通风阻力测试报告.docx
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通风阻力测试报告
四川大业矿业集团有限
公司陈家岭煤矿
矿井通风阻力测定报告
二〇一七年十一月
煤矿矿井通风阻力
测定报告
测定单位：
中煤科工集团重庆设计研究院
矿井名称：
四川大业矿业集团有限公司
测定类别：
矿井通风阻力测定
测定日期：
2017年11月23日
通风阻力测定报告
测定单位
矿井名称
四川大业矿业集团有限公司陈家岭煤矿
地址
旺苍县白水镇建兴村2组
单位
四川大业矿业集团有限公司
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
冯作贤王平王修农彭兴龙
测定类别
通风阻力测定
测定日期
2017年11月23日
测定依据
MT/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》
测
定
结
果
陈家岭煤矿矿井通风全系统由主平硐进风，回风平硐回风。
本次测定选择现有1101-1回采工作面通风线路为主测线路，测定结果：
1、矿井总进风量：
2340m3/min；
2、总回风量：
2407m3/min；
3、自然风压：
71.474Pa；
4、矿井等积孔：
2.01m2；
5、矿井测定通风阻力值：
68.83Pa；
日期：
2017年11月23日
备注
1、根据《煤矿安全规程》（2016年版）第156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。
测定人员签字表
姓名
职称
职务
冯作贤
釆矿高级工程师
釆煤技术员
王平
釆煤工程师
技术负责人
王修农
通风高级工程师
通风工程师
彭兴龙
地测工程师
地测技术员
测定仪器设备环境一览表
测定时间
2017年11月23日
测定地点
四川大业矿业集团有限公司
起始测定环境
主平硐
温度：
8.1℃湿度：
78.00%大气压：
10.6kPa
测定用主要设备和仪器、仪表
序号
名称
规格型号
准确度
备注
1
秒表
DM1-002
分度值0.01s
2
钢卷尺
30m
Ⅱ级
3
钢卷尺
5m
Ⅱ级
4
机械电子式风速表
CFJD（A）
/
5
中速风表
DFA-2
/
6
低速风表
DFA-3
/
7
空气干、湿温度计
DHM2
±0.8℃
±3%RH
№70005568
8
矿井多功能通风参数测定仪
JFY-1
±1hpa
±1mmH2O
№005332
9
矿井多功能通风参数测定仪
JFY-1
±1hpa
±1mmH2O
№1003322
1．矿井概况
1.1测定目的
1.1.1四川大业矿业集团有限公司陈家岭煤矿现采矿许可证（证号C5100002010091120075941）根据根据《煤矿安全规程》（2016年版）第156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。
我院受委托和四川大业矿业集团有限公司陈家岭煤矿联合编制《四川大业矿业集团有限公司陈家岭煤矿矿井通风阻力测定报告》，其目的是为矿山企业合理开发利用其矿产资源，并为矿井通风设计提供依据。
1.1.2矿井通风阻力测定是矿井通风技术管理的一项重要内容，其主要目的在于：
①了解矿井通风系统的阻力分布情况；
②为生产矿井通风系统优化和合理配风提供基础资料和参考；
③为矿井井下灾害防治和风量调节提供必要的基础资料；
④为保证矿井的正常生产和增产提效提供依据；
⑤为矿井通风能力核定提供基础依据。
1.1.2生产开拓状况
矿井西部边界附近布置有陈家岭平硐（＋566m主平硐），东部布置有尚武平硐（＋552m平硐）、尚武进风斜井（＋553m进风斜井）和＋648m尚武风井。
矿井划分为三个水平，一水平标高＋370m、二水平标高＋190m，三水平标高+100m。
1.1.3交通位置
陈家岭煤矿位于地理位置及交通：
矿井位于旺苍县城278°方向，直距约14km的白水镇境内，矿区范围的地理座标为东经106°05′32″，北纬32°14′38″。
区内交通方便，有广旺公路与广（元）乐（坝）铁路通过矿井南侧。
矿井南至广旺公路6km，从衔接点东行4km至广（元）乐（坝）铁路尚武站；至达旺苍县城的公路里程为27km，至广元市区45km。
1.1.4矿井通风系统状况
矿井采用分列式通风方式、抽出式通风方法。
风井安设型号为FBCZ-6-№16B主要通风机2台，配套电机功率2×75kW。
其中1台运行，1台备用。
风量30～50m3/s，风压300～1050pa。
采煤工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用FBD№2×5.5kW型局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒进行压入式供风，每个掘进工作面配备局部通风机2台，一台运行，一台备用。
1.1.5矿井瓦斯等级
根据广元市安全生产监督管理局《关于发布2016年度全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的通报》（广安监函【2016】156号）文件，陈家岭煤矿瓦斯等级经鉴定低瓦斯矿井，
1.1.6煤尘爆炸性
根据四川省煤炭产品质量监督检验站2016年提供的检测报告，各类煤层的自燃发火倾向等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。
1.1.7煤层自燃倾向性
根据四川省煤炭产品质量监督检验站2016年提供的检测报告，19.18煤层有爆炸危险性，3.8号煤层无煤尘爆炸危险性。
1.1.8地温
矿区属地温正常区，无异常地温灾害。
1.1.9开拓与开采
1.1.9.1开拓方式
本矿取得新的采矿许可证之后，矿井开拓系统实际就是原旺苍煤矿开拓系统，为平硐、斜井综合开拓方式。
矿井西部边界附近布置有陈家岭平硐（＋566m主平硐），东部布置有尚武平硐（＋552m平硐）、尚武进风斜井（＋553m进风斜井）和＋648m尚武风井。
矿井划分为三个水平，一水平标高＋370m、二水平标高＋190m，三水平标高±0m。
矿井目前利用尚武平硐和尚武风井开采矿井西部8号煤层和3号煤层资源，8号煤层已经开采结束，仅剩余32kt的3号煤层资源尚未开采。
矿井西部资源由一、二水平进行开采，分别由一、二级主、副暗斜井进行延伸，其中一水平资源早已枯竭，目前矿井开采西部二水平资源，仅剩余3号煤层约32kt资源尚未开采，该剩余资源由现有生产系统进行开采。
矿井中部为煤层薄化带，东部与西部之间由+190m西运输大巷进行联系。
+190m西运输大巷通过+190m石门进入+190m东运输大巷。
于+190m西运输大巷末端设三级主、副暗斜井，三级主、副暗斜井已延伸施工至±0m水平，并已建成±0m水平水仓、水泵房和变电所。
矿井分别于陈家岭平硐工业场地和尚武进风斜井工业场地建有完善的工业与民用建（构）筑物，地面工业场地满足矿井150kt/a生产规模的需要。
1.1.9.2水平划分
设计矿井东部，划分为五个采区开采，其中＋190m水平东部剩余资源划分为一采区开采；±0m运输大巷以上至＋190m的资源划分为二、三采区进行上山开采；±0m运输大巷以下资源划分为四、五采区进行下山开采。
2、采区开采顺序
一、二采区为首采区，三、四采区为接替采区，五采最后开采。
1.1.9.3大巷布置
1、+190m运输大巷
+190m运输大巷由西运输大巷、石门、东运输大巷组成。
+190m西运输大巷连接矿井西部与矿井东部，沿走向布置在距18号煤层140m的底板岩层中。
+190m西运输大巷至矿井东部后，通过+190m石门转入距18号煤层10m的底板岩层中，沿18号煤层底板布置+190m东运输大巷。
+190m运输大巷为恢复利用原有巷道，坡度为3‰，单轨布置，轨型15kg/m，轨距600mm，钢筋混凝土轨枕，道渣道床，担负行人、运输、进风及敷设管线等。
半圆拱形断面，主要为砌碹支护（局部岩性较好地段为锚喷支护），净断面积5.8m2，巷内一侧设水沟，矩形断面，宽0.3m，深0.3m。
2、+100m运输大巷
+100m运输大巷为恢复利用原有巷道，沿走向布置在18号煤层中，坡度3‰，，单轨布置，轨型15kg/m，轨距600mm，钢筋混凝土轨枕，道渣道床，担负行人、运输、进风及敷设管线等。
半圆拱形断面，主要为砌碹支护（局部岩性较好地段为锚喷支护），净断面积5.8m2，巷内一侧设水沟，矩形断面，宽0.3m，深0.3m。
3、＋370m总回风巷
＋370m总回风巷为恢复利用原有巷道，分为东、西两翼，沿走向布置在18号煤层底板岩层中，坡度3‰，，半圆拱形断面，主要为砌碹支护（局部岩性较好地段为锚喷支护），净断面积6.3m2。
＋370m东总回风巷服务于矿井东部一、三、五采区；＋370m西总回风巷服务于矿井东部二、四采区。
1.1.9.4采区划分
设计矿井东部，划分为五个采区开采，其中＋190m水平东部剩余资源划分为一采区开采；±0m运输大巷以上至＋190m的资源划分为二、三采区进行上山开采；+100m运输大巷以下资源划分为四、五采区进行下山开采。
1.1.9.5开采顺序
一、二采区为首采区，三、四采区为接替采区，五采最后开采。
2．通风阻力测定方案
2.1测定的技术依据
（1）根据《煤矿安全规程》（2016年版）第156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。
《矿井通风阻力测定办法》MT/T440-1995MT/Ｔ４４０－１９９５
2.3测定内容
（1）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；
（2）巷道的风速、风量；
（3）测点及巷道的通风阻力计算；
测定所用仪器见《测定设备环境一览表》。
2.4测定方法
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，前者适合与局部范围内或部份巷道的通风阻力测定，测量资料的整理计算工作量少，但在现场辅设、收放胶管费时费力，工作量大；后者则与之相反，仪器体积小重量轻，现场测量工作简便、快捷、省力省时，结合本次测定实际情况，选用整体控制较好的压差计测定法，其基本原理为：
用压差计测量出巷道风流前后两测点的势压差与动压差之和。
同时测量测段内巷道风速、断面、干湿温度等参数。
从而计算出两测点间的通风阻力。
具体做法是使用两台ù型倾斜压差计，其中一台压差计备用，沿各测定的测量路线前进，每至一段测量巷道时，在此巷道两测点间辅设胶皮管，并在两测点安设皮托管，其中一个测点处安设压差计，把来自两测点的胶皮管与压差计连结起来，等仪器稳定后便可记下读数，与此同时测量该测段内的巷道长度、风速、断面、干湿温度等参数。
采用DFA-2风表对巷道风量进行测定。
测定时，对一采区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（不少于3次），数据取平均值，保证测定结果的可靠性。
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。
采用压差计测定时两测点间的通风阻力计算公式为：
H阻1-2=KL读±h速
式中：
K-为单管倾斜压差计的较正系数；
L-为单管倾斜压差计的读数mmH2o;
H速-两测点之间的速压之差mmH2o;
2.4.2测定时间：
2017年11月23日
2.4.3测量参数：
1、各测点的干、湿球温度：
可以通过干、湿球温度计测量。
测定数值除了能够反映矿井通风巷道环境状态外，还用于计算通风巷道的空气密度；
2、各测点的风速：
主要通过现场常用的机戒风速表进行测量，测定的数值除了能够反映矿井通风速情况外，还用于计算通风巷道的风量；
3、各测点的静压：
主要指绝对静压（巷道空气的绝对压力），可以通过空盒气计，测定的数值除了反映通风巷道的能量损失之外，还用来进行巷道通风阻力的计算；
4、各测点的巷道断面几何参数：
用钢卷尺皮尺进行测量。
所测的数值除了能够反映通风巷道断面状态外，还用于计算巷道的风量；
5、各测点的距离：
主要用皮尺进行测量。
主要用来计算矿井通风巷道的摩檫风阻和摩檫阻力系数等。
2.5测定人员组成与分工
通风阻力测定指挥组由矿方负责人组成，负责测定工作的指挥，协调测定小组之间的关系，统一指挥，公司技术部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2人；
（2）测风2人，负责各测点风速测定；
（3）断面尺寸的测定2人，负责各测点断面尺寸的确定；
（4）记录2人，负责各测点全部测定数据的纸质记录。
2.6选择测定线路及布置测点
2.6.1选择测定路线的原则
结合我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，原则上以一台风机一个系统，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。
通风阻力测定路线选择：
是根据通风流量最大、通风阻力最大的原则确定。
结合陈家岭煤矿通风系统的实际情况，该矿通风采用分列式方式，抽出式通风方法。
现有两个进风井和一个回风井。
根据上述原则，我们选择如下通风阻力测定路线：
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：
+552m尚五进风斜井→+100m进风暗斜井→+100m东运输大巷→一采区轨道上山→11（19）采煤工作面→11（19）回风巷→+370m东回风巷→总回风斜巷→+583m回风巷→回风斜井→引风道
井巷路线1-2→2-3→3-4→1-5→5-6→6-7→7-8→8-9→9-10→10-11
测定路线见图：
矿井通风阻力测定路线图。
2.6.3测定组织：
根据测定内容，参测人员负责指挥、测压、测风、记录、协调工作。
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。
矿井通风系统主要测定的路线共设11个测点。
2.7测定步骤
2.7.1测定前的准备
1）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。
2）确保仪器性能完好
2.7.2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）井下现场测定组按照测定方案，测量各测点风速、巷道断面尺寸、支护材料和形式等数据，并做好记录。
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
3.1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：
SL=HL*BL周长UL=4.16*
半圆拱巷道：
SL=（HL-0.1073BL）*BL周长UL=3.84*
三心拱巷道：
SL=（HL-0.0867BL）*BL周长UL=4.10*
式中：
SL——巷道净断面积，m2；
BL——巷道平均宽度，m；
HL——巷道净高，m；
UL——巷道周长，m。
矩型：
断面积SL=HL*BL
式中：
SL——巷道净断面积，m2；
ＵL——巷道断面积周长，m；
HL——巷道全高，m；
BL——巷道断面积宽度，m。
以上有关参数均通过实测获取，而巷道各分支长度由地测部门提供。
3.2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。
3.3巷道内风量计算
1、两测点之间巷道通过的风量按如下原则确定：
风量按式
（2）计算Q=（Q=Q-1）/2.m3/s
式中：
—测点风量，
；
S—测点面积，
；
—测点风速，
；
2、巷道内风量、风速按以下公式计算
Q=SXV.m2/s
式中：
Q-井巷内通过的风量m3/s
S-井巷断面积m2V-井巷内平均风速
3.4井巷内空气比重的计算
湿空气比重用下列公式计算：
Y=0.465P/T（1-0.378∮P饱/P
式中：
Y-测点处湿空气比重，kg/m3
P-测点处空气的绝对静压（大气压力）mmH2O
T-测点处空气的湿度0C
∮-测点处空气的相对温度%
P饱-测点处T空气温度下的饱和水蒸气压力mmH2O
3.5巷道内断面速压计算
井巷断面的速压由其空气比重和平均风速确定，即：
H速=（YV2）/2g
式中：
h-巷道断面的速压mmH2OY-巷道断面的空气比重kg/m3
V-巷道断面的平均风速m/sg-重力的速度9.81m/s2
3.6通风总阻力计算
从进风井口测点到通风机前风硐内测点之间的全井通风阻力h,等于任意一条风路线上各分支通风阻力之和以及自然风压之和，即：
H=∑hi-j±h自，mmh2O
通风摩擦阻力计算公式如下：
h＝
式中：
h——通风摩擦阻力（Pa）；
α——井巷摩擦阻力系数（N.S2/m4）；
L——井巷长度（m）；
P——井巷净断面周长（m）；
Q——通风井巷的风量（m3/s）；
S——井巷净断面面积（m2）。
局部阻力取同时期摩擦阻力的15%；
3.6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
3.7矿井等积孔计算依据
矿井等积孔按以下公式计算：
A=1.19×（Rij）1/2
式中：
Rij——巷道风阻，kg/m7；
A——等积孔，m2。
全矿等积孔按以下公式计算：
A总=
1.19（Q1+Q2）/
3.8系统通风阻力测定误差测定
系统通风阻力测定误差按（11）计算：
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。
3.9矿井自然风压
利用该测线上的各测点测算所获得的空气密度和标高值，采取平均密度法，求该测线上的逐段位压差代数和，即得出该测线上整个闭合回路的自然风压。
值得指出的是，虽然测线上个巷道分支也存在自然风压，但其数值不等于分支的位压差。
而对于一个闭合回路，由于不可压缩风流的回路中各分支位压差代数和为零，所以，可以压缩风流的回路自然风压h数值上才等于回路位压差。
这就是可以用测线上各分支的位压差求得整顿秩序个测线回路自然风压的原理。
本报告所关心的是整条回路的自然风压，在此不单独求解分支的自然风压。
H自=Ｚ（Ｙ１－Ｙ２１）
式中：
H自－－矿井的自然风压ｍｍＨ２Ｏ
Ｙ１－进风巷道断面的空气比重，ｋｇ／ｍ３
Ｙ２１－总回风巷道断面的空气比重，ｋｇ／ｍ３
Ｚ－进、回风巷的标高差，ｍ
所以H自=（６４８－５５３）（１．１３２５－１．０９６１）＝＋６．７３ｍｍＨ２Ｏ
4．通风阻力测定数据及计算
4.1测定精度检验
由于仪表精度、参数测量技巧和其它因素的影响，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：
δ=
×100%
δ——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；
δ=
×100%＝Ｉ（６８．８３１－７１．４７４）／７１．４７４IX100%=3.69%
矿井通风系统的测定误差表
序号
项目
单位
测定线路
备注
1
累计测定阻力
N.s3/m8
2.643
2
自然风压
Pa
3.013
3
风硐内动压
Pa
23.19
4
风机房水柱计读数
Pa
3.436
142mmH2O
5
阻力测算值
Pa
4.952
6
系统测定误差
%
2.132
此外，由附表得主测通风路线中的1条并联支路，即5→6→7→8→10→11）的通风总阻力为323Pa，而主测通风路线中7→8→11路线的通风阻力为69.2Pa，所以上述两条并联测定路线通风阻力的相对误差为（72.36-69.2）/72.36=4.36%，误差很小；为由此可见，本次通风阻力测定结果满足要求。
4.通风系统阻力分布状况
区段
测点
通风阻力（n.s2/m3）
占全矿总阻力的
百分比（%）
进风段
1～4
3.436
45.31
用风段
5～6
6.396
5.17
回风段
7～11
4.134
49.52
测定线路总阻力
1～11
4.451
100
5、陈家岭煤矿通风阻力测定
5.1陈家岭煤矿通风阻力测定结果及检验
5.1.1矿井通风阻力测定结果
根据测定数据，通过专门的计算机软件计算，完成了陈家岭煤矿矿井通风系统中阻力参数的计算，其测定记录结果见计算结果汇总表
压差计基础数据记录表（表一）
通风阻力测定原始记录表
测点序号
气压计读数
（mmHg）
气压计校正值
（mmHg）
气压值
（pa）
气压计读数
（毫米水柱）
气压计校正系数
气压计校正值
（mmH20）
气压计值
（pa）
备注
1
+800m主平硐
半圆拱
锚喷（发碹）
2.7
2.6
501
6.3
253
DFA-2
4.00
25.2
DFA-2
V=V示*1.011+0.311
1
712
712.42
94965.586
2
轨道上山
半圆拱
锚喷
2.7
2.6
151
5.9
124
DFA-2
1.95
11.5
2
71
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