云南礦山安全：煤礦巷道及通風(fēng)常見計算公式
一、常見斷面面積計算：
1、半圓拱形面積=巷寬×（巷高+0.39×巷寬）
2、三心拱形面積=巷寬×（巷高+0.26×巷寬）
3、梯形面積=（上底+下底）×巷高÷2
4、矩形面積=巷寬×巷高
二、風(fēng)速測定計算：
V表=n/t (m/s) (一般為側(cè)身法測風(fēng)速)
式中：V表：計算出的表速；n：見表讀數(shù)；t：測風(fēng)時間（s）
V真=a+ b×V表
式中：V真：真風(fēng)速（扣除風(fēng)表誤差后的風(fēng)速）；
a、b：為校正見表常數(shù)。
V平=K V真=（S-0.4）×V真÷S
式中：K為校正系數(shù)（側(cè)身法測風(fēng)時K=（S-0.4）/S，迎面測風(fēng)時取1.14）；S為測風(fēng)地點的井巷斷面積
三、風(fēng)量的測定：
Q=SV
式中Q：井巷中的風(fēng)量（m3/s）;S：測風(fēng)地點的井巷斷面積（m2）; V：井巷中的平均風(fēng)速（m/s）
例1：某半圓拱巷道寬2m,巷道壁高1m,風(fēng)速1m/s，問此巷道風(fēng)量是多少。
例2：某煤巷掘進(jìn)斷面積3m2,風(fēng)量36 m3/min，風(fēng)速超限嗎？
四、礦井瓦斯涌出量的計算：
1、礦井絕對瓦斯涌出量計算（Q瓦）
Q瓦=QC （m3/min）
式中Q：為工作面的風(fēng)量；C：為工作面的瓦斯?jié)舛龋ɑ仫L(fēng)流瓦斯?jié)舛?進(jìn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋?/span>
例：某礦井瓦斯涌出量3 m3/min，按總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔怀抻嬎愕V井供風(fēng)量不得小于多少。
2、相對瓦斯涌出量（q瓦）
q瓦= （m3/t）
式中Q瓦：礦井絕對瓦斯涌出量；1440：為每天1440分鐘；
N：工作的天數(shù)（當(dāng)月）； T：當(dāng)月的產(chǎn)量
五、全礦井風(fēng)量計算：
1、按井下同時工作最多人為數(shù)計算
Q礦=4NK （m3/min）
式中4：為《規(guī)程》第103條規(guī)定每人在井下每分鐘供給風(fēng)量不得少于4立方米；N：井下最多人數(shù)；K：系數(shù)（1.2~1.5）
2、按獨立通風(fēng)的采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量的總和計算
Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐…+∑Q其他）×K
式中K：校正系數(shù)（取1.2~1.8）
六、采煤工作面需風(fēng)量
1、按瓦斯涌出量計算
Q采=100×q采×KCH4 （m3/min）
式中100：為系數(shù)；q采：采煤工作面瓦斯涌出量（相對）；
KCH4：瓦斯涌出不均衡系數(shù)（取1.4~2.0）
2、按采面氣溫計算：
Q采=60×V×S （m3/min）
式中60：為系數(shù)；V：采面的風(fēng)速（溫度為18~20℃時取0.8~1.0m/s，溫度為20～23℃時取1.0～1.5 m/s）; S:采面平均斷面積。
3、按采面人數(shù)計算：
Q采=4N （m3/min）
4、按炸藥量計算：
Q采=25A （m3/min）
式中25：為系數(shù)；A：為一次性爆破的最多炸藥量
5、按風(fēng)速進(jìn)行校驗：
15≤Q采≤240 （m/min） 或 0.25≤Q采≤4 （m/s）
式中15與0.25：為工作面最低風(fēng)速（m/min）（m/s）
240與4：為工作面最高風(fēng)速（m/min）（m/s）
例：某采面工作人數(shù)15人，一次性爆破炸藥5kg，溫度20度，瓦斯涌出量為1 m3/min，請問采面需風(fēng)量是多少。
七：掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計算
1、按瓦斯涌出量計算
Q掘=100×q掘×KCH4 （m3/min）
式中KCH4：瓦斯涌出不均衡系數(shù)（取1.2~1.8）
2、按炸藥量計算：
Q掘=25A （m3/min）
3、按人數(shù)計算：
Q掘=4N （m3/min）
4、按局扇吸風(fēng)量計算+
Q掘=Q局+60VS
式中Q局：為局扇實際吸風(fēng)量；V：為最低風(fēng)量1.5m/s；S：斷面積
5、按風(fēng)速進(jìn)行校驗：
煤巷或半煤巖巷：15≤Q掘≤240（m/min） 或 0.25≤Q掘≤4 （m/s）
巖 巷：9≤Q掘≤240（m/min） 或 0.15≤Q掘≤4 （m/s）
八、硐室風(fēng)量取值（按經(jīng)驗選�。�
1、機電硐室需風(fēng)量：獨立回風(fēng)的機電硐室可取150～200 m3/min；
2、爆破材料庫需風(fēng)量：中小型取60～100 m3/min；
3、充電室需風(fēng)量：100～200 m3/min
九、其他巷道的需風(fēng)量計算
按下列方法分別進(jìn)行計算，采用最大值
1、按瓦斯涌出量計算：
Q其他=100×q×KCH4 （m3/min）
2、按風(fēng)速驗算：
按最低風(fēng)速驗算取值：Q其他=9S（m3/min） S為斷面面積
十、礦井有效風(fēng)量率計算
礦井有效風(fēng)量：是指礦井各獨立用風(fēng)地點的風(fēng)量之和
礦井有效風(fēng)量率=×100%
注：規(guī)程要求礦井有效風(fēng)量率不低于85%
例：某礦有效風(fēng)量是540 m3/min，主風(fēng)機風(fēng)硐面積4m2,風(fēng)速為3m/s，礦井有效風(fēng)量率符合規(guī)程規(guī)定嗎？
十一、礦井漏風(fēng)率計算
1、礦井外部漏風(fēng)率=×100%
注：《規(guī)程》第121條規(guī)定：外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5%；有提升設(shè)備時不得超過15%.
2、礦井內(nèi)部漏風(fēng)率=×100%
十二、等積孔的計算
A=1.19×
式中：1.19為系數(shù)； Q為礦井總風(fēng)量（m3/s）; h為礦井通風(fēng)阻力（單位為帕Pa）
十三、瓦斯積聚計算
瓦斯積聚：是指積聚的瓦斯?jié)舛却笥?%，體積≥0.5m3的現(xiàn)象。
Q積=SLC （m3）
例：某盲巷長200m，斷面3m2 ,柵欄內(nèi)側(cè)1米處瓦斯?jié)舛葹?%，計算該盲巷濃度量。
注：盲巷是指沒有通風(fēng)其長度大于6米的獨頭巷道。
十三、煤炭發(fā)熱量的計算公式
關(guān)鍵詞：煤炭發(fā)熱量的計算公式
以煤工業(yè)分析結(jié)果，創(chuàng)立計算煤炭低位發(fā)熱量新公式的原理與方法，不再詳述。僅就實際應(yīng)用的計算公式介紹如下：
1、計算煙煤低位發(fā)熱量新公式
以焦耳表示的計算方式：
Qnet.ad＝35859.9-73.7Vad-395.7Aad-702.0Mad+173.6CRC焦/克
或用卡制表示的計算式：
Qnet.ad＝8575.63-17.63Vad-94.64Aad-167.89Mad+41.52CRC卡/克
Qnet.ad——分析基低位發(fā)熱量；
Vad——分析基揮發(fā)分（%）；
Aad——分析基灰分（%）；
Mad——分析基水分（%）；
CRC——焦渣特征。
2、計算無煙煤低位發(fā)熱量新公式
以焦耳表示的計算方式：
Qnet.ad=34813.7-24.7Vad-382.2Aad-563.0Mad焦/克
或者以卡制表示的計算式：
Qnet.ad=8325.46-5.92Vad-91.41Aad-134.63Mad卡/克
如果有條件能測定H值，或者從固定用煤礦區(qū)取得礦區(qū)以往H值的平均值，用下式計算的無煙煤低位發(fā)熱量結(jié)果精度更高。
以焦耳表示的計算式：
Qnet.ad=32346.8-161.5Vad-345.8Aad-360.3Mad+1042.3Had焦/克
或者用卡制表示的計算式：
Qnet.ad=7735.52-38.63Vad-82.70Aad-86.16Mad+249.27Had卡/克
3、計算褐煤低位發(fā)熱量新公式
以焦耳表示的計算式：
Qnet.ad=31732.9-70.5Vad-321.6Aad-388.4Mad焦/克
或者用卡制表示的計算式：
Qnet.ad=7588.69-16.85Vad-76.91Aad-92.88Mad 卡/克
4、在水泥生產(chǎn)使用中，計算標(biāo)準(zhǔn)煤耗時，按上述公式計算的分析基低位發(fā)熱量（Qnet.ad）用下式換算成應(yīng)用煤低位發(fā)熱量（Qnet.ar）后，再計算標(biāo)準(zhǔn)煤耗。
應(yīng)用煤低位發(fā)熱量計算公式
100-Mad100-Mar
Qnet.ar=Qnet.ad×─-23（Mar－Mad×─）焦/克
100-Mad100-Mad
十四、三量的劃分和計算
（一）開拓煤量
在礦井可采儲量范圍內(nèi)已完成設(shè)計規(guī)定的主井、副井、風(fēng)井、井底車場、主要石門、集中運輸大巷、集中下山、主要溜煤眼和必要的總回風(fēng)巷等開拓掘進(jìn)工程所構(gòu)成的煤儲量，并減去開拓區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)損失、設(shè)計損失量和開拓煤量可采期內(nèi)不能回采的臨時煤柱及其它開采量，即為開拓煤量。
計算公式：Q開 ＝（LhMD-Q地?fù)p -Q呆滯 ）K
式中：Q開——開拓煤量，t；
L——煤層兩翼已開拓的走向長度，m；
h——采區(qū)平均傾斜長，m；
M——開拓區(qū)煤層平均厚度，m；
D——煤的視密度，t/m3
Q地?fù)p——地質(zhì)及水文地質(zhì)損失，t；
Q呆滯——呆滯煤量，包括永久煤柱的可回采部分和開拓煤量可采期內(nèi)不能開采的臨時煤柱及其它煤量，t；
K——采區(qū)采出率。
（二）準(zhǔn)備煤量
在開拓煤量范圍內(nèi)已完成了設(shè)計規(guī)定所必須的采區(qū)運輸巷、采區(qū)回風(fēng)巷及采區(qū)上（下）山等掘進(jìn)工程所構(gòu)成的煤儲量，并減去采區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)損失、開采損失及準(zhǔn)備煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量后，即為準(zhǔn)備煤量。
計算公式：Q準(zhǔn) ＝（LhMD-Q地?fù)p -Q呆滯 ）K
式中Q準(zhǔn)——準(zhǔn)備煤量，t；
L——采區(qū)走向長度，m；
h——采區(qū)傾斜長度，m；
M——采區(qū)煤層平均厚度，m。
在一個采區(qū)內(nèi)，必須掘進(jìn)的準(zhǔn)備巷道尚未掘成之前，該采區(qū)的儲量不應(yīng)算作準(zhǔn)備煤量。
（三）回采煤量
在準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)，按設(shè)計完成了采區(qū)中間巷道（工作面運輸巷、回風(fēng)巷）和回采工作面開切眼等巷道掘進(jìn)工程后所構(gòu)成的煤儲量，即只要安裝設(shè)備后，便可進(jìn)行正式回采的煤量。
計算公式為：Q回＝LhMDK
式中：Q回——回采煤量，t；
L——工作面走向可采長度，m；
h——工作面傾斜開采長度，m；
M——設(shè)計采高或采厚，m；
K——工作面回采率。
上述各煤量的計算公式，僅適用于較穩(wěn)定煤層。若煤層不穩(wěn)定，厚度變化較大時，應(yīng)依具體情況劃分塊段分別計算煤儲量后求和。
（四）三量開采期
1、三量可采期的規(guī)定
為了使資源準(zhǔn)備在時間上可靠，經(jīng)濟上合理，煤炭工業(yè)技術(shù)政策對大、中型礦井原則規(guī)定的三量合理開采期為：
開拓煤量可采期3－5a以上；
準(zhǔn)備煤量可采期1a以上；
回采煤量可采期4－6個月以上。
2、三量可采期的計算
三量可采期的計算公式分別為：
3、三量的合理可采期
影響三量合理開采期的因素有很多，主要有：
（1）礦井地質(zhì)條件
（2）井型和采區(qū)布局
（3）開拓方式和開采方法
（4）機械化程度
（五）三量的統(tǒng)計與分析
為了及時掌握生產(chǎn)準(zhǔn)備程度與采掘關(guān)系，應(yīng)對三量的動態(tài)變化進(jìn)行統(tǒng)計和分析。三量的統(tǒng)計與分析是通過繪制和填報相應(yīng)的圖、表、臺帳及文字說明來完成的。其中主要有三量計算圖、月末三個煤量動態(tài)報表、礦井（露天）期末三個煤量季（年）報表。
