矿井串联通风掺新风的有效风量计算
矿井串联通风掺新风的有效风量计算
蔡可玉
中煤集团第五建设公司第一工程处 江苏.徐州
摘要：本文阐述了串联通风是井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式，串联通风掺新风的分类及作用，掺新风串联通风有效风量计算。
关键词：串联通风 原因 掺新风 有效风量
一、串联通风的原因及危害
1.串联通风的原因
1)通风系统没有形成。矿井水平延伸或新采区揭露时无独立的回风系统，其掘进工作面的回风只有流入其他采区至全矿的进风流中。
2)复杂的地质条件。采煤工作面内有较大的落差的断层需要进行改造时，其掘进回风就会流入采煤工作面。
3)管理水平跟不上。某采区生产过于集中，风量不能满足要求，被迫采用串联通风。
2.串联通风的危害
1)通风阻力大、通风困难;
2)串联工作面或硐室的空气质量无法保证，有毒有害气体和粉尘浓度会增加;
3)一旦前一个工作面发生火灾、瓦斯、 爆炸或煤与瓦斯突出事故，会波及被串的工作面，从而扩大灾害范围;
4)风量不易调节。
2、串联通风惨新风的分类及作用
新风是指地面新鲜空气进入井下后，当成分变化不大时，称为新鲜风。习惯上，以用风地点为界，将用风地点以前的称为新鲜风，以后称乏风。新风质量标准要求氧气不低于20%，二氧化碳不高于0.5%。这就是说，新风有两个条件：(1)没有经过用风地点，(2)必须达到最低空气质量要求。
二、 掺新风的分类
1.掺新风的矿井延伸。由于矿井延伸时通风系统未形成，其回风进入采区甚至全矿井的进风流中。此时，该进风流中有两部分，一部分是延伸的回风，另一部分是没经过用风地点的风流。
2.掺新风的采区轨道掘进。当从轨道采区上山作准备巷道时，掘进的回风流入轨道上山。该轨道上山也有两部分风流，其中一条是没有经过用风地点的风流。
3.掺新风的采掘工作面。一般的，采煤工作面往往大于掘进工作面。当采煤工作面进行改造时，掘进工作面的风流就会流入采煤工作面，多余掘进工作面回风的部分风流是没有经过用风地点的。
三、掺新风的作用
当前一用风地点回风流中掺入没有经过用风地点的风流又流入其他用风地点，该进风流能达到新风质量的标准，就可以说是掺入了新风。该惨入的新风起着冲淡瓦斯、供氧及排尘作用，并能够使被串联的工作地点有良好的工作环境。
四、掺新风串联通风有效风量计算
既然掺新风串联通风能起到冲淡瓦斯、排除粉尘，改善工作环境的作用，那么就应该把它计算为有效风量。
1.新鲜空气系数
计算有效风量，应该引入新鲜空气系数的概念。新鲜空气系数即为掺入新鲜风与被串联的总进风之比：
K=QX÷(QA+QX) (1)
式中 K-新鲜空气系数
QX-掺入的新风
QA-前一用风地点的回风(包括前一用风地点的瓦斯涌出量)m3/min
由(1)式 可知，当QA越小，K值就越大，说明被串联通风的用风地点的进风流空气质量就越好。实践证明，当K≥0.5时，将串联通风的空气质量及冲淡有害气体浓度有着明显的效果。
2.串联通风的新鲜空气系数
1)不掺新风串联通风
K=QX÷(QA+QX) =0 (2)
2)掺新风串联
K=QX÷(QA+QX) (3)
3)掺新风串并联(一串多)
当新风掺入后，又同时进入两个(或两个以上)的用风地点(如矿井延伸);
K1=QX1÷(QA1+QX1) (4)
K2=QX2÷(QA2+QX2) (5)
式中
K1，K2--被串联的第一个用风地点的新鲜空气系数;
QA1， QA2--前一用风地点的回风，分别进入第一个和第二个用风地点的风量，m3/min;
QX1, QX2--掺入被串联的第一个和第二个用风地点的新鲜风量，m3/min;
3.串联通风有效风量的计算
掺新风有效风量的计算，应首先考虑新鲜空气系数大小的问题。K大于或等于0.5时，且串联的风流中空气质量达到新鲜风流中得最低值，才能认为掺入的风流是新鲜风流，才能将其作为有效风量计算：
1)不掺新风串联： Q=K(QA+QX) 此时K值=0
2)掺新风串联： Q=K(QA+QX)
3)掺新风串并联：Q=K1(QA1+QX1)+K2(QA2+QX2)
五、 结语
在串联通风中，前一用风地点的回风流中增加有害气体、粉尘等，直接把其作为有效风量是不妥的。
串联通风掺入的新鲜风流有增加巷道风速，降尘，供氧的作用，也同时有冲淡瓦斯浓度，稳定风流的效果，应将其列为有效风量的范畴。
掺入的新风必须起到预期的效果，即新鲜空气系数不小于0.5，达到新鲜空气的最低标准，瓦斯浓度、风速不超限。
2013年8月25日
