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1、金旗煤矿矿井通风阻力测定报告 一、 前言矿井通风阻力测定是矿井通风安全技术管理的重要工作之一。其目的主要有：1、了解通风系统中通风阻力分布情况，以便降阻增风；2、提供实际的井巷摩擦风阻值，为通风设计、通风网络解算、通风系统改造提供可靠的基础资料；3、为拟定发生矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸事故时的风流控制方案提供必要的通风参数。煤矿安全规程第119条规定：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，在矿井转入新水平或改变一翼通风系统后，都必须重新进行矿井通风阻力测定。金旗煤矿始建于2007年，2012年投产。设计年产煤炭能力9万吨，在此种情况下，测定该矿的矿井通风阻力和进行主扇性能
2、鉴定，以核定矿井通风能力，显得尤为重要。二、 矿井概况金旗煤矿位于务川县泥高乡，矿井采用平硐开拓，可采煤层一层，矿井为低瓦斯矿井，煤层属容易自燃煤层、且有煤尘爆炸性。目前该矿计划安排1个炮采工作面采用长壁后退式方法生产，并同时安排2个掘进工作面配采。煤层赋存条件较差，地质构造复杂，水文地质中等。 矿井采用中央并列式通风，通风方法为机械抽出式。矿井主副井进风，回风井回风。三、 测定方案的确定1、测定方法的选用矿井通风阻力测定有两种方法气压计法和压差计法，各有优缺点。压差计法携带和铺设传压胶管笨重费时，但数据处理量小；压差计读数较精确，但传压管位置摆放不正对风流会影响测定的正确性。此法适合于对局部
3、地段进行详细精确测定。而气压计法正好与压差计法相反，测定比较简单迅速，但要测算出位能并进行大气压力变化的校正，计算较麻烦；如测点未选在已知标高处，将带来位能计算误差。随着能精确测定井下空气压力的通风测定仪表的研制成功，选用气压计法对全矿井进行较精确的通风阻力测定已成为可能。为此，本次通风阻力测定采用气压计逐点测定法。其原理是将井下各测段空气看作是不可压缩理想气体，采用流体力学中的伯努利方程计算测段通风阻力。具体操作步骤为：1、定基准点，将2台气压计同时在基准点（一般在进风井底）读数，并记下读数时间。2、测定，将一台气压计留在基准点，每隔5min记录1次气压值，作为大气压力校正用；另一台按事先拟
4、定的测点逐点测定气压、同时测定测段巷道断面、风速、空气温度等参数，直至测定完毕，回到基准点，如两台气压计读数仍相等或读数差与定基准点时相等，表明仪器性能良好，测定的气压数据可靠。测定主要仪器仪表：JFY-1型矿井多功能通风参数测定仪2台、中速风表1块、高速风表1块、秒表1块、DHM2型空气干湿温度计1台、卷尺1把。2、测定路线的确定测点的设置原则是；（1）测点的压差应不小于12毫米水柱，不大于测定仪器的量程。（2）测点应尽可能避免靠近井筒和主要风门，以减少井筒提升和风门开启时的影响。 （3）井巷通风阻力系数测定时，在风流分支、汇合、转弯、扩大或缩小等局部阻力物前布置的测点，与局部阻力物的距离不
5、得小于巷宽的3倍；在局部阻力物后，不得小于巷宽的812倍。 为了计算井巷风阻，应在风流分支、汇合处和较大的集中漏风点前后布置测点。 （4）测点前后3米长的地段内，应该使支架保持完好，没有堆积物。 （5）用气压计法测定时，测点应尽可能选在测量标高点附近。 （6）测点沿风流方向应依次编号。 测定路线的选择原则为：能够反映矿井通风系统特征的最长通风路线作为主要测定路线，如其中有采、掘工作面等。其它通风路线则列为辅测路线。根据目前该矿的生产布局，选择1条最长阻力路线进行全面测定。四、 测定数据计算与汇总矿井通风系统网络图见附图2。测定数据汇总分别见表1、表2、表3。表中数据所依据的计算公式如下：矩形：
6、 S=HB U=2(H+B) H巷高m;B巷宽 m; S巷道面积，m2； U巷道周长，m；梯形： S=HB H巷高m;B巷道中宽 m;半圆拱： H巷高m;B底宽 m;Q风量 m3/sV风速 m/sS巷道断面积 m2空气密度 kg/m3P绝对静压 pat空气干温度 相对湿度，可查表得Ps温度为时饱和水蒸气的分压力，可查表得hiji，j两点间通风阻力 paPii点静压差 paPjj点静压差 paPoi在i点测压时，基准点静压差 paPoj在j点测压时，基准点静压差 paii点空气密度 kg/m3jj点空气密度 kg/m3Zii点标高 mZjj点标高 mg重力加速度，取 9.81m/s2R巷道风阻
7、Ns2/m8h巷道通风阻力 paQ巷道风量 m3/sA等积孔 m2h巷道通风阻力 paQ巷道风量 m3/s五、 测定结果分析1、由最长阻力路线测定结果看，金旗煤矿矿井通风总阻力为904.58 pa。通风阻力的分布情况为：进风段（从主井井口至5103工作面进风口，即从节点1至节点6）通风阻力为604.41Pa，占全矿总阻力的66.82%；用风段（5103工作面进风口至5103工作面回风口，即从节点6至节点9）通风阻力为93.76pa，占总阻力的10.37%；回风段（从5103工作面回风口至风井风硐，即从节点9至节点13）通风阻力为206.41Pa,占总阻力的22.81%。可见。该矿通风阻力分布的
8、特点是进风段通风阻力较大。2、本矿高阻力主要出现在集中进风段。主要原因：一是主斜井井井底2、3、4三个测点中，有2个点断面较小，风速超限；二是主斜井有皮带，有效通风断面也不大，且主斜井通风路程相对较长。以上原因导致该矿进风段通风阻力较大。3、自然风压计算分析由表1、表3可知，虽然矿井通风线路上各节点的空气密度相差不大,但其标高相差较大，所以该矿的自然风压必须分段计算。 计算如下：1) 进风段空气密度平均值为：1-6=ijzij/（1495.5-1403）=104.08/92.5=1.126（kg/m3）2) 回风段空气密度平均值为：4-13=ijzij/（1496.5-1403）=106.99
9、/93.5=1.145（kg/m3）3）自然风压为：hn=（1-4-4-13）*9.81*(1496.5-1403)=-17.43（Pa）由于自然风压为负，所以表现为矿井通风阻力。 4、测定误差分析在测定过程中，由于各种人为因素和仪器精密度的影响，难免存在一定的测量误差，产生误差的原因基本有以下几种：（1）任何仪器都有一定的测定精度，从而导致一定的测定误差。（2）测定过程中的读数误差。（3）测点标高、测段长度等有一定误差。尤其是测点标高对测定结果影响较大。（4）测点测定时间与基点测定时间的不同时性，导致气压校正误差。（5）测定过程中井下采掘通风（特别是风门的开关）的变化等也会产生一定的影响由于
10、矿井通风阻力是由主要通风机装置静压和自然风压共同克服的，因此，通风阻力测定的误差可用以下公式计算：=式中：阻力测定误差； h测定的矿井通风总阻力Pa；hs通风机风硐测压点静压，也即风机房水柱计读数，Pa； hv通风机风硐测压点动压，Pa； hn矿井自然风压，Pa，帮助通风时为正，反之为负。注意到该矿阻力测定时风机房风峒内负压探头读数为936 Pa，而由表3风硐内空气密度、风速数据可得风硐内测压点动压为0.51.13939.4632=51.01Pa。因此，本次通风阻力测定的误差为：=（904.58-936+51.01+17.43）/904.58=4.09%一般认为，当测定误差小于5%时，测定结果
11、较正确，可以用于指导现场通风工作。由此可见，本次通风阻力测定结果满足要求。六、 结论与建议1、金旗煤矿通风系统比较复杂，必须保证井下各用风地点的风量分配合理，确保安全生产；2、金旗煤矿位于贵州北部，属地下开采，矿井地质条件复杂，井下巷道顶板破碎、压力大，空气比较潮湿，必须加强进、回风巷道断面的检查维护工作，保证通风系统稳定；3、必须加强通风瓦斯管理，杜绝局部瓦斯积聚。确保安全生产。4、加强主要通风机运行管理。负压传感器应及时调校，确保随时对矿井通风系统的变化进行连续、正确的监测。图 1 金旗煤矿通风系统及测点布置示意图1-主井地面，2-主井底，3-运输转载点，4-进、回风井联络巷口，5-511
12、运输大巷口，6-5103工作面进风口，7-5103工作面下出口，8-5103工作面上出口，9-5103工作面回风口，10-511回风大巷口，11-井底水仓回风口，12-井底变电所回风口，13-风硐口图2金旗煤矿通风网络示意图1-2：主井，2-3：井底联络巷，3-4：进风大巷一段，4-5：进风大巷二段，5-6：511运输大巷，6-7：5103工作面进风顺槽，7-8：5103工作面8-9：5103工作面回风顺槽，9-10：511回风大巷，10-11：回风联络巷一段，11-12：回风联络巷二段，12-13：回风井表1 金旗煤矿气象参数与巷道基础参数计算汇总表测点序号测点名称巷道名称干温湿温测点静压差
13、PmmH2O测点静压P(pa)空气密度kg/m3巷道高度H(m)巷道中宽B(m)巷道形状巷道支护方式巷道面积S(m2)巷道周长U(m)1主井井口18150846901.1173.13.5半圆拱砌碹9.50311.82主井井底主井17.814.661.285290.371.1262.22.9矩形裸巷6.3810.23运输转载点井底联络巷181552.885207.971.1241.82.8矩形裸巷5.049.24进、回风井联络巷口进风大巷一段16.414.2144.286104.61.1421.92.2矩形裸巷4.188.25511运输大巷口进风大巷二段14.214151.186172.291.
14、15223.2梯形木支护6.410.565103工作面进风口511运输大巷14.213.8156.886228.211.15222.4矩形木支护4.88.875103工作面下出口5103工作面进风顺槽1312.8155.786217.421.1571.92.5矩形液压支柱4.758.885103工作面上出口5103工作面13.613.2151.586176.221.1541.82.8矩形木支护5.049.295103工作面回风口5103工作面回风顺槽1312.614786132.071.1561.82.4矩形木支护4.328.410511回风大巷口511回风大巷1312.612085867.21.152
