关于低瓦斯矿井通风能力核定的商榷

    1992年、1997年，原煤炭部组织矿井生产能力核定，较准确地评价了矿井的生产能力，为规划国家煤炭合理开发起到了重要作用。近年来，随着煤炭市场化的不断深入，有些煤矿为了片面追求经济利益，超能力生产，甚至酿成了重大事故。为了遏制煤矿事故，煤矿安全管理（监察）部门将制止煤矿超能力生产作为重要问题来抓。因此，如何评价矿井的生产能力，已成为重要的课题，其中矿井通风能力核定成为问题的焦点。本文通过分析原煤炭部提出的矿井通风能力核定公式存在的问题，结合现场实际，就低瓦斯矿井通风能力核定方法和低瓦斯矿井是否超通风能力生产的评价依据，提出的拙见，供商榷。

    1原矿井通风能力核定公式存在的问题（对于低瓦斯矿井）

    原公式P=（Q×350）÷（q×K×104）万t/a

    式中P——通风能力，万t/a；

    　　Q——矿井总进风量（通常取上年底的数据），m3/min。

    　　q——矿井日产吨煤的需要风量（通常用上年度的矿井平均需风量除以上年度的矿井平均日产量），m3/t；

    　　K——矿井通风系数，大型矿井1.15～1.5；中小型矿井1.2～1.45。

    原公式存在的问题:

    （1）该公式未考虑矿井通风系统的实际通风能力。公式中的“Q”为上年底矿井实际总进风量。未考虑矿井主要通风机的工况调整的因素，即：主要通风机的富裕能力及矿井通风网络的最大通过能力。

    （2）该公式不应再取“矿井通风系数”。在计算矿井需要风量时，已考虑了“矿井通风系数”，该公式重复取“矿井通风系数”，导致计算结果偏小。

    2修改意见

    将公式修改为P=（Q×350）÷（q×104），万t/a

    式中Q——矿井通风网络的实测最大通风量。即根据当前的矿井通风网络，在矿井主要通风巷道风速满足《煤矿安全规程》的规定的条件下，调整主要通风机工况，实测主要通风机的能提供给网路最大风量，m3/min；

    　　q——矿井平均日产吨煤的需要风量，m3t。

    3计算实例

    3.1矿井通风概况

    某煤矿主采煤层为石炭二迭系3（3上、3下）层煤，煤层自然发火倾向性为易自燃煤层。煤尘具有爆炸性，其爆炸指数为38.12％～42.6％。2003年矿井瓦斯相对涌出量为0.398m3/t，绝对涌出量为5.597m3/min，为低瓦斯矿井。矿井通风方式为两翼对角抽出式通风，由副进进风，南、北风进回风。南、北风井各安装2台G4-73-11No28型离心式风机，1台工作，1台备用，电动机额定功率为630Kw，额定转速589r/min，前导器为0～9孔。2003年12月矿井的总进风量为13675m3/min，负压为1292.3Pa，矿井有效风量率86.2％，等积孔8.0m2。北风井主要通风机前导器为6孔，电机实际功率为409.5kW；南风井主要通风机前导器为7孔，电机实际功率为442.7kW。通风机处于安全、稳定、合理、经济状态下运行，矿井反风设施齐全、可靠。

    2003年矿井平均需风量13521m3/min，年产原煤726万t,平均日产量2.07万t。

    3.2按原煤炭部矿井通风能力核定公式计算

     P=（Q×350）÷（q×K×104）,万t/a

    式中 Q＝13675m3/min;

     q＝13521/（2.07×104）=0.65m3/t；

     K取1.15。

    　　则：P=（13675×305）÷（0.65×1.15×104）=640万t/a

    3.3按修改后的通风能力核定公式计算

    3.3.1矿井通风网络实测最大进风量Qmax

    为核定的目前通风网络下矿井最大通风能力，编制了《矿井最大通风能力测试方案》，于2003年11月对南风井主要通风机前导器从7孔调到9孔状态下进行测试，北风井主要通风机前导器从6孔调到9孔状态下进行测试，实测数据见表1、表2。


从实测数据可以看出：

    南风井主要通风机前导器处于9孔位置时南翼总进风量Q1=9652m3/min;

    北风井主要通风机前导器处于9孔位置时北翼总进风量Q2＝9088m3/min。

    矿井主要通风机前导器处于最大位置9孔状态下运行，从2002年、2003年主要风机性能测定“通风机性能曲线”可以看出：每个实际工况点，都位于通风机特性曲线驼峰点的右侧、单调下降的直线段上，说明主要通风机处于安全运行状态；风机效率都大于60％，工作风压小于最高风压的90％，通风网络无风速超限地点，因此矿井最大进风量为：Qmax＝18740m3/min。

    3.3.2矿井通风能力计算

    P=（Q×350）÷（q×104）

    ＝（18740×350）÷（0.65×104）

    =1009万t/a

    即：井最大通风能力为1009万t/a。

    4结论及意见

    （1）原计算公式结果偏小。按照原煤炭部的计算公式， Q（矿井总进风量）取的是上年底的数据，未考虑矿井主要通风机的工况调整的因素，即：主要通风机的富裕能力，以及矿井通风网络的最大通过能力，使得结果严重偏小。另外由于重复计算K（矿井通风系数），使得计算结果比矿井当年的通风能力还要小。2003年矿井实际产煤726万t，井下各用风地点风量都能满足《煤矿安全规程》及《矿井风量计算细则》要求（矿井需风量为13521m3/min），即使矿井通风系统能力已达到极限，矿井通风能力应该是726万t/a，而不应是640万t/a。按原公式，假设Q（矿井总进风量）与矿井需要风量一致，则上述公式则可以简化为：

    P=（Q×305）÷（q×K×104）

    ＝（Q×350）÷［（Q÷上年度的产量）×K］

    ＝上年度的产量÷K

    ＝726÷1.15=613万t/a。

    也就是说2003年的通风能力为726万t/a，2004年在通风系统没有变化的情况下，通风能力却变成了631万t/a。

    （2）修改后的矿井通风能力核定公式，综合考虑了主要通风机的富裕能力，以及矿井通风网络的最大通过能力，计算结果更符合实际。

    （3）当矿井主要通风装备或矿井通风网络有较大变化或矿井采、掘能力有较大变化时，应重新核定矿井通风能力。如果将计算结果作为下年度甚至未来几年的依据，则该公式还应考虑：①工作面单产单进变化的因素对平均日产吨煤需风量的影响；②矿井网络变化的影响。对于低瓦斯矿井来说，矿井需风量主要受采掘工作面等用风地点个数的影响，而与工作面的单产单进水平关系不大。公式中的“q”为平均日产吨煤需要的风量，即上年的矿井实际需要风量除以矿井平均日产量。未考虑工作面的单产单进有较大变化时，“q”相应地发生较大变化。当矿井主要通风装备或矿井通风网络的较大变化时，主要通风机的能力和矿井通风网络的最大通过能力，都将发生较大的变化。

    （4）上述公式的计算结果，只能作为评估矿井生产能力的依据，不能作为判定矿井通风能力是否超通风能力的标准。判定矿井通风能力是否超通风能力，应以《煤矿安全规程》及其授权制定的“矿井风量计算方法”为标准，即核定其井下各用风地点的风量是不符合规定。