老屋基煤矿通风阻力测定.docx
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老屋基煤矿通风阻力测定
*****煤矿
矿井通风阻力测定报告
编制：
田序勇
机电矿长：
涂应唐
安全矿长：
甘佑义
生产矿长：
唐明
总工程师：
杨子兴
矿长：
向清华
测定日期：
二○一四年三月十九日
批准日期：
二○一四年三月二十日
*****煤矿矿井通风阻力测定报告单
产品名称
矿井通风阻力
测定地点
矿井地面和井下
测定日期
2014年3月19日
测定类别
测定人员
系统现状
正常生产
单位
*****煤矿
测定依据
MT／T440—1995《矿井通风阻力测定方法》、《煤矿安全规程》
测定项目
矿井通风阻力
测定环境
正常
测定结果
1、矿井总进风：
1635.1m3/min
2、矿井总回风：
1656m3/min
3、全系统计算阻力值：
385.2Pa
4、矿井等积孔：
1.67m2
备注
矿井通风程度中等
矿长签字
年月日
总工签字
年月日
编制人签字
年月日
测定人员签字
年月日
*****煤矿矿井通风阻力测定报告
第一节矿井概况
**煤矿井田境界由贵州省国土资源厅划定，由A、B、C、D、E、F六个拐点圈定，井田走向长0.80km，倾斜宽平均约1.31km，面积约1.0481km2，准采标高为＋1773m～＋1540m。
核定生产能力9万吨/年。
*****煤矿采用斜井开拓方式，设计开采51#煤层，51#煤层平均厚度1.7m，采用走向长壁炮采方法。
经鉴定矿井为高瓦斯矿井，取样分析51#煤层属不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险性。
目前*****煤矿布置有1个采煤工作面、2个掘进工作面生产，矿井煤层赋存条件良好，构造及水文地质简单。
矿井采用中央并列式通风。
通风方法为机械抽出式。
矿井主斜井、副斜井回风,回风斜井回风。
第二节通风阻力测定方案
一、测定目的
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。
*****煤矿始目前处于正常生产阶段，核定年产煤炭能力9万吨，2013年实际生产12个月，生产煤炭16万吨，在此种情况下，测定*****煤矿的矿井通风阻力和进行主要通风机性能鉴定，以核定矿井通风能力，显得尤为重要。
2、测定依据
依据1996年8月1日开始实施的行业标准，即MT／T440—1995
《矿井通风阻力测定方法》进行测定。
3、测试内容
全矿井通风网络中主要风路的空气状态参数、巷道断面参数、风速等参数，以计算通风阻力。
4、测定方法
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。
五、测定人员组成与分工
分2个测定小组进行。
地面组1人监测并记录大气压力的变化；井下组4人分别进行巷道断面测量、空气干、湿温度读取、测点静压差读取、风速测定，并对上述基础参数进行记录。
六、使用仪器设备
序号
名 称
规格型号
准确度/
不确定度
仪器编号
1
矿井多功能通风参数测定仪
JFY-1
±1hpa，±1mmH2O
2
空气干、湿温度计
DHM2
±0.8℃，±3%RH
3
秒表
PC2008
0.1级
4
中速风表
DFA-2
1.0级
F06141
5
30米卷尺
2.0级
七、选择测定线路及布置测点
测点的设置原则是：
（1）测点的压差应不小于1~2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得小于巷宽的3倍；在局部阻力物后，不得小于巷宽的8~12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*****煤矿的生产布局，选择1条开放的（阻力路线上无风量调节设施）最长通风阻力路线（主斜井→轨道上山→1518运输巷→1518采面→1518回风巷→回风上山→回风斜井）进行全面测定；与此同时，选择另1条主要并联支路（主斜井→轨道上山→1519运输巷→1518抽放巷回风绕道→回风上山→回风斜井）进行测定。
八、测定步骤
1.测定前的准备
1）确保仪器性能完好
2）测定人员预先熟悉测定路线
2.现场测定
1）定基准点
将2台气压计同时在基准点（一般在进风井口或井底）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（或压差）值，作为大气压力校正用；另一台按事先拟定的测点逐点测定气压（或压差）、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。
3.数据处理
按照公式计算各项参数及指标，如经计算发现有些数据有明显错误或误差较大时，应重新测定。
4.报告编制
根据计算结果，分析矿井通风系统现状，提出需要改进的意见或建议，编制客观、完整的矿井通风阻力测定报告。
第三节通风阻力测定计算理论依据
一、空气密度计算依据
1.干、湿球温度下空气的饱和水蒸汽压
由干、湿温度读数查表。
2.矿井空气的实际水蒸汽压
Pv=φPs
φ——相对湿度，%
Ps——湿空气的饱和水蒸汽分压，pa
3.空气相对湿度
由干、湿温度读数查表。
4.空气密度
ρ——空气密度,kg/m3
P——绝对静压,pa
td——空气干温度℃
φ——相对湿度，%
Ps——温度为td时饱和水蒸气的分压力，pa。
二、巷道断面积和周长计算依据
测点巷道断面积和周长计算公式如下：
H——巷高 m; B——巷宽m;
S——巷道面积，m2；U——巷道周长，m；
三心拱：
H——巷高 m; B——底宽m;
梯形巷道：
;S=（B1+B2）*H/2;
B1——巷道上宽m;B2——巷道下宽m;
H-----巷道高度m;
半圆拱形：
三、风量计算依据
1.断面修正系数
2.风量Q
Q=V×S（减去0.4m3的测定人体积）
Q——风量m3/s
V——风速m/s
S——巷道断面积m2
四、压力参数计算依据
定好基准点后直接用多功能通风参数仪读数取。
1.测点动压
hvi=ρivi2/2
hvi——i点空气动压，pa
ρi——i点空气密度kg/m3
Vi——i点前（后）巷道中风流速度，m/s
2.测段位压差
Hzi=
Hzi——i，j两点间测段位压差，pa
ρi——i点空气密度kg/m3
ρj——j点空气密度kg/m3
Zi——i点标高m
Zj——j点标高m
g——重力加速度，取9.81m/s2
3.通风阻力
hij——i，j两点间通风阻力pa
∆Pi——i点静压差pa
∆Pj——j点静压差pa
∆Poi——在i点测压时，基准点静压差pa
∆Poj——在j点测压时，基准点静压差pa
五、通风阻力计算依据
1.两测点间风阻
=hij/Qij2，
Rij——i，j两点间巷道风阻N•s2/m8
hij意义同前述。
Qij——i，j两点间巷道风量m3/s
2.两测点间标准风阻
R0ij=1.2Rij/ρij
R0ij——i，j两点间巷道风阻，N•s2/m8
ρij——i，j两点间巷道空气平均密度，kg/m3
ρij=（ρi+ρj）/2
3.巷道百米标准风阻
R100ij=100R0ij/Lij
R100ij——i，j两点间巷道百米标准风阻，N•s2/m8
Lij——i，j两点间巷道长度，m
4.巷道摩擦阻力系数
αij=RijS3/LijU
αij——i，j两点间巷道摩擦阻力系数，N•s2/m4
5.矿井总阻力
矿井总阻力为各测段通风阻力之和，即H=∑hij
6.等积孔
A——等积孔m2
H——矿井通风总阻力pa
Q——矿井主要通风机总排风量m3/s
第四节通风阻力测定数据及计算
一进风井风量分配
矿井由主斜井和副斜井进风。
主斜井和副斜井主要风流汇结点在运输上山，按照风压平衡理论。
（1）
；
（2）
两条进风巷道摩擦风阻按下式计算：
（N.s2/m8）
式中：
巷道摩擦风阻，N.s2/m8；
巷道的摩擦阻力系数，N.s2/m4，取决于巷道的相对粗糙度和空气密度；
通风巷道的长度，m；
巷道的周长，m；
巷道的断面积，m2。
测得主斜井进风为14.5m3/s，副斜井进风12.7m3/s；
由于两井筒长度、断面、支护方式均差别大，故副斜井按13m3/s进风、主斜井按14.5m3/s进风分配。
二矿井通风摩擦阻力计算：
（Pa）
式中：
α--通风阻力系数，（NS2/m8）；
l--巷道长度，（m）；
q--通过巷道的风量，（m3/s）；
s--巷道净断面，（m2）；
p--巷道净周长，（m）；
矿井通风局部阻力按摩擦阻力10％计算。
矿井通风阻力原始测定记录表（主测路线）
序号
巷道名称
支护方式
巷道
长度
净断面
净周长
摩擦阻
力系数
风阻
风量
风压
备注
m
m2
m
N.S2/m4
N.S2/m8
M3/s
Pa
局部阻力按摩擦阻力10％计算
1
主斜井
锚喷砌旋
470
6.3
10.3
0.005
0.152
14.5
20.4
2
主井联络巷
锚喷
60
6.3
10.3
0.007
0.034
11.78
2.4
3
轨道上山
锚喷
305
5.5
7
0.007
0.021
11.78
12.5
4
1518运输巷
锚网
700
6
10.4
0.012
0.567
8.16
28.5
5
1518采面
单体
100
6.3
11
0.030
0.122
8.16
8.8
6
1518回风巷
锚网
700
6
10.4
0.012
0.655
7.7
24
7
采面回风绕道
锚网
90
4.3
8
0.007
0.6
7.7
3.8
8
回风上山
锚喷
288
4.3
8
0.007
0.194
24.3
119.8
9
回风斜井
砌旋
474
4.5
8
0.004
0.379
27.6
126.8
小计
347
局部阻力
34.7
合计
381.7
矿井通风阻力原始测定记录表（辅测路线掘进工作面并联分支）
序号
巷道名称
支护方式
巷道
长度
净断面
净周长
摩擦阻
力系数
风阻
风量
风压
备注
m
m2
m
N.S2/m4
N.S2/m8
M3/s
Pa
局部阻力按摩擦阻力10％计
1
1519运输巷
锚喷
150
6.0
10.4
0.012
4.2
1.5
2
回风联络巷
锚喷
60
4.3
10.4
0.012
4.2
1.67
小计
3.17
局部阻力
0.32
合计
3.5
通过对矿井通风系统主路和支路路线通风阻力计算，矿井通风阻力为381.7+3.5=385.2Pa
三矿井通风等积孔计算及难易程度评价
1）矿井通风等积孔计算:
A=1.189Q/
=1.189Q/
=1.189*27.6/19.63=1.67
式中：
A--等积孔（m2）
Q--矿井总风量（m3/s）27.6m3/s
h--矿井总风压（Pa）385.2Pa
经计算：
矿井等积孔：
A=1.67m2。
2）难易程度评价
矿井等积孔是衡量矿井通风难易程度的指标，它与矿井总风阻类似。
《设计规范》对等积孔未做要求，但是矿井通风的设计负（正）压，一般不应超过2940Pa。
表土层特厚、开采深度深、总进风量大、通风网路长的大深矿井，矿井通风设计的后期负压可适当加大，但后期通风负压不宜超过3920Pa；等积孔（㎡）分为三级：
A>2为通风容易；A=1-2为通风程度中等；A<2为通风困难。
计算结果看出我矿属中等阻力矿井，必须加强矿井通风设施管理，特别是设置的风门和密闭，减少漏风，合理配风，同时加强主要进、回风巷的维修，保持巷道有效断面，降低矿井通风阻力。
四矿井自然风压
井口海拔标高+1773,，开采区域最低标高1610，开采最大深度约163m左右，进风侧平均温度18°C,回风侧平均温度20°C；地面进口大气压力经查表为848.84pa。
按“科马洛夫”经验公式计算：
=848.84*163/287*（1/18-1/20）*9.8*（1+163/10000）
=848.84*0.568*（0.056-0.05）*9.8*1.0163
=848.84*0.568*0.006*9.8*1.0163
=21.8pa
式中：
P0--地面井口大气压力，pa；
H--矿井开采深度，m;
T1--进风侧平均温度，K；
T2--回风侧平均温度，K；
R--矿井空气常数，干空气常数287J/（kg.K）；
g-重力加速度9.8m/s2
经计算，该矿井自然风压为
21.8pa，风机负压为385.2-21.8=363.4（pa）。
五风机装置阻力损失
根据厂家提供的风机参数，对旋式通风机装置阻力损失为150—200Pa。
取160Pa。
则
h容＝363.4＋160＝523.4（Pa）。
第五节矿井通风系统现状评价
通过本次矿井通风阻力测定，对*****煤矿通风系统现状分析如下：
1、由计算结果可见，*****煤矿通风阻力分布比较合理，无明显的高阻力段；通过测风，表明阻力测定路线上所有测点附近的巷道风速均符合《煤矿安全规程》的要求，通风系统较合理。
2、矿井外部漏风分析
由本次通风阻力测定中实际测风可得，*****煤矿外部漏风率为（28.8-27.6）/28.8=4.2%，可见*****煤矿地面防爆门和行人风门密封性能良好，风硐施工质量较好，所以外部漏风较小。
*****煤矿回风斜井不作为辅助运输井，满足《煤矿安全规程》规定的外部漏风率不大于5%的要求。
3、*****煤矿通风系统较简单，井下目前没有串联通风，采掘工作面风量充足，掘进工作面没有循环通风现象。
因此，总体看*****煤矿通风系统稳定可靠。
4、由计算可知,*****煤矿矿井通风等积孔为1.67m2,矿井通风容易程度属于中等。
*****煤矿FBCDZ-№14型轴流式风机和配套电机还有剩余能力可用，因此，目前通风系统能满足井下生产的通风需要。
6、目前煤矿正进行1519采面的系统完善工作，必须抓紧此项工作的推进力度，使回风系统通风阻力有明显降低，增加矿井通风等积孔，提高矿井通风系统的可靠性。
7、*****煤矿主要通风机房对矿井通风阻力的监测监控工作基本到位。
测定时发现，目前*****煤矿监控通风系统的负压传感器和主要通风机房“U”型水柱计工作正常。
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