煤礦礦井通風(fēng)阻力測定總結(jié)報告

1、安榮鄉(xiāng)煤礦礦井通風(fēng)阻力測定總結(jié)報告 我國常用礦井等積孔作為衡量礦井通風(fēng)難易程度的指標(biāo)。礦井通風(fēng)難易程度分級如下：等積孔A：2 m2的礦井通風(fēng)難易程度：容易；等積孔A：1-2 m2的礦井通風(fēng)難易程度：中等；等積孔A：1 m2的礦井通風(fēng)難易程度：困難。一、 前言礦井通風(fēng)阻力測定是礦井通風(fēng)安全技術(shù)管理的重要工作之一。其目的主要有：1、了解通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)阻力分布情況，以便降阻增風(fēng)；2、提供實際的井巷摩擦風(fēng)阻值，為通風(fēng)設(shè)計、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、通風(fēng)系統(tǒng)改造提供可靠的基礎(chǔ)資料；3、為擬定發(fā)生礦井火災(zāi)、瓦斯煤塵爆炸事故時的風(fēng)流控制方案提供必要的通風(fēng)參數(shù)。煤礦安全規(guī)程第119條規(guī)定：新井投產(chǎn)前必須進行1次礦井通風(fēng)阻

2、力測定，以后每3年至少進行1次，在礦井轉(zhuǎn)入新水平或改變一翼通風(fēng)系統(tǒng)后，都必須重新進行礦井通風(fēng)阻力測定。安榮鄉(xiāng)煤礦始建于1985年，1989年投產(chǎn)。原設(shè)計年產(chǎn)煤炭能力9萬噸，現(xiàn)計劃擴大至年產(chǎn)15萬噸。在此種情況下，測定該礦的礦井通風(fēng)阻力和進行主扇性能鑒定，以核定礦井通風(fēng)能力，顯得尤為重要。我們受安榮鄉(xiāng)煤礦的委托，于2006年7月21日對該礦進行了全礦井通風(fēng)阻力測定?，F(xiàn)提交本此測定總結(jié)報告。二、 礦井概況安榮鄉(xiāng)煤礦位于山西省山陰縣安榮鄉(xiāng)，該礦采用主斜井、副斜井（兼作回風(fēng)井）開拓，可采煤層有5#、8#，目前開采5#煤層。礦井為低瓦斯礦井，5#煤層屬容易自燃煤層、且有煤塵爆炸性。目前該礦計劃安排1個炮

3、采工作面采用短壁后退式分層開采方法生產(chǎn)，并同時安排2個掘進工作面配采。煤層賦存條件一般，構(gòu)造及水文地質(zhì)簡單。 礦井采用中央并列式通風(fēng)，通風(fēng)方法為機械抽出式。礦井主井進風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)。二、測定技術(shù)依據(jù) 依據(jù)1996年8月1日開始實施的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即MTT 4401995礦井通風(fēng)阻力測定方法進行測定。三、 測定方案的確定1、測定方法的選用礦井通風(fēng)阻力測定有兩種方法氣壓計法和壓差計法，各有優(yōu)缺點。壓差計法攜帶和鋪設(shè)傳壓膠管笨重費時，但數(shù)據(jù)處理量?。粔翰钣嬜x數(shù)較精確，但傳壓管位置擺放不正對風(fēng)流會影響測定的正確性。此法適合于對局部地段進行詳細精確測定。而氣壓計法正好與壓差計法相反，測定比較簡單迅速，但要測

4、算出位能并進行大氣壓力變化的校正，計算較麻煩；如測點未選在已知標(biāo)高處，將帶來位能計算誤差。隨著能精確測定井下空氣壓力的通風(fēng)測定儀表的研制成功，選用氣壓計法對全礦井進行較精確的通風(fēng)阻力測定已成為可能。為此，本次通風(fēng)阻力測定采用氣壓計逐點測定法。其原理是將井下各測段空氣看作是不可壓縮理想氣體，采用流體力學(xué)中的伯努利方程計算測段通風(fēng)阻力。具體操作步驟為：1、定基準(zhǔn)點，將2臺氣壓計同時在基準(zhǔn)點（一般在進風(fēng)井底）讀數(shù)，并記下讀數(shù)時間。2、測定，將一臺氣壓計留在基準(zhǔn)點，每隔5min記錄1次氣壓值，作為大氣壓力校正用；另一臺按事先擬定的測點逐點測定氣壓、同時測定測段巷道斷面、風(fēng)速、空氣溫度等參數(shù)，直至測定完

5、畢，回到基準(zhǔn)點，如兩臺氣壓計讀數(shù)仍相等或讀數(shù)差與定基準(zhǔn)點時相等，表明儀器性能良好，測定的氣壓數(shù)據(jù)可靠。測定主要儀器儀表：JFY-1型礦井多功能通風(fēng)參數(shù)測定儀2臺、中速風(fēng)表1塊、高速風(fēng)表1塊、秒表1塊、DHM2型空氣干濕溫度計1臺、卷尺1把。2、測定路線的確定測點的設(shè)置原則是；（1）測點的壓差應(yīng)不小于12毫米水柱，不大于測定儀器的量程。（2）測點應(yīng)盡可能避免靠近井筒和主要風(fēng)門，以減少井筒提升和風(fēng)門開啟時的影響。 （3）井巷通風(fēng)阻力系數(shù)測定時，在風(fēng)流分支、匯合、轉(zhuǎn)彎、擴大或縮小等局部阻力物前布置的測點，與局部阻力物的距離不得小于巷寬的3倍；在局部阻力物后，不得小于巷寬的812倍。 為了計算井巷風(fēng)阻

6、，應(yīng)在風(fēng)流分支、匯合處和較大的集中漏風(fēng)點前后布置測點。 （4）測點前后3米長的地段內(nèi)，應(yīng)該使支架保持完好，沒有堆積物。 （5）用氣壓計法測定時，測點應(yīng)盡可能選在測量標(biāo)高點附近。 （6）測點沿風(fēng)流方向應(yīng)依次編號。 測定路線的選擇原則為：能夠反映礦井通風(fēng)系統(tǒng)特征的最長通風(fēng)路線作為主要測定路線，如其中有采、掘工作面等。其它通風(fēng)路線則列為輔測路線。根據(jù)目前該礦的生產(chǎn)布局，選擇1條最長阻力路線（見圖1中12345678910111213）進行全面測定。四、 測定數(shù)據(jù)計算與匯總礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖見附圖2。測定數(shù)據(jù)匯總分別見表1、表2、表3。表中數(shù)據(jù)所依據(jù)的計算公式如下：矩形： S=HB U=2(H+B)

7、H巷高m;B巷寬 m; S巷道面積，m2； U巷道周長，m；梯形： S=HB H巷高m;B巷道中寬 m;半圓拱： H巷高m;B底寬 m;Q風(fēng)量 m3/sV風(fēng)速 m/sS巷道斷面積 m2空氣密度 kg/m3P絕對靜壓 pat空氣干溫度 相對濕度，可查表得Ps溫度為時飽和水蒸氣的分壓力，可查表得hiji，j兩點間通風(fēng)阻力 paPii點靜壓差 paPjj點靜壓差 paPoi在i點測壓時，基準(zhǔn)點靜壓差 paPoj在j點測壓時，基準(zhǔn)點靜壓差 paii點空氣密度 kg/m3jj點空氣密度 kg/m3Zii點標(biāo)高 mZjj點標(biāo)高 mg重力加速度，取 9.81m/s2R巷道風(fēng)阻 Ns2/m8h巷道通風(fēng)阻力 p

8、aQ巷道風(fēng)量 m3/sA等積孔 m2h巷道通風(fēng)阻力 paQ巷道風(fēng)量 m3/s五、 測定結(jié)果分析1、由最長阻力路線測定結(jié)果看，安榮鄉(xiāng)煤礦礦井通風(fēng)總阻力為904.58 pa。通風(fēng)阻力的分布情況為：進風(fēng)段（從主井井口至5103工作面進風(fēng)口，即從節(jié)點1至節(jié)點6）通風(fēng)阻力為604.41Pa，占全礦總阻力的66.82%；用風(fēng)段（5103工作面進風(fēng)口至5103工作面回風(fēng)口，即從節(jié)點6至節(jié)點9）通風(fēng)阻力為93.76pa，占總阻力的10.37%；回風(fēng)段（從5103工作面回風(fēng)口至風(fēng)井風(fēng)硐，即從節(jié)點9至節(jié)點13）通風(fēng)阻力為206.41Pa,占總阻力的22.81%。可見。該礦通風(fēng)阻力分布的特點是進風(fēng)段通風(fēng)阻力較大。2

9、、本礦高阻力主要出現(xiàn)在集中進風(fēng)段。主要原因：一是主斜井井井底2、3、4三個測點中，有2個點斷面較小，風(fēng)速超限；二是主斜井有皮帶，有效通風(fēng)斷面也不大，且主斜井通風(fēng)路程相對較長。以上原因?qū)е略摰V進風(fēng)段通風(fēng)阻力較大。3、自然風(fēng)壓計算分析由表1、表3可知，雖然礦井通風(fēng)線路上各節(jié)點的空氣密度相差不大,但其標(biāo)高相差較大，所以該礦的自然風(fēng)壓必須分段計算。 計算如下：1) 進風(fēng)段空氣密度平均值為：1-6=ijzij/（1495.5-1403）=104.08/92.5=1.126（kg/m3）2) 回風(fēng)段空氣密度平均值為：4-13=ijzij/（1496.5-1403）=106.99/93.5=1.145（kg

10、/m3）3）自然風(fēng)壓為：hn=（1-4-4-13）*9.81*(1496.5-1403)=-17.43（Pa）由于自然風(fēng)壓為負(fù)，所以表現(xiàn)為礦井通風(fēng)阻力。 4、測定誤差分析在測定過程中，由于各種人為因素和儀器精密度的影響，難免存在一定的測量誤差，產(chǎn)生誤差的原因基本有以下幾種：（1）任何儀器都有一定的測定精度，從而導(dǎo)致一定的測定誤差。（2）測定過程中的讀數(shù)誤差。（3）測點標(biāo)高、測段長度等有一定誤差。尤其是測點標(biāo)高對測定結(jié)果影響較大。（4）測點測定時間與基點測定時間的不同時性，導(dǎo)致氣壓校正誤差。（5）測定過程中井下采掘通風(fēng)（特別是風(fēng)門的開關(guān)）的變化等也會產(chǎn)生一定的影響由于礦井通風(fēng)阻力是由主要通風(fēng)機裝

11、置靜壓和自然風(fēng)壓共同克服的，因此，通風(fēng)阻力測定的誤差可用以下公式計算：=式中：阻力測定誤差； h測定的礦井通風(fēng)總阻力Pa；hs通風(fēng)機風(fēng)硐測壓點靜壓，也即風(fēng)機房水柱計讀數(shù)，Pa； hv通風(fēng)機風(fēng)硐測壓點動壓，Pa； hn礦井自然風(fēng)壓，Pa，幫助通風(fēng)時為正，反之為負(fù)。注意到該礦阻力測定時風(fēng)機房風(fēng)峒內(nèi)負(fù)壓探頭讀數(shù)為936 Pa，而由表3風(fēng)硐內(nèi)空氣密度、風(fēng)速數(shù)據(jù)可得風(fēng)硐內(nèi)測壓點動壓為0.5×1.1393×9.4632=51.01Pa。因此，本次通風(fēng)阻力測定的誤差為：=（904.58-936+51.01+17.43）/904.58=4.09%一般認(rèn)為，當(dāng)測定誤差小于5%時，測定結(jié)果較正

12、確，可以用于指導(dǎo)現(xiàn)場通風(fēng)工作。由此可見，本次通風(fēng)阻力測定結(jié)果滿足要求。六、 結(jié)論與建議1、由表2可見，阻力測定路線上有2處巷道（3、4測點）的風(fēng)速超過煤礦安全規(guī)程的要求，建議該在擴大生產(chǎn)規(guī)模時應(yīng)對此處巷道擴大其通風(fēng)斷面。2、該礦通風(fēng)系統(tǒng)較簡單，井下沒有串聯(lián)通風(fēng)，通風(fēng)設(shè)施也較少，而且主要進、回風(fēng)之間安裝了反向風(fēng)門，有利于通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。3、由表3知,安榮鄉(xiāng)煤礦礦井通風(fēng)等積孔為1.88 m2,屬于通風(fēng)中等容易程度礦井。該礦屬于低瓦斯礦井，目前各作業(yè)地點配風(fēng)較大，實際需風(fēng)量為2051 m3/min，該礦FBCDZ-16型軸流式風(fēng)機和配套電機還有剩余能力可用。因此，建議目前通風(fēng)系統(tǒng)可在適當(dāng)調(diào)小主要

13、通風(fēng)機運轉(zhuǎn)角度的情況下運行。4、該礦通風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)斜井通風(fēng)阻力也較大，目前巷道內(nèi)風(fēng)速也較大（表3中12、13測點）。建議安榮鄉(xiāng)礦將風(fēng)井底斷面擴大，減少該處的局部通風(fēng)阻力。5、建議該礦應(yīng)加強通風(fēng)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化管理。測定時發(fā)現(xiàn)回風(fēng)井底與進風(fēng)井之間的主要風(fēng)門走車頻繁，這將導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定；此外，511進、回風(fēng)大巷之間的風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)，將導(dǎo)致采區(qū)有效風(fēng)量率偏低。6、建議該礦應(yīng)加強主要通風(fēng)機運行管理。主要通風(fēng)機房目前未安裝水柱計，負(fù)壓傳感器應(yīng)及時調(diào)校，確保隨時對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的變化進行連續(xù)、正確的監(jiān)測。圖 1 安榮鄉(xiāng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)及測點布置示意圖1-主井地面，2-主井底，3-運輸轉(zhuǎn)載點，4-進、回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)巷口

14、，5-511運輸大巷口，6-5103工作面進風(fēng)口，7-5103工作面下出口，8-5103工作面上出口，9-5103工作面回風(fēng)口，10-511回風(fēng)大巷口，11-井底水倉回風(fēng)口，12-井底變電所回風(fēng)口，13-風(fēng)硐口圖2 安榮鄉(xiāng)煤礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)示意圖1-2：主井，2-3：井底聯(lián)絡(luò)巷，3-4：進風(fēng)大巷一段，4-5：進風(fēng)大巷二段，5-6：511運輸大巷，6-7：5103工作面進風(fēng)順槽，7-8：5103工作面8-9：5103工作面回風(fēng)順槽，9-10：511回風(fēng)大巷，10-11：回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷一段，11-12：回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷二段，12-13：回風(fēng)井表1 安榮鄉(xiāng)煤礦氣象參數(shù)與巷道基礎(chǔ)參數(shù)計算匯總表測點序號測點名稱巷道名稱

15、干溫濕溫測點靜壓差PmmH2O測點靜壓P(pa)空氣密度kg/m3巷道高度H(m)巷道中寬B(m)巷道形狀巷道支護方式巷道面積S(m2)巷道周長U(m)1主井井1173.13.5半圓拱砌碹9.50311.82主井井底主井17.814.661.285290.371.1262.22.9矩形裸巷6.3810.23運輸轉(zhuǎn)載點井底聯(lián)絡(luò)巷181552.885207.971.1241.82.8矩形裸巷5.049.24進、回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)巷口進風(fēng)大巷一段16.414.2144.286104.61.1421.92.2矩形裸巷4.188.25511運輸大巷口進風(fēng)大巷二段14.214151.18

16、6172.291.15223.2梯形木支護6.410.565103工作面進風(fēng)口511運輸大巷14.213.8156.886228.211.15222.4矩形木支護4.88.875103工作面下出口5103工作面進風(fēng)順槽1312.8155.786217.421.1571.92.5矩形液壓支柱4.758.885103工作面上出口5103工作面13.613.2151.586176.221.1541.82.8矩形木支護5.049.295103工作面回風(fēng)口5103工作面回風(fēng)順槽1312.614786132.071.1561.82.4矩形木支護4.328.410511回風(fēng)大巷口511回風(fēng)大巷1312.61

17、2085867.21.1521.73矩形裸巷5.19.411井底水倉回風(fēng)口回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷一段1312.8103.585705.341.151.83.4矩形裸巷6.1210.412井底變電所回風(fēng)口回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷二段13.212.884.785520.911.1472.52.5矩形砌碹6.251013風(fēng)硐口回風(fēng)井1513.281.485488.531.1392.522.4半圓拱砌碹5.4148.94表2 安榮鄉(xiāng)煤礦巷道測風(fēng)匯總表 測點序號測點名稱巷道名稱巷道面積S(m2)表風(fēng)速格/分 真風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s1主井井口9.5033005.1847.22主井井底主井6.384587.88747.23運輸轉(zhuǎn)載

18、點井底聯(lián)絡(luò)巷5.045439.34343.44進、回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)巷口進風(fēng)大巷一段4.1860310.3739.25511運輸大巷口進風(fēng)大巷二段6.43065.28331.765103工作面進風(fēng)口511運輸大巷4.84006.89330.375103工作面下出口5103工作面進風(fēng)順槽4.751272.2169.6485103工作面上出口5104工作面5.041202.0969.7395103工作面回風(fēng)口5105工作面回風(fēng)順槽4.324527.78430.510511回風(fēng)大巷口511回風(fēng)大巷5.14107.06533.211井底水倉回風(fēng)口回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷一段6.123806.55137.512井底變電所回風(fēng)

19、口回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷二段6.254708.09347.313風(fēng)硐口回風(fēng)井5.4145509.46347.5注：風(fēng)表校正方程 真風(fēng)速=(表風(fēng)速×1.028)/60+0.04表3 安榮鄉(xiāng)煤礦通風(fēng)阻力測定匯總表測點序號測定名稱測段巷道名稱空氣密度kg/m3巷道面積S(m2)基準(zhǔn)點靜壓差p0mmH2O測點靜壓差pmmH2O風(fēng)速v(m/s)風(fēng)量Qm3/s巷道標(biāo)高z(m)通風(fēng)阻力h(pa)風(fēng)阻RNs2/m81主井井口1.1179.5037.405.1847.151495.52主井井底主井1.1266.3815.861.27.88747.161413369.530.1663運輸轉(zhuǎn)載點井底聯(lián)絡(luò)巷1.1245.041552.89.34343.35141