煤矿主要通风机站设计规范GB50450-2008

 前言

中华人民共和国国家标准

煤矿主要通风机站设计规范

Code for design of main ventilating fan  station of coal mine

GB 50450-2008

主编部门：中国煤炭建设协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2009年3月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第135号

关于发布国家标准《煤矿主要通风机站设计规范》的公告

     现批准《煤矿主要通风机站设计规范》为国家标准，编号为GB 50450-2008，自2009年3月1日起实施。其中，第3．1．1、3．1．2(2)、3．1．3、3．1．10、3．3．4(1、12)、3．3．5(1、5、8)、3．3．6(3)、4．1．1(1、4)、5．0．1、5．0．7(1、3)、5．0．10、6．1．3条（款）为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 

中华人民共和国住房和城乡建设部 

二〇〇八年十月十五日

 

    本规范是根据建设部《关于印发“2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第二批）”的通知》（建标函[2005]124号）的要求，由中煤邯郸设计工程有限责任公司会同有关单位编制而成的。

    本规范在编制过程中，编制组对部分生产矿井的主要通风机站进行了调查，访问了有关设计院、院校和制造厂家，针对本规范涉及的问题查阅了大量文献资料，作了分析研究，吸取了多年以来矿井通风的新技术、新设备和新经验，并广泛征求了设计、生产、安全监察和院校等单位的意见，经反复研究和修改，最后经审查定稿。

    本规范共8章和1个附录，主要内容有：总则，术语和符号，主要通风机装置选择，主要通风机站的布置与安装，供配电、控制和照明，建筑与结构，采暖和通风，给水和排水。

    本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责具体管理，由中煤邯郸设计工程有限责任公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，如有新的实践经验或意见，请将有关资料寄送中煤邯郸设计工程有限责任公司《煤矿主要通风机站设计规范》编制组（地址：河北省邯郸市滏河北大街114号，邮编：056031），以供今后修订时参考。

    本规范主编单位、参编单位和主要起草人：

    主编单位：中煤邯郸设计工程有限责任公司（原煤炭工业邯郸设计研究院）

    参编单位：中煤国际工程集团沈阳设计研究院 中煤西安设计工程有限责任公司 煤炭工业合肥设计研究院

    主要起草人：张晓四 徐培锷 邢国仓 赵书忠 宋建国 王宗祥 李志坤 吴睿 朱杰利 蒋晓飞 宋中扬 李洪宇 门小莎 张彦彬 李永强 韩猛 

 

1总则

1.0.1  为在煤矿主要通风机站的设计中贯彻执行国家发展煤炭工业的法规和技术政策，确保矿井安全生产及所采用的设备和设施等质量可靠、技术先进、经济合理、节能、环保，制定本规范。

1.0.2  本规范适用于新建、改建和扩建的煤矿主要通风机站的设计。

1.0.3  煤矿主要通风机站设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
 

2术语和符号

2.1 术语

2.1.1  煤矿主要通风机站 main ventilating fan station of coal mine

    安装在煤矿地面向全矿井、一翼或一个分区供风的通风机站。

2.1.2  主要通风机装置 main ventilator with accessory diffuser

    主要通风机及其附属设施的总称。 

2.1.3  置换风门 ventilating door for changing operating fan

    用以倒换工作通风机的风门。
 

2.2 符号

H————主要通风机风压；

h_d——扩散器的动压损失；

h_k——矿井计算风压；

h_xs——消声装置阻力损失；

h_zh——通风装置及风道阻力损失；

h_zr——矿井自然通风风压；

k——外部漏风系数；

k_f——富余系数；

N——电动机计算功率；

Q——主要通风机风量；

η——主要通风机工况点效率；

η_m——机械传动效率。 

3主要通风机装置选择

3.1 一般规定

3.1.1  矿井的每一风井必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中新建矿井的主要通风机装置型号、规格必须相同；2套主要通风机装置中的1套应作为备用；备用主要通风机装置必须能在10min内启动。

3.1.2  主要通风机的选型应符合下列规定：

    1  可根据不同条件，经技术经济比较后，在轴流式和离心式通风机中选择最优机型。

    2  严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机。

3.1.3  主要通风机必须装有反风设施，并应能在10min内改变巷道中的风流方向；当风流改变方向后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40％。

3.1.4  每一风井主要通风机的设计风量和风压，应满足下列要求：

    1  主要通风机使用年限内通风容易和通风困难两个时期的最小和最大风压及其相应风量。

    2  如等积孔相差较大，风井服务年限较长，应分阶段计算风压和风量。

    3  如达产时间较长，还应有投产时的风压和风量。

3.1.5  主要通风机应选择高效风机，并应以满足第一水平各个时期的风量和风压要求为主，适当照顾第二水平的需要。当工况变化大，经技术经济比较确认合理时，可分期选择电动机或主要通风机。

3.1.6  主要通风机的能力应与矿井通风网络特性相匹配。所选轴流式通风机在最大设计风量和风压时，叶片安装角度应比设备允许范围小5°；离心式通风机在最大设计风量和风压时的转速不应大于设备允许最高转速的90％。

3.1.7  主要通风机在各个时期均应运行在工业利用区，在正常生产期均应运行在高效区，且工况效率不宜低于70％。

3.1.8  主要通风机的工况点应位于通风机性能曲线峰点的右侧。轴流式通风机的工况点风压不应大于风机性能曲线最大风压的90％。
3.1.9  高海拔地区应根据当地空气密度对通风机性能曲线或通风网络曲线作相应修正。

3.1.10  煤矿主要通风机站内的噪声值不得超过85DB(A)。通风设备对附近居民区的噪声值应符合现行国家标准《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348的有关规定。
 

条文说明

3.1.1  新建矿井的每一风井应安装型号、规格相同的2套主要通风机设备及其附属装置。

3.1.2  对于大、中、小型各种矿井的不同条件，一般轴流式、对旋轴流式和离心式通风机各有其适用条件，关键是经技术经济比较，根据具体条件选择最优机型，不宜以某一机型的一般优点代替具体比较。

3.1.4  矿井的设计风量和风压是矿井主要通风机站设计的基础资料，决定着矿井主要通风机站的设计能否满足矿井通风需要，既保证矿井安全生产，又实现主要通风机经济运行。鉴于矿井服务年限一般较长，特别是大型矿井服务年限很长，矿井风压可能变化很大，风量也可能变化，为了通风机选型合理，矿井风量和风压作为设计基础资料应根据矿井生产的不同阶段和时间分期提出。

3.1.5  本条是针对多水平开采矿井，或只有一个水平但服务年限较长的矿井，为了做到合理选择设备而提出的。

3.1.6  影响矿井需要风量的因素具有不确定性，为了通风安全可靠，保证矿井安全和矿工人身安全，主要通风机的能力留有一定的储备系数是必要的。

3.1.7  主要通风机的工况效率是指静压效率，70％是指矿井正常生产期间的工况效率。

3.1.8  本条规定旨在从通风机的合理工况点角度确保其运行的稳定性。

3.1.9  厂家提供的通风机性能曲线是根据空气密度为1.2kg/m³绘制的，高海拔地区空气密度降低，因此应根据当地空气密度对通风机性能曲线作相应修正。若计算风压是按1.2kg/m³计算的，则风机特性曲线不必修正，但电动机功率仍应做相应修正。在1000～4000m海拔之间，电动机的冷却效果不受影响。

3.2 主要通风机装置选择

3.2.1  主要通风机的选择计算应符合下列规定：

    1  通风机性能参数应按下列公式计算：

        1)主要通风机必需风量：

 Q_x=k×Q_k      (3.2.1-1)

式中：

      Q_x——主要通风机必需风量(m³/s)；

      Q_k——矿井的计算风量(m³/s)；

      k——外部漏风系数，专用回风井，应取1.05；兼作回风井的箕斗井，应取1.15；兼作升降人员用的回风井，应取1.20；

        2)主要通风机必需风压：

H_x＝h_k＋h_zh＋h_zr＋h_xs＋h_d      (3.2.1-2)

式中：

      H_x——主要通风机必需风压(Pa)；

      h_k——矿井的计算风压(Pa)；

      h_zh——通风装置及风道阻力损失（包括风井至通风机的各段风道及扩散器的阻力）(Pa)，应根据具体情况计算，缺乏资料或在可行性研究阶段，可根据风机型式及大小，取100～200Pa；

      h_zr——矿井自然通风风压(Pa)，若h_k已计入，则h_zr为零；

      h_xs——消声装置（通风机装有消声装置时）阻力损失(Pa)，由厂家提供，缺乏资料时可取50～100Pa；

      h_d——扩散器的动压损失(Pa)，当通风方式为抽出式，而风机的特性以全压表示时，应计入此阻力。

    2  主要通风机的选择应符合下列规定：

        1)在满足通风机计算性能参数条件下，应根据本规范第3.2.1条第1款以及工况调节、场地条件和服务年限等要求，通过技术经济比较，在经过鉴定的新型节能产品中择优选取；

        2)轴流式通风机若采用反转反风，或调整叶片角度反风，均应根据所选轴流式通风机的反风性能曲线计算反风量；

        3)当选用离心式通风机时，应选用型号相同、出风角度相同、左右旋式风机各1台；

        4)在技术可靠、经济合理情况下，宜选用具有动叶在线可调功能的轴流式通风机，或采用具有无级调速装置的通风机。

3.2.2  电动机的选择计算应符合下列规定：

    1  电动机功率应按下式计算：

 

式中：

      N——电动机计算功率(kW)；

      Q_g——主要通风机工况点风量(m³/s)； 

      H_g——主要通风机工况点风压(Pa)；

       η——主要通风机工况点效率(％)；

       η_m——机械传动效率，联轴节可取0.98，三角皮带传动可取0.92； 

      k_f——富余系数，可取1.1～1.2，对旋式风机，可取1.2～1.3。 

    2  除应按计算功率选择电动机外，其功率尚应按下列不同情况进行校验：

        1)轴流式通风机和叶轮直径2m以上的离心式通风机正常启动功率；

        2)轴流式通风机反转反风功率；

        3)调速装置故障时电动机全速运转功率。

    3  当通风容易时期和通风困难时期电动机的轴功率之比小于60％，经技术经济比较合理时，可分期选择电动机。所选电动机的负荷率不宜小于60％。

3.2.3  工况调节方式的选择应根据不同条件从下列调节方式中采用最佳方式。

    1  矿井生产期间的阶段性工况调节可采用下列方式：

        1)改变轴流式通风机的叶轮：

          ——两级叶轮通风机，通风容易时期改为单级运行；

          ——调整叶片数；

          ——调整叶片安装角。

        2)改变通风机转速：

          ——机械调速；

          ——电气调速。

        3)调整前导器。

    2  矿井生产期间当需要根据矿井所需风量随机连续调节通风机工况时，在技术可靠、经济合理条件下，宜采用电气调速以连续调节通风机转速，当主要通风机为轴流式通风机时，也可采用通风机在线随机连续调节叶片角度。
 

条文说明

3.2.1  本条第2款第2项旨在确保反风量不小于正常风量的40％。本条第2款第4项旨在根据瓦斯变化情况随机调节通风机工况，以实现既满足需要，又不过量的按需定量调节的最佳通风状态，这是矿井主要通风机站设计的发展方向。为此从机械或电气两方面提出实现此目标的技术条件。当然，这必须在技术可靠、经济合理的情况下才适宜。

3.2.2  为确保主要通风机通风的可靠性，电动机在合理的服务年限内，其功率均应满足不同情况时的功率需要。

3.2.3  本条是针对两种不同性质的调节：一种是针对设备选型时的工况设计而进行的阶段性工况调节；另一种是针对矿井生产期间根据需要风量而进行的随机连续工况调节。

8'>《煤矿主要通风机站设计规范》GB 50450-2008

 本规范用词说明

1  为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

    1)表示很严格，非这样做不可的用词：

      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。

    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：

      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。

    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

      表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。

2  本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。