某煤矿开采4号煤层，核定年生产能力为3Mt。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，该工作面采取了喷雾降尘措施，未进行煤层注水。掘进工作面采用局部通风机压入式通风，选用FBD-No6.3/2x30局部通风机，配套柔性风筒。备用采煤工作面进风巷内设置调节风门进行风量调节。采区进风上山和回风上山之间的联络巷内按要求砌筑永久性挡风墙隔断风流。相邻采煤工作面之间设置了隔爆水棚。
矿井煤层瓦斯含量为12.9m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为90.1m3/min，相对瓦斯涌出量为55.5m3/t，综采工作面绝对瓦斯涌出量为59.3m3/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量3.8m3/min。矿井采取抽采措施后，综采工作面风排瓦斯量为18.5m3/min，工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数按1.2考虑；综采工作面平均采高2.4m，最大控顶距6.2m，最小控顶距5.6m，综采工作面有效通风断面面积按70%考虑；综采工作面同时最多作业人数为25人。综采工作面上隅角一氧化碳浓度为0.0012%。
根据2017月矿井通风阻力测定报告，矿井通风路线长度为12000m，较投产初期增加4000m；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：矿井自然风压为353Pa，总进风量为10476m3/min，总回风量为10671m3/min，总阻力为2660Pa，副斜井风速为6.9m/s，采区回风石门风速为6.4m/s，总回风巷风速为7.8m/s，回风立井风速为10.6m/s。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，矿领导责成相关部门制定整改方案，对通风系统进行优化改造。
根据以上场景，回答下列问题：
1. 判断该矿井瓦斯等级，并列出该等级的判定标准。
2. 根据《煤矿安全规程》，列出该矿井副斜井、采区回风石门、总回风巷、回风立井的最高允许风速，并指出风速超限的井巷。
3. 列出该矿井构筑的通风设施。
4. 根据风排瓦斯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。
正确答案及解析
正确答案
解析
1. 判断该矿井瓦斯等级，并列出该等级的判定标准。
【答案】矿井瓦斯等级：
（1）高瓦斯矿井。
（2）具备下列条件之一的为高瓦斯矿井：
①矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t。
②矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
③矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min。
④矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。
2. 根据《煤矿安全规程》，列出该矿井副斜井、采区回风石门、总回风巷、回风立井的最高允许风速，并指出风速超限的井巷。
2. 根据《煤矿安全规程》，列出该矿井副斜井、采区回风石门、总回风巷、回风立井的最高允许风速，并指出风速超限的井巷。
【答案】（1）最高允许风速：
①副斜井8m/s。
②采区回风石门6m/s。
③总回风巷8m/s。
④回风立井15m/s。
（2）采区回风石门风速超限
3. 列出该矿井构筑的通风设施。
【答案】通风设施：
（1）永久性挡风墙（挡风墙、密闭）
（2）调节风门（风门）
（3）木板隔墙
（4）防爆盖（门）
（5）风硐
4. 根据风排瓦斯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。
【答案】（1）按甲烷涌出量计算：
Q采=100qk=100×18.5×1.2=2220（m3/min）=37（m3/s）
（2）按人数计算：
Q采=4N=4x25=100（m3/min）=1.67（m3/s）
（3）取上述计算的最大值：
Q采=2220（m3/min）=37（m3/s）
（4）按风速验算：
①按最小风速进行验算：
Q采≥0.25Scb=0.25×6.2×2.4×70%=2.6（m3/s）
②按最大风速进行验算：
Q采≤4.0Scs=4.0×5.6×2.4×70%≈37.63（m3/s）
验算结果：符合风速要求。
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