水沟槽煤矿通风阻力报告解析.docx

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水沟槽煤矿通风阻力报告解析

达州市达县鸿源煤业有限公司

（水沟槽煤矿）

矿井通风系统阻力测定

与分析总结报告

二0一三年一月

前言………………………………………………………………1

一、矿井概况……………………………………………………1

二、测定原理与方法……………………………………………3

1、资料准备………………………………………………………4

2、仪器准备………………………………………………………4

3、测点布置与测定路线选择……………………………………4

4、计算结果………………………………………………………5

5、系统阻力分布分析……………………………………………6

6、计算结果汇总表………………………………………………8

三、结论…………………………………………………………12

四、建议…………………………………………………………12

前言

矿井通风阻力测定是矿山通风与安全技术管理工作的重要内容之一。

《煤矿安全规程》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。

矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。

通过阻力测定不仅可以了解矿井通风系统现状（阻力分布状况、通风功耗情况和风机运行工况等），实现矿井通风的科学管理，而且为矿井通风系统调整、优化以及各项安全技术措施的制定与实施提供可靠的技术基础资料。

达州市达县鸿源煤业有限公司（水沟槽煤矿）为整合矿井矿井，其整合工程已基本完成。

为了了解矿井通风系统阻力分布情况，确定主要通风机能力能否满足以后生产需要等问题，四川巴山煤矿工程技术有限公司受达州市达县鸿源煤业有限公司（水沟槽煤矿）委托，于2013年1月组织工程技术人员对该矿进行了通风阻力测定工作。

现测定和通风网络计算机模拟分析工作业已结束，特提出本报告。

一、矿井概况

达州市达县鸿源煤业有限公司（水沟槽煤矿）矿区位于达县城区219°方向、直距22km,在华蓥山煤田铁山南井田内，行政区划隶属达县申家乡和草兴乡各一部分。

矿区内有约6公里简易公路与襄渝铁路渡市火车站相通。

从渡市火车站有县乡级公路至达县城区，里程31km。

210国道和达渝高速公路均经过达县城区，交通较方便。

达州市达县鸿源煤业有限公司水沟槽煤矿矿井位于铁山背斜铁山南井田内。

矿区南北走向长约5160ｍ，平均宽619ｍ，面积约3.196km2，矿区资源分布于南、北两端，其大部份资源集中在南段。

水沟槽煤矿采用平硐+斜井开拓。

共布置4个井口，+274m主斜井（X=3431773.341、Y=36429954.902、Z=+274m），+267m南副平硐（X=3431738.621、Y=36439959.738、Z=+267.504m），+300排矸平硐（X=3431531.389、Y=36430366.812、Z=+300.5m），+360回风斜井（X=3431783.709、Y=36430408.798、Z=+360.96m）。

根据矿井资源储量分布情况，矿井划分为+330m、+270m、+150m三个水平进行开采。

全矿共划分四个采区，甄子沟块段+150m以上划分为一采区，甄子沟块段+150m以下划分为二采区，水码门块划分为三采区，水沟槽块划分为四采区。

本次工程建设为一采区，布置2采2掘达产（即：

12（K21）采煤工作面、12（K22）采煤工作面、K14南运输巷掘进工作面、K22南运输巷掘进工作面）。

该矿井为瓦斯矿井。

矿井采用分区式通风方式，抽出式通风方法，在风井地面安装两台

FBCDZ-6-No14/2×37kW型矿用防爆对旋轴流式通风机2台（一台使用一台备用），通风机配置2台37kW的隔爆电动机。

风量范围41.2-18m3/s；矿井设计总进风为1800m3/min；矿井实测总进风量1836m3/min，总回风量1914m3/min。

二、测定原理与方法

矿井通风阻力测定的常用方法有差压计法和气压计法两种。

结合本次测量目的和现场实际情况，选用整体控制较好的气压计基点（逐点）测定法。

其基本原理为：

用气压计测量出巷道风流前后两测点的静压差，同时测量测段内巷道风速、断面、干温湿度等参数。

从而计算出两测点间的通风阻力。

具体做法是使用二台精密数字气压计，其中一台气压计留在基点，监测大气压的变化；另一台则随身携带，分别沿各自预定的测量路线前进，每至一测点等仪器稳定后便可记下读数（静压差）和时间，与此同时测量该测段内的巷道风速、断面、干温湿度等参数。

1、资料准备

测定之前收集了目前与矿井实际相符的矿井通风系统图、矿井开拓开采工程平面图；调查了矿井主要通风机的运行工况及其稳定性，矿井开拓开采布局及其通风情况（风网结构、通风设施、风量分配与大小等）。

在此基础上绘制了矿井通风系统示意图。

在通风示意图上标注本次通风阻力测定测点。

根据测点布置情况，对矿井惊醒通风阻力测定工作。

另外，采用气压计法进行阻力测定时，测点的标高是影响测定结果的重要因素，为此，对每个测点的标高进行了认真的校核。

同时在检测本次测量误差率时，风机运行时的负压是必须的数据，所以对其记录。

还对测点间通风距离等数据进行了收集。

2、仪器准备

根据确定的方案，需要准备的主要仪器仪表如下：

阻力测定仪器仪表

序号

仪器仪表名称

规格型号

测定项目

数量

便携式多参数测定器

CZC5

绝压、差压、温度、湿度、风速

3台

钢卷尺

巷道断面尺寸

2把

备注

3、测点布置与测定路线选择

测点布置原则上按照分风点和汇合点选择，但对于风量变化不大、距离相近的巷道，对阻力测定影响不大的节点进行了适当的合并和简化。

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线路作为主要测定路线，如其中有采煤工作面等，其他通风路线则列为辅测路线。

具体列举如下：

12（K22）采煤工作面

1-5（N）→5-6（N）→6-9（N）→9-10（N）→10-12（N）→12-15（N）→15-16（N）→16-17（N）→17-18（N）→18-19（N）→19-20（N）

12（K21）采煤工作面

1-5（N）→5-6（N）→6-9（N）→9-10（N）→10-12（N）→12-15（N）→15-16（N）→16-18（N）→18-19（N）→19-20（N）

4、计算结果

4.1、误差检验

在阻力测定过程中，由于受到自然条件、井下环境、仪器可靠性与本身精度、测定方法以及人为因素的综合影响，难免存在一定的测量误差。

因此，为了保证测定结果真实可靠，满足一定的精度要求，必须对其进行误差检验，即把测量误差限制在5%以内。

否则，应通过分析，找出原因并重新制定方案，而再次进行全面重测或局部补测。

按照通风系统测定路线的最终数据处理结果，选择一条最长风路，即：

12（K22）采煤工作面，通风系统选择路线:

1-5（N）→5-6（N）→6-9（N）→9-10（N）→10-12（N）→12-15（N）→15-16（N）→16-17（N）→17-18（N）→18-19（N）→19-20（N）

测定误差为：

4.02%

经过精度评价、检验，可知本次通风阻力测定误差在允许范围内，估测定结果是可信有效的。

4.2、矿井通风阻力测定结果

矿井总回风为：

1914m3/min

矿井通风总阻力h为：

342.71Pa

矿井自然风压测定结果为：

-7.057Pa

4.3、矿井等积孔

矿井等积孔为：

A=1.19

=1.19

=2.051m2

5、系统阻力分布分析

12（K22）采煤工作面

1-5（N）→5-6（N）→6-9（N）→9-10（N）→10-12（N）→12-15（N）→15-16（N）→16-17（N）→17-18（N）→18-19（N）→19-20（N）

进风段1→16测点的阻力为152.71Pa，用风段16→18测点的阻力为105.3Pa，回风段18→20测点的阻力为84.4Pa。

该通路的自然风压为：

-7.057Pa

该通路累计阻力为：

342.71Pa

12（K22）采煤工作面的分风段阻力柱形图为：

12（K22）采煤工作面

1-5（N）→5-6（N）→6-9（N）→9-10（N）→10-12（N）→12-15（N）→15-16（N）→16-17（N）→17-18（N）→18-19（N）→19-20（N）

进风段1→16测点的阻力为152.71Pa，用风段16→18测点的阻力为101.8Pa，回风段18→20测点的阻力为84.4Pa。

该通路的自然风压为：

-6.346Pa

该通路累计阻力为：

338.91Pa

12（K21）采煤工作面的分风段阻力柱形图为：

值得提出的是：

通风阻力测定的原始风压、风量实测值，其精度虽满足了工程上的使用要求，但却不完全满足通风网路的回路风压和节点风量平衡定律。

如果用实测值计算得到风阻值，直接用于风网的模拟解算，由于基础数据存在误差，其结果可能造成个别角联分支风流反向，甚至风机工况异常、局部自然分风与实际情况不符的失真现象。

因此，对全部原始测量数据进行综合考虑、合理的误差处理，使校正后结果满足克希荷夫第一，第二平衡定律，是提高矿井通风阻力测定结果可靠度的有效途径。

在此，我们采用的是平差程序来处理阻力测定结果的误差，其数学模型为最小二乘法。

6、计算结果汇总表

井巷测点气象参数及密度计算结果

（一）

井巷

代号

并行巷道号

差压mmH2O

大气压hPa

干温℃

始点

末点

始点

末点

始点

末点

1-5

NULL

-0.40

-0.30

951.64

950.65

22.38

22.31

2-4

NULL

-4.80

-4.90

950.61

950.20

21.38

21.50

3-4

NULL

-4.80

-4.40

950.41

950.25

21.38

21.56

4-11

NULL

-4.90

-4.80

950.20

950.21

21.50

21.38

5-6

NULL

-6.40

-5.80

957.56

950.11

21.63

6-9

NULL

-4.00

-4.69

950.29

950.22

21.13

21.69

6-14

NULL

-4.00

-4.60

958.29

950.23

21.13

21.00

8-10

NULL

-3.98

-5.81

958.29

950.11

21.38

21.63

8-5

NULL

-4.70

-4.30

958.22

950.26

21.69

21.31

9-10

NULL

-83.00

-83.20

942.64

942.52

19.50

19.44

10-12

NULL

-87.30

-87.80

942.22

942.07

20.38

20.31

11-9

NULL

-90.10

-90.80

942.24

941.77

20.63

20.81

11-8

NULL

-5.80

-6.40

943.11

950.05

21.63

12-14

NULL

-5.81

-82.47

944.71

942.59

21.63

19.50

12-15

NULL

-80.00

-80.30

942.83

942.80

19.69

19.63

14-18

NULL

-76.80

-76.70

941.31

929.42

25.75

26.50

15-16

NULL

-92.20

-92.30

941.64

941.63

21.63

21.69

15-19

NULL

-82.50

-83.00

941.59

942.54

19.63

19.50

16-17

NULL

-6.40

-5.80

957.56

950.11

21.63

16-18

NULL

-4.00

-4.69

950.29

950.22

21.13

21.69

17-18

NULL

-5.81

-82.47

944.71

942.59

21.63

19.50

18-19

NULL

-80.00

-80.30

942.83

942.80

19.69

19.63

19-20

NULL

-216.80

-216.70

941.31

929.42

25.75

26.50

井巷测点气象参数及密度计算结果

（二）

井巷

代号

并行巷道号

相对湿度%

饱和水蒸气分压力kPa

空气密度kg/m3

始点

末点

始点

末点

始点

末点

1-5

NULL

91.00

2697.95

2687.72

1.1110

1.1101

2-4

NULL

83.00

84.00

2538.28

2557.78

1.1151

1.1139

3-4

NULL

83.00

2538.28

2567.57

1.1148

1.1138

4-11

NULL

84.00

83.00

2557.78

2538.28

1.1139

1.1146

5-6

NULL

83.00

2577.40

1.1222

1.1134

6-9

NULL

88.00

85.00

2500.45

2587.66

1.1152

1.1130

6-14

NULL

88.00

2499.68

2480.58

1.1247

1.1157

8-10

NULL

83.00

2539.06

2578.19

1.1241

1.1134

8-5

NULL

85.00

86.00

2587.26

2528.58

1.1225

1.1146

9-10

NULL

85.00

2261.11

2252.34

1.1136

1.1137

10-12

NULL

84.00

83.00

2386.96

2377.77

1.1094

1.1096

11-9

NULL

81.00

79.00

2424.03

2452.16

1.1086

1.1075

11-8

NULL

83.00

2577.40

1.1051

1.1133

12-14

NULL

83.00

85.00

2578.19

2261.11

1.1070

1.1135

12-15

NULL

85.00

2287.57

2278.72

1.1130

1.1132

14-18

NULL

67.00

64.00

3303.65

3453.35

1.0874

1.0709

15-16

NULL

75.00

74.00

2577.40

2587.26

1.1043

1.1041

15-19

NULL

86.00

85.00

2278.72

2261.11

1.1117

1.1134

16-17

NULL

85.00

86.00

2587.26

2528.58

1.1225

1.1146

16-18

NULL

85.00

2261.11

2252.34

1.1136

1.1137

17-18

NULL

84.00

83.00

2386.96

2377.77

1.1094

1.1096

18-19

NULL

75.00

74.00

2577.40

2587.26

1.1043

1.1041

19-20

NULL

83.00

2577.40

1.1051

1.1133

通风阻力中间值计算结果—位压差

井巷

代号

并行巷道号

测点标高m

测点空气密度Kg/m3

高差

位压差

始点

末点

始点

末点

1-5

NULL

274.00

150.40

1.1110

1.1101

123.6

1347.059

2-4

NULL

267.50

269.90

1.1151

1.1139

-2.4

-23.0531

3-4

NULL

300.50

269.90

1.1148

1.1138

30.6

336.9512

4-11

NULL

269.90

272.00

1.1139

1.1146

-2.1

-24.79

5-6

NULL

150.40

150.70

1.1222

1.1134

-0.3

9.6971

6-9

NULL

150.70

231.50

1.1152

1.1130

-80.8

-878.069

6-14

NULL

150.70

172.10

1.1247

1.1157

-21.4

-220.693

8-10

NULL

231.70

231.80

1.1241

1.1134

-0.1

23.20493

8-5

NULL

231.70

150.40

1.1225

1.1146

81.3

905.9846

9-10

NULL

231.50

231.80

1.1136

1.1137

-0.3

-3.50115

10-12

NULL

231.80

230.90

1.1094

1.1096

0.9

9.332344

11-9

NULL

272.00

231.50

1.1086

1.1075

40.5

442.4989

11-8

NULL

272.00

231.70

1.1051

1.1133

40.3

417.8288

12-14

NULL

230.90

172.10

1.1070

1.1135

58.8

626.9349

12-15

NULL

230.90

1.1130

1.1132

-0.45256

14-18

NULL

172.10

277.20

1.0874

1.0709

-105.1

-1075.18

15-16

NULL

230.90

231.70

1.1043

1.1041

-0.8

-8.20358

15-19

NULL

230.90

278.60

1.1117

1.1134

-47.7

-524.317

16-17

NULL

231.7

231.2

1.1136

1.1137

0.5

5.230064

16-18

NULL

231.7

277.2

1.1094

1.1096

-45.5

-495.225

17-18

NULL

231.2

277.2

1.1086

1.1075

-46

-496.769

18-19

NULL

277.2

278.6

1.1051

1.1133

-1.4

-37.5503

19-20

NULL

278.6

360.9

1.1070

1.1135

-82.3

-915.829

通风阻力中间值计算结果—静压差

井巷

代号

并行巷道号

测点差压mmH2O

静压差

基点差压mmH2O

基点气压修正值Pa

始点

末点

始点

末点

1-5

NULL

-0.40

-0.30

-1318.07

0.70

0.00

2-4

NULL

-4.80

-4.90

46.99

3.60

0.00

3-4

NULL

-4.80

-4.40

-316.69

3.70

0.00

4-11

NULL

-4.90

-4.80

53.23

3.60

0.00

5-6

NULL

-6.40

-5.80

19.60

3.20

0.00

6-9

NULL

-4.00

-4.69

912.06

4.30

3.60

7.00

6-14

NULL

-4.00

-4.60

240.86

4.30

0.00

8-10

NULL

-3.98

-5.81

46.09

3.20

0.00

8-5

NULL

-4.70

-4.30

-888.64

4.00

4.30

-3.00

9-10

NULL

-83.00

-83.20

28.32

3.70

0.00

10-12

NULL

-87.30

-87.80

54.19

3.50

0.00

11-9

NULL

-90.10

-90.80

-421.61

3.60

0.00

11-8

NULL

-5.80

-6.40

-381.75

3.20

0.00

12-14

NULL

-5.81

-82.47

-596.92

3.20

3.70

-5.00

12-15

NULL

-80.00

-80.30

31.63

3.60

0.00

14-18

NULL

-76.80

-76.70

1102.04

3.60

0.00

15-16

NULL

-92.20

-92.30

23.62

3.40

0.00

15-19

NULL

-82.50

-83.00

645.16

3.70

0.00

16-17

NULL

-6.40

-5.80

1.36

4.00

4.30

-3.00

16-18

NULL

-4.00

-4.69

596.12

3.70

0.00

17-18

NULL

-5.81

-82.47

589.40

3.50

0.00

18-19

NULL

-80.00

-80.30

79.52

3.60

0.00

19-20

NULL

-216.80

-216.70

975.05

3.60

0.00

通风阻力中间值计算结果—速压差

井巷

代号

并行巷道号

平均风速m3/s

测点空气密度Kg/m3

速压Pa

速压差

始点

末点

始点

末点

始点

末点

1-5

NULL

2.68

3.20

1.1110

1.1101

3.99

5.68

-1.69

2-4

NULL

1.85

1.92

1.1151

1.1139

1.91

2.05

-0.14

3-4

NULL

1.32

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