兴资矿矿井通风阻力测试报告.docx
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兴资矿矿井通风阻力测试报告
煤矿矿井通风阻力
测定报告
报告编号：
TFZL-2012
受检单位：
鹤岗市富华集团公司
矿井名称：
鹤岗市兴资煤矿
测定类别：
矿井通风阻力
测定日期：
2012年07月18日
检验单位：
鹤岗市兴资煤矿
通风阻力测定报告
受检单位
矿井名称
鹤岗市兴资煤矿
地址
鹤岗市兴山区
委托单位
鹤岗市富华集团公司兴资煤矿
测定内容
矿井各主要井巷的通风阻力测定，查清井巷通风阻力分布
测定人员
张景升、高崇山、彭钢、
测定类别
委托测定
测定日期
2012年07月18日
测定依据
MT/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》
测
定
结
果
鹤岗市兴资煤矿矿井通风全系统副井进风，主井回风。
本次测定选择现有回采工作面7#层三区的通风线路为主测线路，测定结果：
1、副井进风量：
1844.4m3/min；
2、主井回风量：
1892.4m3/min；
3、自然风压：
Pa；
4、等积孔：
1.46m2；
5、矿井全系统测定通风阻力值：
Pa。
（检测检验专用章）
签发日期：
2012年07月28日
备注
1、根据《煤矿安全规程》（2010年版）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。
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。
2、国家煤监总局《煤矿建设项目安全设施及条件竣工验收》中要求矿井通风系统必须符合批准的安全设施设计要求，竣工验收前必须对矿井进行1次矿井通风阻力测定，验收时应提交矿井通风阻力测定报告。
批准：
审核：
主检：
测定设备环境一览表
测定时间
2012年07月18日
测定地点
鹤岗市兴资煤矿
起始测定环境
副井井口
温度：
℃湿度：
%大气压：
kPa
测定用主要设备和仪器、仪表
序号
名称
规格型号
准确度
检定证书编号
1
通风多参数检测仪
JYF-4
大气压分度值10Pa
静压分度值1Pa
温度分度值0.1℃
风速分度值0.01m/s
桂气检字第P4100017号
RGPV2010-1005
HXWh2010-2292
LScs2010-0617
2
便携式通风阻力参数测试仪
CZC5
温度±0.50℃
压力±
风速±0.4m/s
湿度±5%RH
压差±
02RC号
3
秒表
DM1-002
分度值
时频字第2号
4
钢卷尺
30m
Ⅱ级
线纹字第6号
5
钢卷尺
3m
Ⅱ级
线纹字第8号
6
高速风表
DFA-4
AF-GKJ
7
中速风表
DFA-2
AF-GKJ
8
低速风表
DFA-3
AF-GKJ
备注
1．矿井概况
矿井概况及生产开拓状况
鹤岗市兴资煤矿位于黑龙江省鹤岗市北部，鹤岗矿务局兴山煤矿东部处。
行政区隶属于鹤岗市兴山区管辖。
其地理坐标：
东经130°20′08″
北纬47°22′56″。
公路交通：
本矿区有简易公路直通市区。
距鹤岗火车站7km，交通较为方便。
矿井主采7#、8#两煤层，煤种为1/3焦煤，发热量—kg。
鹤岗市兴资煤矿设计生产能力为万吨/年。
矿井为低瓦斯矿井。
全矿现有职工126人，安全生产管理人员29人，工程技术人员5人。
矿井采用斜井开拓方式，矿井划分为一个采区，有1个采煤工作面和2个掘进工作面生产。
矿井各采掘工作均采用每天三班，每班八小时的工作制劳动组织形式。
矿井通风系统状况
矿井为中央并列压入式机械通风，由副井进风，通过主井回风，形成“一进一回”的通风系统。
主井安装2台EX-BDK-FBCDZ型轴流式对旋通风机，电机功率2×37KW，一台使用，一台备用。
风机风量范围为660～1860m3／min。
风压范围600～2450Pa，矿井现最大静压。
采煤工作面采用全风压通风，掘进工作面均采用局部通风机通风。
矿井设有控制风流的风门、挡风墙、风窗等通风设施。
掘进工作面均采用对旋式局部通风机通风，使用的导风筒均采用抗静电、阻燃性材料制作的。
矿井共布置一个采区，有一个炮采和2个掘进工作面生产；设有控制风流的风门、挡风墙、风窗等通风设施。
根据矿井提供的资料，矿井总进风量为m3／min；总回风量为m3／min；
矿井瓦斯等级经鉴定为低瓦斯矿井，煤层经黑龙江省煤田地质测试研究中心对煤层的爆炸性鉴定，煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向为Ⅰ类，为易自燃煤层。
从现场测定的情况看，井下各点的温度值在℃～℃。
2．通风阻力测定方案
测定目的
（1）矿井通风能力能否满足生产能力要求；
（2）矿井通风阻力的大小及分布状况；
（3）提供实际的井巷摩擦系数和风阻值，利于通风设计及通风系统改造等。
测定依据
（1）根据《煤矿安全规程》（2010年版）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。
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。
（2）国家煤监总局《煤矿建设项目安全设施及条件竣工验收》中要求矿井通风系统必须符合批准的安全设施设计要求，竣工验收前必须对矿井进行1次矿井通风阻力测定，验收时应提交矿井通风阻力测定报告。
（3）MT/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》。
测定内容
（1）矿井空气密度测定与计算，包括空气大气压、空气饱和水蒸汽压、空气温湿度等；
（2）巷道壁面特征实测，包括巷道形状、支护形式、净宽、净高及断面积；
（3）巷道的风速、风量；
（4）测点的动压计算；
（5）矿井通风阻力、百米风阻及摩擦阻力系数计算；
（6）测点的高程及两测点之间的距离由矿方根据矿井工程图测量提供。
测定所用仪器见《测定设备环境一览表》。
测定方法
本次测定采用精密气压计逐点测定法。
测定时，将一台JYF-4系列通风多参数检测仪置于地面井口附近作为基点气压计，用来监视地表气压的变化情况，基点检测仪每隔5分钟进行大气相对压力变化情况的测定和记录；另将一台CZC5便携式多参数测定器携至井下，沿预先选定的测定路线按测点依次进行测定。
井下测定器在各测点进行矿井各项相关数据的采集，通过修正地面气压变化对井下测点测定器读数的影响，保证测定结果的可靠性。
在各测点测定风流压力的同时，测量同一测点的风速、断面尺寸、气象参数等数据，并做好记录。
如此依次测完全部的测点，待井下测定器回到井口时再重新校对仪器读数，以检查仪器的误差。
主要测定原理：
采用气压计测出测点间的绝对静压差，再加上速压差和位压差，以计算出通风阻力。
具体测定采用公式详见MT/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》。
测定人员组成与分工
通风阻力测定指挥组由富华集团公司负责人和鹤岗市兴资煤矿负责人组成，负责测定工作的指挥，协调测定小组之间的关系，统一指挥，富华集团公司和矿检中心技术人员和矿方有关技术人员通力配合。
人员分工如下：
（1）地面基点检测仪读数记录1人；
（2）压力、温湿度测量1人，负责各测点风流的绝对压力和相对压力的测定，温度湿度的测定；
（3）测风1人，负责各测点风速测定；
（4）断面尺寸的测定1人，负责各测点断面尺寸的确定；
（5）记录1人，负责各测点全部测定数据的纸质记录。
选择测定线路及布置测点
2.6.1选择测定路线的原则
根据MT/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》的要求，结合鹤岗市兴资煤矿的生产布局和通风系统的现状，从有利于系统现状分析出发，选择测定线路布置测点，原则上一台风机一个系统，选择一条路线作为主要测定路线，其他路线与主要路线闭合。
为保证测定结果的可靠性，主要测定路线应选择在通风路线长、风量大，且包含风巷、运输大巷、采煤工作面、回风上山、回风巷等，能反映矿井通风系统特征的风路上，通过测定其结果能反映矿井通风现状，并为矿井通风系统改造提供理论指导依据。
2.6.2通风系统线路测点布置及顺序：
矿井测定的路线如下：
副井风硐（1-2）→副井中部（2-3）→副井下部（3-4）→入风下山（4-5）→入风二段（4-6）→+65总回（5-6）→+110总入（3-7）→回采工作面（7-8）→采面回风（8-9）→主井下部（6-9）→主井上部（9-10）。
选定好测定路线之后，即可沿着测定路线布置相应的测点，并依次编号。
测点布置的基本原则是，每条测定路线上测点布置的位置和数量应能控制主要井巷和工作面的阻力分布情况。
一般在分风点、汇风点、局部阻力较大的地点及在需要控制的典型巷道的前后设置测点。
在井下实测过程中，可根据井巷的具体条件，将测点尽量布置在巷道平直、支护良好、断面规则、前后无杂物、风流稳定，且易于确定标高的地点。
结合现场实际，该矿通风阻力测定线路及测点布置详见附图2《鹤岗市兴资煤矿通风阻力测定线路、测点布置图》。
矿井通风系统主要测定的路线共设16个测点：
1-2（N）→2-3（N）→3-4（N）→4-5（N）→4-6（N）→5-6（N）→3-7（N）→7-8（N）→8-9（N）→6-9（N）→9-10（N）。
测定步骤
2.7.1测定前的准备
召开测定准备工作会议,确定测定方案和要求，优化测定线路，合理分配测点。
指挥组对测定人员进行分工，其中一个小组负责井下测定线路的各测点的测定，另一个小组负责地面基点的测定。
2.7.2现场测定
井下现场测定组按照测定方案，测量各测点风流压力、风速、气象参数、巷道断面尺寸、支护材料和形式等数据，并做好记录。
地面基点测定组按规定的时间间隔测量大气压力并记录数据。
2.7.3数据处理
现场测定完成后，对各测点数据进行整理、计算、分析，从而获得通风系统中阻力分布情况、井巷通风阻力系数和风阻值。
2.7.4报告编制
录入、绘制和编辑图文，完成报告。
3．通风阻力测定计算理论依据
空气密度计算
空气密度按式
（1）计算：
……………………………
（1）
式中：
—空气密度，
；
—测点风流的绝对静压，
；
—空气相对湿度，
；
—空气温度，
；
—饱和水蒸气分压力，
。
巷道面积和周长计算
按巷道断面形状，根据测量数据计算其断面面积和周长。
梯形或矩形巷道：
半圆拱巷道：
三心拱巷道：
式中：
S——巷道净断面积，m2；
B——巷道平均宽度，m；
H——巷道净高，m。
平均风速计算
每测点取三次实际测量风速值，然后求取算术平均值作为该测点的平均风速。
风量计算
风量按式
（2）计算
……………………………
（2）
式中：
—测点风量，
；
S—测点面积，
；
—测点风速，
；
动压计算
动压按式（3）计算：
……………………………（3）
式中：
—测点的动压，
。
通风阻力计算
两测点间通风阻力按式（4）计算：
………（4）
式中：
—气压计
、
的校正系数；
—气压计
在测点
，
的读数，
；
—与
对应时间气压计
的读数，
；
—测点
，
的标高，
；
—测点
，
间空气密度的平均值，
；
巷道风阻
3.7.1两点间风阻计算
两测点间风阻按式（5）计算：
………………………………………（5）
式中：
—测点
，
间的风阻，kg/m7；
—测点
，
间风量的算术平均值
。
3.7.2两点间的标准风阻计算
两点间标准风阻计算按式（6）计算：
………………………………………（6）
式中：
—标准空气密度下测点
，
间的标准风阻，kg/m7。
3.7.3巷道标准百米风阻计算
巷道百米标准风阻按（7）计算：
……………………………………（7）
式中：
—巷道百米标准摩擦风阻kg/m3；
—测点
，
间的距离，
。
3.7.4通风路线的总阻力计算：
测定通风路线的总阻力按式（8）计算：
……………………………………（8）
式中：
—通风路线的总阻力，
；
—一条通路上所有两测点
，
间的通风阻力。
矿井等积孔计算依据
矿井等积孔按（9）计算：
A=×（Rij）1/2
……………………………（9）
式中：
Rij——巷道风阻，kg/m7；
A——等积孔，m2。
系统通风阻力测定误差测定
系统通风阻力测定误差按（10）计算：
…………………………（10）
式中
——全矿井实测通风阻力，Pa；
′——由通风机房水柱计读数计算出的全矿井理论通风阻力，Pa。
4．通风阻力测定数据及计算
通风系统测定线路测定数据及计算
（1）通风阻力测定原始记录表（见附表1）；
（2）测定数据计算表（见附表2）；
（3）阻力测定参数汇总表（见附表3）。
矿井等积孔的计算
矿井等积孔：
A=×（Rij）1/2
=×Q/（hij）1/2
=
×
=。
测定误差测定
（1）矿井自然风压
矿井自然风压为hn=Pa。
（2）矿井系统的阻力
矿井通风系统通风阻力h=Pa。
（3）矿井通风系统的测定误差计算
序号
项目
单位
测定/计算值
1
全系统实际测定阻力值
Pa
2
自然风压
Pa
3
动压
Pa
4
风机房水柱计读数
Pa
650
5
全系统计算理论阻力值
Pa
6
系统测定误差
%
（4）通风系统阻力分布状况
区段
测点
通风阻力（Pa）
占全矿总阻力的
百分比（%）
进风段
1～6
用风段
7～8
回风段
5～10
测定线路总阻力
1～10
100
矿井通风阻力分布祥见附图1《鹤岗市兴资煤矿矿井通风阻力分布图》。
5.矿井通风系统现状评价
鹤岗市兴资煤矿通风系统现状评价
根据现场测定，鹤岗市兴资煤矿副井进风量为min，主井回风量：
min，矿井通风总阻力：
h=，矿井自然风压：
，矿井等积孔：
A=，该矿井通风难易程度为中等。
对于该矿井的通风状况分析如下：
5.1.1通风设施
本次矿井通风阻力现场测定过程中，所见风门、风窗等通风设施维护均正常，主要运输巷道及回风巷道采用摩擦阻力系数较小的喷浆形式支护，其它多为锚网支护，巷道壁面平整一般，需要进行支护的巷道也能够规范支护，偶见部分巷道内有积水问题，部分巷道有堆积物或巷道壁面较不规整。
采煤工作面风速满足矿井安全生产需求，通风系统管理工作基本到位。
5.1.2通风阻力分布
矿井系统通风总阻力为；其中测定线路1-6进风段巷道通风阻力合计为，占总阻力的%；7-8用风段巷道阻力合计为265Pa，占总阻力的%；5-10回风段巷道通风阻力合计为，占总阻力的%；各区段阻力较为平稳，但5-9测段巷道阻力增大较快。
5.1.3通风阻力分析
据经验统计数据，通风系统中进风段阻力占总阻力的%，用风段占%，回风段占%为宜。
从测定结果分析可知，兴资煤矿的回风段阻力占总阻力的%，尤其是主井井筒的阻力值达，占矿井总阻力的%。
巷道的摩擦阻力与巷道的长度、通过的风量成正比，巷道越长，风量越过于集中，摩擦阻力就会大大增加。
主井井筒长约700米，巷道断面小，巷道壁不规整，断面变化大。
因此，矿井后期如遇通风困难，建议矿井适当地扩刷总回风巷断面，降低风阻和能耗。
井下巷道主要采用的是工字钢铁棚形式，大部分巷道断面成型一般，断面变化大，壁面规整一般，断面形状为梯形，壁面规整一般。
建议
（1）本次测定过程中主要巷道内随意停放车辆及堆积其它材料工具等，对测定过程造成一定的影响，建议矿井在日后正常生产过程中，应尽量避免主要进、回风巷内避免停放车辆及堆积木料等，人为增加局部阻力；巷道内堆积物要及时清除或排列整齐，以避免堵塞井巷断面。
同时，还应加强矿井总回风道的维护和管理，对积水要及时处理，以减小局部阻力。
（2）矿井应加强风门、调节风门等通风设施的管理和维护。
此外，还应加强职工的培训教育，人员经过风门时，不得同时打开两道风门，避免造成风流短路，并根据用风需求合理调整风流的分配，特别应注意加强深部矿井通风降温。
（3）今后进行下阶段开采时，对于新开拓巷道建议综合考虑投资和长期节电所产生的经济效益，选用经济断面，通过适当地扩刷断面或开掘并联巷道以减小巷道的摩擦阻力，降低风阻和能耗。
因此对于服务年限较长的主要巷道，可以采用合适经济的断面。
矿井通风系统现状综合评价
兴资煤矿通风系统简单可靠，通风难易程度为中等，采煤工作面风速满足《煤矿安全规程》要求，矿井通风系统能满足矿井安全生产的通风能力要求，通风系统管理工作基本到位。
部分巷道壁面较为不规整，局部巷道断面较小，通风阻力较大。
建议矿井在巷道壁面较为不规整、局部断面较小的巷道段，适当地扩刷断面,从而降低局部阻力。
附表1通风阻力测定原始记录表
井巷代号
井巷名称
断面
形状
支护
方式
标高（m）
测风断面
测点气压
（hPa）
基点气压
（hPa）
温度
（℃）
相对湿度
（%）
风速
（m/s）
净高（m）
宽度（m）
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
始
末
1-2
风硐
梯形
梯形
喷碹
喷碹
2-3
副井入风一段
梯形
梯形
铁棚
铁棚
3-4
副井入风二段
梯形
梯形
铁棚
铁棚
4-5
+36入风下山
三心拱
三心拱
喷浆
喷浆
4-6
副井入风三段
梯形
梯形
铁棚
铁棚
5-6
+36煤掘回风
梯形
梯形
喷浆
喷浆
3-7
+110采煤工作面入风
梯形
梯形
喷浆
喷浆
2.0
7-8
采煤工作面
矩形
矩形
液压
液压
8-9
2405进风巷
梯形
矩形
喷浆
喷浆
6-9
主井回风一段
梯形
梯形
铁棚
铁棚
9-10
主井回风二段
梯形
梯形
铁棚
铁棚
附表2阻力测定数据计算表
井巷代号
空气密度
（kg/m3）
断面积
（m2）
风速
（m/s）
风量
（m3/s）
位压差
（Pa）
静压差
（Pa）
速压差
（Pa）
始
末
始
末
始
末
始
末
1-2
-199
2-3
-2894
3-4
-595
4-5
-1998
4-6
-2160
5-6
-154
5-7
166
7-8
5.6
5.6
-459
799
8-9
-68
6-9
2825
9-10
2813
附表3巷道阻力测试记录汇总表
井巷代号
巷道名称
断面面积（
）
断面周长
（
）
测段风量（
）
测段长度（
）
通风阻力（
）
风阻
（kg/m7）
摩擦阻力系数（kg/m3）
百米风阻
（kg/m7）
1-2
风硐
10
20
2-3
副井入风一段
10
370
3-4
副井入风二段
10
90
4-5
+36入风
10
140
4-6
副井入风三段
120
5-6
+36总回
10
130
3-7
+110采煤工作面入风
80
7-8
采煤工作面
40
8-9
+110采煤工作面回风
110
6-9
主井回风一段
10
320
9-10
主井回风二段
10
380
12
小计
568
13
局部阻力
14
合计
附图1兴资煤业有限责任公司兴资矿通风阻力分布图
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