案例题 某煤矿瓦斯涌出量较大，采空区多，漏风严重，自然发火严重。该矿有主斜井、副斜井、回风立井3个井筒，采用中央边界式通风。副斜井主进风，回风立井回风，地面建有永久瓦斯抽放系统。综采工作面采用U型通风，上隅角附近设置木板隔墙引导风流稀释冲淡瓦斯。矿井煤尘瓦斯含量为14.9m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为42.3m3/min，相对瓦斯涌出量为35.6m3/t，综采工作面绝对瓦斯涌出量为28.3m3/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量为4.3m3/min。根据矿井通风阻力测定报告，矿井通风路线长度为11000m，较投产初期增加5000m；矿井有5处巷道失修，变形严重，断面减小；1处有严重积水。测定结果显示：矿井进风井口标高均为+50m，开采水平标高为-450m。进风井空气密度为1.35kg/m3，回风井空气密度为
1.30kg/m3。总进通风量为6000m3/min，总阻力为2600Pa，矿井风量大且过于集中。根据矿井通风阻力测定报告反映出的问题，为保证矿井安全生产，提高矿井的抗灾能力，该矿决定进行全面的通风系统优化改造，对矿井进行改扩建，优化通风系统。通风科编制了通风阻力测定方案，制定了相关安全措施，组织相关部门进行全矿井通风阻力测定，采用气压计法。测量仪器有干湿球温度计、精密气压计、机械式叶轮风表（高、中、低速）和巷道尺寸测量工具等。其中，风表启动初速度设定为0.5，校正系数为1.2。经测定石门测风站巷道断面为三心拱形，巷宽B=4m，巷高4.5m，风表的表风速为5m/s。矿井综采工作面使用一级煤矿许用炸药9kg；平均采高3m,最大控顶距6m，最小控顶距4m，有效通风断面面积按66%考虑；同时最多作业人数为30人。
根据以上场景，回答下列问题（共22分）
1.判定该矿井的瓦斯等级，并列出该等级的判定标准。
2.计算矿井的自然风压、总风阻和石门测风站的通风量。
3.测风时，分为迎面法和侧身法，请简述两种测风方法实施的技术要求。
4.根据炸药量和作业人数分别计算综采工作面的配风量，按照风速进行验算并给出结论。

1.判定该矿井的瓦斯等级，并列出该等级的判定标准。
该矿井为高瓦斯矿井。
判定依据：具备下列条件之一的，就是高瓦斯矿井。
矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t；
矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min；
矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min。
矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。
2.计算矿井的自然风压、总风阻和石门测风站的通风量。
自然风压：Hn=Zg（ρm1-ρm2）=（50+450）*9.8*（1.35-1.30）=245（Pa）
石门测风站风量：Q 石=Sv
石门测风站S=B（H-0.07B）=4（4.5-0.07*4）=16.88（m2）
石门测风站v=a+bv=0.5+1.2*5=6.5（m/s）
石门测风站Q=Sv=16.88*6.5=109.72（m3/s）
矿井总风阻：Q=6000/60=100（m3/s）；R=h/Q2=2600/1002=0.26（N·s2/m8）
3.测风时，分为迎面法和侧身法，请简述两种测风方法实施的技术要求。
迎面法：测风员面向风流，手持风表手臂伸向前方测风。由于测风断面位于人体前方，且人体阻挡了风流，会使风表读数值偏小，为了消除人体的影响，需将测得的真风乘以1.14 的校正系数，才能得到实际风速。
侧身法：测风员背向巷道站立，手持风表将手臂向风流垂直方向伸直，然后在巷道断面内作匀速移动。由于测风员立于测风断面内减少了通风面积，从而增大了风速，测量结果较实际风速偏大，故需对测得的真风速进行校正。
4.根据炸药量和作业人数分别计算综采工作面的配风量，按照风速进行验算并给出结论。
采煤工作面有效断面积S=（3*6+3*4）/2*0.66=10（m2）
按炸药量计算：
Q 采1=25A=25*90=2250（m3/min）
Q 采1=2250/60=37.5（m3/s）
对应风速V=Q/S=37.5/10=3.75（m/s）
按照同时最多作业人数计算：
Q 采2=4*N=4*30=120（m3/min）
Q 采2=120/60=2（m3/s）
对应风速v=Q/S=2/10=0.2（m/s）
二者均低于最高风速，但是按照作业人数进行计算时，其对应风速不满足最低风速要求，因此取按照炸药量进行计算。