門至引風道段、迴風井的行人安全出口、11091W 迴風巷與11091E 迴風巷之間的聯絡巷、11091E 運巷掘進材料繞道均未配風。
形成上述風量分配思路的主要依據是: 風門漏風是必然存在的，因此設定風門的巷道也必須配風; 井下巷道不可無風; 礦井總風量計算時考慮有內部漏風係數，由此增加的風量需分配到各漏風地點。
存在的問題
迴風井防爆門至引風道段、迴風井的行人安全出口、11091W 迴風巷與11091E 迴風巷之間的聯絡巷、11091E 運巷掘進材料繞道等部分設定風門的巷道不配風，無疑與風門漏風、相應井巷必須配風的思路相違背，也與井下巷道不可無風的思路相違背。
設計井巷若需配風，則必須符合規程的要求，如其他通風行人巷道的風速不得低於0. 15m/s。已經配風的巷道中，部分巷道的風量配備也不滿足0. 15m/s 的風速要求，如112 迴風石門設計淨斷面為11. 9m2，按最低風速0. 15m/s計算，所配風量應大於1. 8m3/s。
對於採用綜采的大、中型礦井，井下巷道斷面通常在10m2 以上( 如運輸繞道等斷面均應在12m2以上) ，按井下巷道均需配備風速不少於0. 15m/s 的風量要求，則每條巷道至少需配備約2m3/s 的風量。按所有巷道必須配風的思路，需配風的其他巷道共14 處( 風井防爆門至引風道一段，迴風井的行人安全出口，111 迴風石門與主斜井的聯絡巷，111 中部車場，11091W 迴風巷與11091E 迴風巷之間的聯絡巷，112 迴風石門與112 材料斜巷的聯絡巷，112 迴風石門與主斜井的聯絡巷，111 運輸石門與112 迴風石門的聯絡巷，11091E 運巷掘進材料繞道，11091E 運輸巷與11091W 運輸巷的聯絡巷，113 迴風石門與迴風井的聯絡巷，113 運輸石門掘進巷道，主斜井與井底聯絡巷之間的巷道，+ 1400m 井底車場)。經計算需配備風量28m3/s，已超出按其他巷道計算的風量( 3m3/s) 和考慮礦井通風係數後的風量( 13m3/s) 之和16m3/s。這也正是部分巷道不配風，部分巷道配備1m3/s 的風量的原因，也即為了滿足其他巷道配風量不超過設計計算的其他風量16m3 /s 的要求，只得將部分井巷不配風，部分井巷只配備1m3/s 的風量。
由上述分析可知，根據規範計算的其他巷道需風量及考慮礦井通風係數增加的風量也不足以保證井下所有巷道均可按規定的風速要求配風。
礦井通風設計合理的風量分配方法
礦井通風設計階段，各回採面、掘進面、硐室按計算需風量配風，餘下的風量按採區產量、採掘面數目、硐室數目等分配到各採區，再按一定的比例分配到其它需要配風的巷道。
可不配風的巷道
1) 風井防爆門至引風道一段、迴風井的行人安全出口等巷道，礦井設計時可不配風。根據規範，考慮礦井通風係數後確定的礦井總風量Qm分配至採掘工作面等用風地點後，進行礦井通風阻力hf計算，然後計算礦井主要通風機所需要的風量Qf = kQm，k 為礦井外部漏風損失係數。外部漏風指防爆門、安全出口和通風機附近的漏風。由礦井風量計算及風機所需風量計算過程可知，防爆門、安全出口和通風機附近的漏風在礦井風量計算時未考慮，因此在礦井風量分配時也不必考慮，此漏風量只是在確定風機所需風量時用外部漏風係數加以考慮，也未參予礦井風量分配的計算過程，因此風井防爆門至引風道一段、迴風井的行人安全出口等巷道設計時可不配風。
2) 井下短距離且設定風門的巷道，礦井設計時可不配風，主要考慮以下兩點: 一是風門的構築標準，要求設定風門的巷道不配風。礦井總風量計算時，根據採掘面、硐室等用風量再取礦井通風係數km = 1. 15 ～ 1. 25，取此係數的主要原因在於考慮到礦井內部漏風、配風不均勻、礦井通風管理水平等因素。由於風門的構築等因素影響，礦井內部漏風確實是必然存在的，但從礦井設計的角度有意識的讓風門漏風也是不可取、不可實施的。一方面，漏風量為1m3/s 或2m3/s，甚至漏風量更大的風門無法施工; 另一方面，風門設計、構築的基本要求也是嚴密、不漏風。二是參考擴散通風的條件，井下短距離且設定風門的巷道可不配風。規程、規範對井下採用擴散通風的機電設備硐室的要求是深度不得超過6m、入口寬度不得小於1. 5m，且無瓦斯湧出。但對設定風門的巷道的風量卻無明確規定，參考擴散通風硐室的相關要求，井下設定風門且無瓦斯湧出的長度不大於12m 甚至更長的聯絡巷道，在有風門漏風的前提條件下同時滿足擴散通風的相關要求，可不考慮配風。
3) 根據礦井通風係數計算出的內部漏風等風量的分配。在礦井設計時，在擁有其他需配風的巷道的瓦斯湧出數據的情況下，其他巷道需風量按瓦斯湧出量計算並按風速驗算後確定，此時考慮礦井通風係數km = 1. 15 ～ 1. 25，增加的15% ～ 25%風量應按比例分配至其他需配風的巷道。
新礦井設計時，其他用風巷道所需風量難以計算時，根據採煤、掘進、硐室風量總和的3% ～ 5% 計算其他需配風巷道的風量，由此計算出的其他風量通常不能滿足其他需配風道的風量及風速要求，此時，考慮礦井通風係數km= 1. 15 ～ 1. 25，增加的15% ～ 25% 風量更應按比例分配至其他需配風的巷道。
根據上述分析，對於其他需配風的通風行人巷道( 一般長度較大或有瓦斯湧出) ，應設定調節風門調節一定的風量通過，並需保證井下其他需配風的巷道的合理風速要求。
風門漏風風量的彌補方法
1 利用風機實際運行風量大於設計需風量
礦井主要通風機選型時，首先確定主要通風機所需要的風量Qf = kQm，k 為礦井外部漏風損失係數; 其次確定通風機風壓，對於目前常用的軸流式通風機靜壓Hsd = hm + hd± HN，即考慮礦井通風系統總阻力hm，通風機裝置( 風硐和擴散塔) 阻力hd，自然風壓HN後確定，然後根據Qf、Hsd確定的設計工況點選擇風機，但設計工況點不一定恰好在所選風機的特性曲線上，此時必須根據通風機的工作阻力，確定其實際工況點。
在通風機特性曲圖中做通風機工作風阻曲線，對於軸流式通風機，靜壓曲線Rsd = Hsd /Q2f與風阻曲線的交點即為實際工況點。由實際工況點可確定風機運行時的風量Qf運，Qf運通常大於計算風量Qf，此部分風量足以彌補各種風門設施的漏風量，不足部分也可由礦井生產過程中的通風管理、風量調節等措施實現。
2 礦井通風管理
根據《煤礦安全規程》，礦井必須建立測風制度，每10天進行1 次全面測風。對採掘工作面和其他用風地點，應根據實際需要隨時測風，每次測風結果應記錄並寫在測風地點的記錄牌上。應根據測風結果採取措施，進行風量調節。根據此規定，礦井設計風量分配時也可不考慮內部漏風，礦井內部漏風造成的風量損失可由礦井生產過程中的通風管理、風量調節等措施來實現。
總結
1) 礦井通風設計階段，各回採面、掘進面、硐室按計算需風量配風，餘下的風量按採區產量、採掘面數目、硐室數目等分配到各採區，再按一定的比例分配到其它需要配風的巷道。
2) 風井防爆門至引風道段、迴風井的行人安全出口等巷道設計時可不配風，此部分的風門漏風已由礦井設計時期所考慮的外部漏風率來彌補。
3) 井下短距離且設定風門的巷道在設計時可不配風。儘管礦井總風量計算時考慮有礦井內部漏風，但為便於施工並考慮風門等通風構築物的嚴密性要求，礦井設計風量分配時不宜有意識的分配風門等的漏風量，而礦井實際生產過程中必然存在的漏風由風機運行時的風量運大於設計需風量。
4) 井下長距離通風行人巷道按規程要求應設定調節風門並配備足夠風量。
5) 依據上述思路進行礦井設計風量的分配，不僅能提高礦井通風設計的針對性，而且能夠提高礦井通風管理的可操作性。
