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1、1第一章 矿井通风阻力测定 根据合同要求以及按照煤矿安全规程第一百一十九条：“ 新井投产前必须进行 1 次矿井通风阻力测定，以后每 3 年至少进行 1 次。 ”的要求，为了获取矿井通风基础参数、掌握矿井通风现状，李子垭煤矿与西安科技大学合作，于 2009 年 2 月 25 日、27 日，3 月 1、3 日分别对矿井通风阻力进行了测定。对于本次测定任务，西安科技大学主要负责测定方案的制定、井下测定过程的指导、测定数据的处理与分析、测定报告的编写等工作；李子垭煤矿主要负责测定人员的组织、相关资料的准备、井下通风参数的测定及其它协调工作。第一节 通风阻力测定方案一 测定方法（一）测定方法本次矿井主要
2、通风阻力测定采用气压计逐点测定法。选定了 3 条主要测风路线，基点一般定在进风井井口。将两台同型号的精密气压计放置在基点处，同时读取绝对压力值后，一台气压计留在基点，每隔 5 分钟记录一次气压计变化值；另一台气压计用于井下沿预定测定路线逐点测压，记录测压时间并读取压力变化值，以及测量其它通风相关参数。待全部测定完毕，重新回到基点，再行校对气压计的读数。在测通风阻力的同时，要求主要通风机房每 10 分钟记录一次主要通风机负压值。 （二）测量参数1、各测点的干、湿球温度；2、各测点的风速；3、各测点的静压；4、各测点的巷道断面参数；5、各测段距离。（三）测量路线本次测定所选定的测量线路有三条：21
3、：572 西主平硐 缓斜北集中运输大巷 北西运输石门 25012 机巷 25012 工作面 25012 风巷 缓斜北集中回风巷 北二回风石门 5205 回风上山 680 北大巷 680回风联巷 680 回风平硐。2：680 进风斜井 680 南大巷 680 运输大巷 16032 机巷 16032 回采工作面 16032 风巷 680 抬高集中回风巷 6210回风上山 680 南大巷 680 总回风巷 680 回风平硐。3： 600 运输石门 572 缓斜南大巷 缓斜北集中大巷 27 运输石门 27 掘进联巷 27 回风石门 锅底北抬高回风巷 572主平硐回风巷 行人器上山 850 总回风巷。测
4、定路线见附图 1：李子垭煤矿通风阻力测定路线图 二 测定组织工作整个通风阻力测定工作由李子垭煤矿马文峰总工任总指挥。西安科技大学技术人员和李子垭煤矿的相关人员参与了井下的全部测定工作。（一）测定组织根据测定内容，参测人员分别负责指挥、测压、测风、测断面、记录、协调等。（二）测量仪表所用仪器仪表主要有：JYF-1 精密气压计 2 台通风湿度计 1 个机械式风表 1 套（高、中、低速各 1 个）卷尺（30、10m） 2 个秒表 2 块（三）测定时间2009 年 2 月 25 日、27 日，3 月 1 日、2 日。3第二节 通风阻力参数测定计算方法一 井下大气物理参数用通风湿度计测量各测点空气的干、
5、湿温度，用气压计测量各测点静压，计算空气相对湿度和密度。（一） 空气相对湿度的计算1、干、湿球温度下空气的饱和水蒸汽压为：(1.1)kPatdEXPPsat )3.271(609.(1.2)w1式中 Psat在温度 td 下空气的饱和蒸汽压，kPa；Psat1在温度 tw 下空气的饱和蒸汽压，kPa；td干球温度 ， ；tw湿球温度 ， 。2、矿井空气的实际水蒸汽压为：(1.3)(24.0)6.24.0371( twdPttdPsatF式中 F1 干球温度下水蒸汽饱和蒸汽压。P大气压力，kPa；(1.4)twtdF4.0.43712式中 F2湿球温度下水蒸汽饱和蒸汽压。3、空气相对湿度为：(1
6、.5)PsatF210（二）空气密度的计算(1.6)3)1/79.(15.27348mkgsttd式中 P大气压力， kPa;4空气相对湿度，% ；Psat在温度 td 下空气的饱和蒸汽压，kPa；td干球温度 ， ；tw湿球温度 ， 。二 巷道断面参数与风量（一）巷道断面积1、面积计算公式：半圆拱形状： (1.7)2)108.(maHS式中 S巷道断面面积，m 2H巷道全高，m；a巷道宽，m。三心拱形状： (1.8)2)073.(maHS梯形形状： (1.9)2b式中 S巷道断面面积，m 2a巷道宽，m；b为巷道顶宽，m。2、周长计算公式：半圆拱形状： (1.10)maHU6.12或者： (
7、1.11)S843三心拱形状： (1.12)5.0或者： (1.13)mU1梯形形状： (1.14)abHba22)(5或者： (1.15)mSU16.4式中 U巷道周长，m；其余符号意义同上。（二）风量采用线路法用风表测量风速，并测量巷道断面面积，计算通过井巷的风量：(1.16)smSvQ3式中 Q巷道风量，m 3/S ； S巷道断面面积，m 2v测点实际平均风速，m/S。三 通风阻力及自然风压（一） 通风阻力计算1、各测段巷道通风阻力计算公式为：(1.17)(2/)()( 11121211 iiiiiiiiii ZgvPKPh 式中 i，i+1 测段通风阻力，Pa；iPi Pi+1测点空气
8、绝对静压，Pa；P i P i+1分别为读取 Pi 和 Pi+1 压力值时，基点校正气压计的相应测值，Pa；K1 K2分别为井下测量用气压计与基点校正气压计的校正系数；其余符号意义同前。2、总阻力计算通风系统总阻力为测定路线各测段通风阻力的累加。（二）自然风压测算李子垭煤矿地处山区，进、回风井井口不在同一个水平标高，且进、回风流有温差，应考虑矿井自然风压的影响。自然风压是在井下最低标高的巷道以上，进风与回风两列垂直空气柱的重力压强之差，用公式表示为：6(1.18).)(.)( 1561653221 gZggZhN 式中 Z第 i 与 i+1 个测点的高差，m；第 i 与 i+1 个测点的平均空
9、气密度， 。3/mk李子垭煤矿通风阻力测量路线上的主平硐口标高为+573.17m，680 风井出风口标高为+ 682.90m，第一条测量线路上井下最低点在主平硐洞口，标高 573.17m。进风侧高程为 0m，回风侧高程为 115.83m。根据井下测定数据，以（1.18）式计算得其自然风压为 45.0Pa。第二条通风测量线路，进风斜井标高 900.00m，井下最低点在 16032 工作面机头，标高 668.46m，进风侧高程为 231.54m，回风侧高程为 20.54m。根据井下测定数据，由（1.18）式计算得其自然风压为-75.3Pa。第三条通风测量线路上进风平硐标高为 596.82m，井下最
10、低点在中央变电所，标高 580.50m；850 风井出风口标高为 867.61m，进风侧高程分为 16.76m，回风侧高程为287.55m。根据井下测定数据，由（1.18）式计算得其自然风压为 122.1Pa。四 风阻及摩擦阻力系数（一）风阻的计算巷道风阻计算公式为：(1.19)式中 Rii+1巷道两测点之间风阻，Ns 2/m8；hii+1测定得到的巷道通风阻力，Pa；风量由下式计算：(1.20)smsvQii /2/)(31式中 vi,vi+1巷道两测点位置风速值，m/s；si,si+1巷道两测点位置断面积， m2。巷道的标准风阻：(1.21)82101 /sNRiiis 8221/msNQ
11、hii 7式中 为井下空气标准状态的密度， ；0 30/2.1mkg为实测巷道的平均密度， 。1i 3/巷道的百米风阻计算式为：(1.22)82110 /sNLRiss 式中 L测段巷道的长度， m；Rsii+1巷道的标准风阻， Ns2/m8。（二）摩擦阻力系数的计算计算公式为：(1.23)4231/msNLUSi式中 Rii+1巷道风阻，Ns 2/m8；其余符号意义同前。标准巷道摩擦阻力系数计算公式：(1.24)4210/msNis式中 s巷道标准摩擦阻力系数，Ns 2/m4；其余符号意义同前。第三节 通风阻力测定结果分析一 测定计算结果根据第二章所述测定计算方法，完成各类参数与数据的计算，
12、并汇总成表。各类参数测定记录及数据计算汇总表有： 附表 1 井巷规格参数记录表；附表 2 测点风速、湿度、密度记录表；附表 3 测点绝对静压及测点标高表；附表 4 基点气压计测压记录表；附表 5 井巷通风阻力计算汇总表；8附表 6 矿井主要巷道摩擦风阻和摩擦阻力系数计算汇总表。结合附表的有关大气条件参数数据，由公式（1.18）计算得到的矿井自然风压如表 1.1 所示：表 1.1 三条通风路线自然风压计算结果第一条测量路线（Pa）第二条测量路线（Pa）第三条测量路线（Pa）45.0 -75.3 122.1由上表可见，总体而言，自然通风在帮助主要通风机做功。二 测定精度检验由于仪表精度、测定技巧和
13、其他因素的影响，测定时总会产生各种误差。检验方法有风量检验法和阻力检验法，此处采用阻力检验法进行主干线的阻力测定精度检验。检验公式为：(1.25)%510| trh其中 (1.26)Ncst hv2式中 ht矿井通风总阻力， Pa；hs 通风机风流入口处测点的静压，Pa；hN 矿井自然风压，Pa；hr 主干测线各测段阻力之和，Pa；通风机风流入口处测点断面的空气密度， ；c 3/mkgvc 通风机风流入口处测点断面的平均风速，m/s。进行全矿阻力测定的过程中，同时记录了矿井主要通风机入风口相对静压 hs，平均值为 1873Pa, 以及其它与通风机装置静压相关的参数，见表 1.2：表 1.2 李
14、子垭煤矿通风阻力测定时主要通风机装置通风参数表风机相对静压 静压测量处断面积 风机风量 空气密度9（Pa） （m 2） （m 3/s） (kg/m3)680 回风井 2125/2128 11.60 76.75 1.0929/1.1052850 回风井 2524 9.73 55.9 1.0534矿井通风总阻力为：第一条通风线路： ht = 2125 1.0929 * 6.622 / 2 + 45.0= 2146.1 Pa第二条通风线路： ht = 2128 1.1052 * 6.622 / 2 - 75.3 = 2028.8 Pa第三条通风线路： ht = 1479.8 1.0534* 5.752 / 2 + 122.1= 2
