4. 矿井需风量计算基础

矿井需风量核定不是先定一个总数再往下分摊，而是先按各用风地点分别计算"最低必须风量"，再逐级汇总、校核，最终得到全矿总需风量。这一节要解决的核心问题是：每一类计算依据对应什么物理约束、公式怎么用、参数从哪里取、取多少才既安全又不浪费。理解这一点，后续的通风能力核定与生产能力匹配才有可靠的数据基础。

按《煤矿安全规程》和通风能力核定的通行做法，需风量计算通常从六个方面分别进行：按井下同时工作最多人数、按瓦斯涌出量、按二氧化碳涌出量、按炸药使用量、按局部通风机实际吸风量、按最低风速（含最高风速校核）。各地点取上述计算结果中的最大值作为该地点需风量，再考虑内部漏风与备用系数，得到矿井总需风量。

一、按人员计算：兜底的安全下限

按人员计算是最简单也最"兜底"的一项，公式为 Q = 4N，其中 4 的单位是 m³/(min·人)，N 为井下同时工作的最多人数（含管理人员、检修人员、检查人员）。例如某矿交接班时井下同时最多 120 人，则 Q人员 = 4 × 120 = 480 m³/min。这一项数值通常不大，很少成为控制项，但它是必须计算的——它保证即使在瓦斯、爆破等依据都很小的低瓦斯矿井，也不会出现人员缺氧或呼吸带污风滞留的情况。参数选取的关键是 N 要按实际最大同时在井人数取，不能只算采掘一线人数。

二、按瓦斯涌出量计算：高瓦斯矿井的控制项

公式为 Q = 100·q·K / C。式中 q 为用风地点的瓦斯绝对涌出量（m³/min），K 为瓦斯涌出不均衡系数（一般取 1.2～1.5，炮采炮掘取大值），C 为该地点回风流允许的瓦斯浓度上限（%）。100 是把百分数换算为小数的系数。以采煤工作面为例：q = 6 m³/min，K = 1.4，C 取 1%，则 Q = 100 × 6 × 1.4 / 1 = 840 m³/min。若该面按人员计算只有 200 m³/min，显然瓦斯项成为控制项。

参数选取有三条原则必须守住：一是 q 要用实测或经审批的预测值，不能套用邻近矿井数据；二是 C 要按地点区分——采掘工作面回风流一般取 1%，采掘工作面进风流、硐室取 0.5%，串联通风的被串地点另有更严要求；三是 K 的取值要与爆破、周期来压等不均衡因素对应，取值偏小会导致风量不足，取值过大则造成风机选型浪费。

三、按二氧化碳涌出量计算：方法与瓦斯同构

二氧化碳的计算公式与瓦斯完全同构：Q = 100·q·K / C，区别在于允许浓度 C 一般取 0.5%，且 q 为 CO₂ 绝对涌出量。在煤层自燃倾向性强、采空区遗煤多或接近地质构造带的矿井，CO₂ 涌出可能成为控制项。实际计算时要注意：CO₂ 与瓦斯往往同时涌出，应分别计算后取大值，不能简单相加；若两者在同一地点都较大，还需复核回风流中两种气体叠加后是否都满足各自限值。

四、按炸药使用量计算：炮掘炮采面的专项依据

公式为 Q = 25A，A 为一次爆破使用的最大炸药量（kg），25 的单位是 m³/(min·kg)。例如某炮掘工作面一次爆破最大装药量 12 kg，则 Q = 25 × 12 = 300 m³/min。这一项主要针对炮掘工作面和炮采工作面，作用是保证爆破后炮烟（CO、NO₂ 等）在规定时间内稀释到允许浓度以下。参数选取要点：A 必须取该地点一次爆破的最大装药量而非平均量；采用毫秒爆破、分段起爆时，按最大一段（或同时起爆总量）取值；综掘、综采面不使用炸药，此项不参与比较。

五、按局部通风机实际吸风量计算：掘进与独立通风地点的关键项

掘进工作面本身没有贯穿风流，其风量由局部通风机供给，因此计算的是"风机吸风量加漏风"。公式为 Q = ΣQ局吸 × K漏，其中 Q局吸 为局部通风机实测或铭牌吸风量，K漏 为风筒漏风系数，一般取 1.2～1.3（风筒越长、接头越多取大值）。例如某掘进面选用 FBDNo6.3 型局部通风机，实测吸风量 400 m³/min，风筒长 800 m，取 K漏 = 1.25，则 Q = 400 × 1.25 = 500 m³/min。若同一采区有多个掘进面，需按配风地点逐一累加，并注意串联通风时被串工作面的风量必须包含前一面排出的污风量。

六、按风速计算：既是下限也是上限

风速校核公式为 Q = 60·v·S，v 为风速（m/s），S 为巷道或工作面的净断面积（m²），60 为秒到分的换算系数。这一项有两个方向：最低风速保证风流能带走瓦斯、粉尘和热量，防止局部积聚，如采煤工作面最低 1.0 m/s、掘进工作面最低 0.25 m/s、岩巷最低 0.15 m/s；最高风速防止粉尘飞扬和人体不适，采煤工作面一般不超过 4 m/s，主要进风巷不超过 8 m/s。计算时先用最低风速求下限风量，再用最高风速求上限风量，最终确定的风量必须落在两者之间。例如某采煤工作面净断面积 8 m²，按最低风速 1.0 m/s 计算，Q下限 = 60 × 1.0 × 8 = 480 m³/min；按最高 4 m/s 计算，Q上限 = 1920 m³/min，最终风量应在此区间内并满足其他各项要求。

七、汇总与参数选取的总原则

各用风地点取六项最大值后，按采煤、掘进、硐室、其它用风地点分类汇总，再乘以矿井通风系数 K矿（一般 1.15～1.25，用于补偿内部漏风和配风不均），得到矿井总需风量。参数选取应把握四条原则：依据要实测（瓦斯、CO₂ 涌出量和风机吸风量以实测或审批值为准）；限值要从严（浓度、风速取规程规定的最严一档）；系数要对应（不均衡系数、漏风系数与具体工艺和风筒条件匹配）；结果要双向校核（既满足最低风速，又不超最高风速，同时与通风机能力、生产能力相匹配）。只有把六项计算都落到真实参数上，需风量才不是纸面数字，而是后续能力核定的可靠基准。