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二、平板型掩护支架下放的控制方法和支架状态与移动规律 “ 支架两端同时下放法，下放速度快，适于煤层倾角大于 的条件。 支架状态与移动规律 （）支架移动方向往往偏于移动前支架底面法线的底帮一侧，与该法线 成 “角（图 闭合，短路信号灯亮，发出保护动作信号。当 过载保护动作时，信号回路 3导通，*导通，继电器 923线圈有电动作， 923 /闭合自保，923 闭合，短路信号灯亮，发出保护动作信号。 整个信号回路由桥式整流，电容滤波的电源供电，为保证失压时，记忆 信号的执行，电容也有足够的容量。 00第七篇煤矿供电和电气设备 真空馈电开关的辅助接点 “与 “、三相电抗器 -“、电网绝缘电阻、大地、主接地 极 、辅助接地极 、千欧表 “、按钮 06.，由于其他部分的电阻都 很小，所以该桥臂的电阻 瓦掘 8 4 219 式中 摩擦系数阻力，36,;； 风路巷道长度，, ； 巷道周界长度，,， “ 2； 巷道形状系数。梯形断面， 01“A，三心拱断面， ;1B9， ;;第一篇煤矿通风技术 半圆拱断面，“ ，圆断面，“ ’ 7’ ; 次，然后放好辅助吸收管，用左手握住仪器， 由目镜中观察干涉条纹的移动情况，先读出对零时所选用的那条黑线在分划 板上位置的整数部分。例如对零黑线移到 ,之间，则读取 。然后 转动测微轮，把黑线退到 处，读出指标线在刻度盘上的读数。如果指标 线在两条刻度线的中间，可进行估读。例如在 “, “,;之间，可估读 为 “,。则其测定结果为 “, * “,。 第一篇煤矿通风技术 图 “ *“ 2 倍动轮直径处。皮 A第一篇煤矿通风技术 托管的全压孔口必须正对风流方向，要固定牢靠，使它不因风流吹动而偏 转。从皮托管上接出的胶皮管应汇集成束，捆扎在附近的固定物上，以免被 风流吹得激烈摆动，然后由风硐引到压力计。为提高测值精度，同一测量断 面上要有足够数量的测点。皮托管与压力计的联接方式有两种，如图 “ 所示。 图 “ 皮托管与压力计的联接方式 “ 各点分别测压； 第 ; 台主要通风机的实测风量，., / 0。 有效风量是指风流通过井下各工作地点（包括独立通风的采煤工作面、 第一篇煤矿通风技术 掘进工作面、硐室和其它用风地点）实际风量的总和。可按下式计算 有效“ 采 掘 硐 其它 压差（112 3） 9 温度（4）9 第一篇煤矿通风技术 湿度（）“ 风速（ 键，则显示绝对压力，单位是 ） ，只要不再按下其它键或不断电，它永 久显示以 为基准的压差值。 用 0 台仪器测量井下 、 两个断面的通风阻力时，如图 4 0“ 所示。 开始，将两台仪器放置在 点的同一基点，同一水平上，同时按下 键并 同拨记忆开关为记忆位置，再将 0 台仪器上的时间对准，以后将 “ 台仪器放 0“第一篇煤矿通风技术 在原地，另一台仪器移到 点，“ 台仪器按对好的时间，同时记录压力的变 化量。对于短时间内通风阻力变化不大时，也可用 台仪器进行测量两个断 面的通风阻力，其方法是，在 断面处将记忆开关置于非记忆边，再按下 键，接着将记忆开关拨向“记忆” ，然后将仪器放到 处，读其显示值， 即为 、 两断面的静压差（压差单位为 ） 。 （’）温度的测量方法通电后，不论任何情况，只要按下“”键，就 显示当时当地的气温值。 （）湿度的测量方法通电后，不论任何情况，只要按下“*”键， 就显示当时当地的相对湿度值。 图 , “两断面测点布置图 （-）风速的测量方法通电后，将风速传感器拿到测量点上，把风速传 感器上头的箭头朝向风流的方向，按下“.”键，则显示此时此点的风速值。 测量巷道全断面的风速值，应测图 , ““ 所示的 / 个测点的平均值，其 操作方法如下 图 , ““风速测量布点图 先按下“.”键；将风速传感器拿到 点处，箭头朝向风流方向；然后 按下“0.”键，显示该点风速，随后显示“” ，表示 点处风速已记入储 存中；将传感器接到 “ 点处，箭头朝向风流方向，按“0.”键，显示该点 风速，随后显示““” ，表示 “ 点处的风速也记入储存中，若这时按“*.” 键，则可读出 、“ 两点处的平均风速值。 在 ’、、⋯⋯/ 点处，重复 、“ 两测点的测量操作步骤，最后再按 “*.”键，则可读出 1 / 点处的平均风速值。 ’2第一篇煤矿通风技术 五、要进行矿井通风阻力测定的原因 矿井通风阻力测定是通风技术管理工作的重要任务之一。通过通风阻力 测定可达到下列的目的 （）了解通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力较大的区段和地点， 为改善通风提供依据。 （“）提供实际的井巷摩擦阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合 实际，使风量调节有可靠的技术依据。 （）为均压防火提供必须的基础资料。 （）为拟定发生事故时的风流控制方法提供必要的参数。 （）为矿井实现通风管理现代化提供原始数据。 每个矿井，特别是产量大、机械化程度高的矿井，要想科学地、经济 地、合理地开展矿井通风工作，就必须要进行通风阻力测定工作。 煤矿安全规程规定新井投产前应进行 次矿井通风阻力测定，以 后每 年至少进行 次。在矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，都 必须重新进行矿井通风阻力的测定。 六、通风阻力测定前应做好的准备工作 只有经过周密细致地准备工作，才能使测定工作迅速准确地进行。测定 前的准备工作大致可分为以下几项 （）准备测定仪表和测定人员。首先要根据测定的目的，选择通风阻力 测定方法。一般来说，测量范围大时，气压计法和压力计法均可选用。范围 小时选用压差计法。摩擦阻力系数和局部阻力系数的测定，只能用压差计 法。 根据阻力测定方法和测定内容准备测量仪表，所有仪表都必须有校正曲 线，准确度应能满足测定要求。具体使用仪表见表 。 表 矿井通风阻力测定使用仪器表 序号仪器名称型号规格数量备 注 空盒气压计普通型附检验证 “精密气压计’ ，’ “附检验证 倾斜压差计** “,,’“附检验证 补偿式微压计-./ 型“附检验证 ,第一篇煤矿通风技术 续表 序号仪器名称型号规格数量备 注 静压管（皮托管）“附检验证 风速表高、中、低速附校正曲线 热球风速计附校正曲线 ’湿度计手摇式，通风式“附检验证 秒表“ 皮尺、钢卷尺或测绳 各 橡胶管 * , “ 根 , “- “ , - “三通，短节若干 记录纸、表格若干表格预先印好 按测定范围的大小分成若干组，每组由 , 人组成，每个按分工，熟 练掌握仪表性能、操作方法和注意事项。 （“）印制记录表格。通风阻力测定前要准备的表格主要包括巷道参数记 录表、风速记录表、大气条件记录表、气压计测压记录表、压差计测压记录 表、矿井通风阻力测定汇总表。具体格式如表 . 至表 . 。 表 . 巷道参数记录表 测点 序号 巷道 名称 测点 位置 断面 形状 支架 类型 巷道规格 上宽 （ -） 下宽 （ -） 高 （ - ） 拱基高 （- ） 断面积 （- “） 周长 （ -） 测点间距 （-） 累计长度 （-） 测点标高 （-） 备 注 第一篇煤矿通风技术 表 “ 风速记录表 测点 序号 表速（） 第一次第二次第三次第四次平均 实际风速 （） 仪器号备注 表 “ ’大气条件记录表 测点序号 干温度 （） 湿温度 （） 干湿温度差 （） 相对湿度 （） 大气压力 （*） 备注 表 “ ,气压计测压记录表 测点序号 读数时间 （-）（./） 读数（*） 读数差值 （*） 测点间静压差 （*） 备注 仪器号01 234第一篇煤矿通风技术 表 “ 压差计测压记录表 测段序号测定地点 压差计读数 （） 仪器校正系数 测点间势能 差（） 备注 仪器号 注’’* 七、测定路线和布置测点 根据测定任务，结合矿井特点，先在通风系统图上大致确定测定路线和 测点。确定路线和测点时，应考虑尽可能在一个班内测量完毕。若为全矿通 风阻力测定，则选择风量较大、阻力大且人员和仪器易于通过的井巷作为主 要测定路线。然后再选取 , 个地段或分支路线，作为辅助测量和校核结 果作用。 测定地段和路线大致选定后，应该到井下实地考察，考察内容包括通 风系统有无变化重要漏风地段有无堵漏测定路线上有无局部通风机、调 节风门、风桥和其它障碍物测点能否适宜用风表测风和巷道的支护情况等 等。然后，将阻力特别大和特别小的两点压差估算出来。最后，对原定的测 定路线和测点进行修改补充，并标注于通风系统图上。测点应该从进风至回 风依次编号；测定中如发现选定的路线和测点有不恰当的，可以根据实际情 况增减若干测点。 测点的布置原则是 （）相邻两测点的压差应不小于 , ，不大于测压仪器的量程。 （）测点应尽可能地避免靠近井筒和风门；以减少井筒内提升和风门开 启时的影响。 （-）井巷阻力系数测定时，在分岔、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 , . 倍，在局部阻 力物后时，不得小于巷宽的 / , 倍。 （）测点前后 -’ 长地段内，应该支架保持完好，没有堆积物。 （0）用气压计法测定时，测点应尽可能选在有标高值处。 （.）测段长度（两测点的间距） 在平巷中为 0 , ’，在斜巷中为 1第一篇煤矿通风技术 ““ “。 （）为测算摩擦阻力系数的测段，长度不应 ’ ““、断面积不变、支架 材料不变，无风流分岔与汇合、无拐弯和堆积物。 八、通风阻力测定 通风阻力测定有压差计法和气压计法两类。现以压差计法为例说明通风 阻力的测定方法与步骤 （）安设皮托管（或静压管） 。从第一个测点（如图 * 所示）开始。 在前、后两测点处各设置一个皮托管（或静压管） ，在后一测点下风侧的 , - 处安设压差计。皮托管（或静压管）的中心管孔正对风流方向（或静 压管尖端正对风流方向） 。 图 *压差计法测定布置图 （*）铺设胶皮管。将长胶管由测点 铺设到压差计，短胶管由测点 * 铺 设到压差计安置点。利用打气筒把胶管内的空气换成巷内空气。 （）连接胶皮管。将长胶管与测点 的皮托管静压端相接，另一端与压 差计的“ . ”号端相接；短胶管一端与测点 * 的皮托管静压端相连接，另一 端与压差计的“ ”号端相连接。 （）读数。把压差计置于测量状态中，待液面稳定后读取读数并作记 录；如液面波动，可读取波动值。仪器读数乘以 / 系数，即为 * 测点风 流的势能差。 （）在测定压差的同时，其它人员分别测量风速、大气条件等参数。 （,）按上述测定方法依次沿测点的顺序进行测量，直到全部路线测完为 止。 -“第一篇煤矿通风技术 九、井筒的通风阻力测定工作 斜井井筒和平硐的通风阻力测定方法与井下巷道通风阻力的测定方法相 同。对于立井井筒的通风阻力测定方法也和巷道的通风阻力测定方法一样， 但由于立井井筒内缺少合适的设置仪器的地点等原因，给测定工作带来了困 难。 用压差计法测定立井通风阻力时，应该一次测完全井筒。压差计安设在 地面或井底车场附近。在有梯子间的井筒内，胶皮管可沿梯子间铺设，每 “ 用铁丝将胶皮管固定在梯子间的挡板上，但不能使胶皮管打折或堵 塞。没有梯子间的井筒，把胶皮管挂在等长的 ’ 号铁丝或测线上。由井口将 二者同时放入井内。为了防止胶皮管在自重作用下拉伸压扁，立井测定用的 胶皮管，应选用管壁较厚（ ）的轻质橡胶管。由于井筒内温度变化 较大，用气筒换气的方法，很难达到目的，故进行测定时，最好将胶皮管铺 设在井筒内一段时间后，再测量。 用气压计法测定时，井口测点可设在地面井口附近；井底车场的测点设 于井筒外 “ 处的巷道内，井筒内可间隔一定距离（如 左右）读 取一次读数。 有提升容器的井筒应在提升过程中和停止提升时分别测定井筒的通风阻 力。回风井筒、井筒与风硐的连接处和风硐的阻力都比较大，应该分别测 定。 十、进行通风阻力测定时应注意的事项 利用压差计进行通风阻力测定时应注意下列问题 （）井下测定，特别是在井底车场、斜井口附近、风硐等地点测量时， 为减弱液面跳动。可选用直径较小的玻璃管接于紧靠压差计的胶皮管中。 （）仪器和所有接头要严密、防止漏气，以免影响测定结果。 （）测点距离较远时，须有联络信号。 （）测采煤工作面压差时，仪器应安设在运输平巷内或回风平巷内不易 受运输干扰的地点。胶皮管沿工作面铺设。若工作面邻近有人行道或通风小 眼，胶皮管可通过小眼铺设。 （“）测定局部阻力时，应在局部阻力物前、后比较稳定的风流中各设置 一个测点。 （*）携带仪器行走时要小心，防止受损或仪器内产生气泡。 第一篇煤矿通风技术 采用气压计法测定时应注意下列问题 （）校正大气压用的气压计，最好放在井底车场附近。因为矿井的 通风状况是不断变化的；“井下大气压的变化有时滞后于地面大气压的变 化，在同一时间内变化幅度也与地面不同； （“）测定最好在天气晴朗、气压变化较小和通风状况比较稳定的时间内 进行。 第四节安全监测技术 一、煤矿安全监测系统的组成及监测内容 煤矿安全监测系统，是应煤矿生产自动化和管理现代化的要求，为了确 保安全、高效生产、在便携式检测仪器、半固定式、固定式检测装置的基础 上应用遥测、遥控技术及电子计算机的开发而发展起来的多种现代化技术装 置组成的系统。 煤矿安全监测系统，由监测传感器、井下分站、信息传输系统和地面中 心站等四个部分构成。 监测传感器是安全监测系统的感知部分。用来测量系统所需测量的量或 判断设备、设施的状态部件。煤矿生产中常见的传感器有瓦斯、一氧化 碳、氧气、温度、风速、压力、压差、烟雾及各种状态（开关）传感器。 井下分站收集传感器传出的信号并进行整理，把监测参数传送给中心 站、接受中心站的控制命令、控制所关联的设备、设施。 信息传输系统是指井下分站和中心站的联接部分、直接影响信息传输质 量和投资费用。 中心站是监测系统的核心部分。由电子计算机处理各种数据、发送有关 控制命令、实现遥测遥控。监测系统的监测内容有三个方面即矿井空气成 分的监测，矿井空气物理状态的监测、通风设备和设施运行状况的监测。 二、风筒状态传感器 风筒状态传感器是用来监视煤矿井下掘进工作面胶质风筒工作状态的传 感器，其结构原理如图 “ 所示。它由干簧管组件、永磁磁铁组件和风筒 卡装机构三部分组成。干簧管组件由两根通讯电缆输出开关信号。组装好的 干簧管组件上端与悬吊臂摆件的一侧连接，下端与夹钳臂连接。永磁磁铁组 第一篇煤矿通风技术 件的上端与另一悬吊臂摆件连接，下端与另一个夹钳臂相连，这两个夹钳臂 牢牢地夹住风筒。 图 “ 风筒传感器结构原理 “ 风筒内风量正常时；“ 风筒内无风时 “ 风筒； “ 夹钳臂；’ “ 干簧管组件； “ 悬吊臂摆件； “ 悬吊壁座； “ 吊环螺钉； “ 磁铁组件 当局部通风机停止运转或某种原因造成风筒内无风时，传感器的两个臂 在重力作用下合拢，此时，干簧管组件中的干簧管与磁铁靠近，磁铁的磁力 使干簧管的两个簧片互相吸合，电路接通，向井上发出信号。当局部通风机 工作正常时，风筒的两个臂张开，此时，干簧管组件与磁铁分开，由于干簧 管的簧片处于正常状态，电路断开，表示风筒内风量正常。 风筒传感器安装在井下掘进工作面时，为避免放炮震动对传感器干簧管 的影响，应安装在离工作面 * **, 处。 三、井下瓦斯传感器的安设应符合的要求 井下瓦斯传感器的设置主要依据煤矿安全规程及煤矿安全规程执 行说明的有关规定。 在瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，煤巷掘进工作 面。瓦斯传感器的布置如图 “ 所示装设传感器 -。如为高瓦斯工作面， 应再加设传感器 -。传感器 -的瓦斯报警浓度为 .，断电浓度为 /.， 断电范围为掘进工作面及附近 *, 内全部电气设备。传感器 -的瓦斯报警 浓度、断电浓度为 .，断电范围为掘进工作面巷道中全部电气设备；-、 -复电浓度 0 .。使用综合机械化掘进设备的掘进工作面，传感器应随机 前进。 第一篇煤矿通风技术 对于高瓦斯矿井，其采煤工作面应按图 “ 所示设置传感器 、 。 的瓦斯报警浓度为 ’，断电浓度为 ’，断电范围为工作面内全部 电气设备；的报警和断电浓度为 ’，断电范围为工作面，回风道内全部 电气设备电源。、的复电的瓦斯浓度小于 ’。 图 “ *在煤巷掘进工作面瓦斯传感器布置图 “ 局部通风机； 、 “ 瓦斯传感器 图 “ 回采工作面瓦斯传感器布置图 在有瓦斯喷出或煤（岩）与瓦斯突出的回采工作面应按如图 “ 所示 装设传感器 、、,。和 的有关参数与高瓦斯工作面的要求相同， ,的瓦斯报警浓度和断电浓度为 ’，断电范围为工作面进风道内全部电气 设备，复电浓度小于 -’。 回采工作面采用串联通风时，瓦斯传感器应按图 “ . 所示装设。是 根据低瓦斯工作面的要求装设的，如是高瓦斯矿井则应加装 ，参数要求 与前面所述相同，,为串联通风加装，,的瓦斯报警浓度、断电浓度为 -’，断电范围为风流串入采煤工作面及其回风道中的全部电气设备。 复电浓度 / -’。 综采及高档普采工作面，应在采煤机上装设瓦斯断电仪，当机组附近的 瓦斯浓度达 ’时，发出声光报警，达 ’时，切断机组电源。 第一篇煤矿通风技术 图 “ 回采工作面串联通风时瓦斯传感器布置图 掘进工作面和掘进工作面串联通风时应按图 “ 所示装设传感器 ’、 、 。 ’ 、 与前述掘进面瓦斯传感器参数要求相同。的瓦斯报警和断 电浓度为 *,，断电范围为风流串入的掘进工作面及其回风道中全部电气 设备，复电瓦斯浓度 - *,。 图 “ 掘进工作面之间串联通风瓦斯传感器布置图 图 “ 掘采工作面之间串联通风时瓦斯传感器布置图 ’’第一篇煤矿通风技术 掘采工作面串联通风时应按图 “ 所示加装瓦斯传感器 。图中 、 ’传感器的布置同低、高瓦斯采掘工作面的要求相同。的瓦斯报警、断 电浓度为 *，断电范围为风流串入采煤工作面及其回风道中的全部电气 设备，复电浓度小于 *。 图 “ 回风流中机电硐室的瓦斯传感器布置图 设置在回风流中的机电硐室应按图 “ 所示设置瓦斯传感 ，在煤 （岩）与瓦斯突出矿井中，还需设置 ’ 、 、 瓦斯传感器。 的瓦斯报 警、断电浓度为 *，断电范围为机电硐室内全部电气设备，复电浓度 *；’ 、 、 的报警和断电浓度为 *，断电范围是机电硐室内全部电 气设备、复电浓度小于 *。 图 “ ’装煤点瓦斯传感器布置图 “ 装煤点；’ “ 架线 图 “ 瓦斯涌出区域瓦斯传感器布置图 高瓦斯矿井主要进风运输巷道内使用架线电机车时，装煤点处应按如图 第一篇煤矿通风技术 “ 所示装设瓦斯传感器 。在瓦斯涌出区段也要按图 “ 所示安设传 感器 。瓦斯报警和断电浓度为 ’*，断电范围为装煤点和瓦斯涌出区 段巷道上风流 ’’ 及其下风流中的全部电气设备，复电浓度小于 ’*。 在煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷或主 要回风道内，使用矿用防爆电机车或防爆柴油机车时，在机车内设瓦斯自动 检测报警断电（油）装置。瓦斯传感器设置在机车最容易首先接触瓦斯的地 方。在进风的主要运输巷道内风流中瓦斯浓度超过 ’*或在主要回风道中 瓦斯浓度超过 ’,*时，切断电机车的电（油）源。除上述所列之外，瓦 斯传感器的安装还要符合下列要求 传感器应自由悬挂在顶板下 ’’ 处，其迎向风流和背向风流 ’ 之 内不得有阻挡物。 独立的声光报警器要悬挂在巷道顶板下 ’’ - ’’ 处，悬挂位置应能 满足报警声能让需要听到的人听到的要求。 由于瓦斯超限而切断电源的电气设备，严禁采用自动复电接线方式复 电。人工复电前，必须进行瓦斯检查，确认瓦斯浓度降到规定值以下时，方 可人工复电。 传感器悬挂处支护要良好、无滴水，防止冒顶以及其它的机械损伤。安 设在采掘面中的瓦斯传感器，放炮时都要移到安全防护地点，放炮后都应移 到规定的位置。 四、风速传感器的类型 矿井风速测定是矿井通风工作中的一项重要测定。常用的风速传感器有 电子翼轮式和超声旋涡式两种类型。 电子翼轮式风速传感器采用和普通机械翼轮式风表一样的机械翼轮，通 过磁感应转换器或光电转换器将翼轮的转速变成电信号，电信号经过处理后 即作为风速传感器的输出信号。这种传感器的构造简单，价格低廉，可以测 量较低风速。由于采用的是机械翼轮，矿井粉尘对其测试精度有一定影响， 因此必须定期清洗翼轮和校正。 超声波旋涡风速传感器是一种全电子的无机械转动件的风速传感器。超 声旋涡风速传感器是利用卡曼旋涡街原理制成的。实用的超声旋涡传感器其 风速变换部分为矩形断面的长筒。和筒的截面平行，插入一根圆柱体发生杆 于筒上，筒断面垂直于风流方向安装，在发生杆的风流下游的两侧装有一个 超声波发射换能器 . 和一个超声波接收换能器 /，如图 “ 所示。 第一篇煤矿通风技术 当无风流流过方筒时，换能器 发出的超声波能顺利得被换能器 “ 接 收；当有风流流过方筒时，换能器 发出的超声波束被发生杆产生的卡曼 旋涡阻挡，超声波束被反射、折射，因此换能器 “ 接收到的是一个衰减了 的超声波，亦即超声波束被调制了，衰减程度取决于卡曼旋涡的个数，也就 是说取决于风速的大小。经过传感器内的调解器解调及一系列信号处理，传 感器即输出一个正比于风速的电信号。超声波风速传感器没有转动部件，因 此日常维护量小于翼轮风速传感器，适用于 ’* 的风速测定。 图 , -超声旋涡风速传感器测量原理 风速传感器的安装使用 （’）矿井的每一个采区、一翼回风道及总回风道的测风站；矿井主要通 风机的风硐内及采煤工作面进、回风巷道中都要安装风速传感器，在风速高 于或低于设计风速 ./时，发出声光报警。 （.）风速传感器在下井使用前，应在地面进行 ’ . 天的通电试验。在 有条件的矿井，应该用风表校正装置进行标定； （-）安设风速传感器的地方应首先用风表测出通过巷道的平均风速，然 后在这个断面上找出一个平均风速点，将风速传感器牢固地放置在这一点 上，传感器要安放在正对风流流动的方向，其偏角应小于 0。若平均风速点 处影响交通或因其它原因而不适宜放置传感器时，可把传感器放在不是平均 风速的地方。这时应测出该点与平均风速点的比例系数，就地显示值及井上 主机读数值应该乘以校正数后，才是平均风速。 （）按要求连接电缆（电源线与信号线不得反接） ，然后通电，此时显 示屏上该有显示数字。用棉纱或布将探头两端堵住不让风流通过探头，此时 显示屏上的读数应为 * 或 ’* 。 （）将探头内的棉纱或布取出让风流通过探头，用风表靠近探头测量 ’12 或 ’ 风表，同时记录下就地显示值及遥测系统主机读数，二者应基 本一致，传感器才可投入正常使用。 3’’第一篇煤矿通风技术 第五章采场调风技术 改变矿井通风系统或系统中某些分支的风量、风压分布的过程，称为矿 井调风。改变采场（包括采空区）的气体流动状况的过程，称为采场调风。 空气流经采场内部巷道时，与其相邻的采空区内的气体也会产生相应的 流动，这种流动对采空区自然发火和采空区瓦斯浓度分布有重要影响。正因 如此，采场调风是矿井通风管理的一项重要而又频繁的工作。大量事实表 明，当采空区瓦斯和自然发火对回采工作面生产造成威胁时，在许多情况下 通过调风可以使问题得到解决，但如果调风措施不当，却不能达到预期的目 的，甚至会造成严重后果。因此，安全有效地应用采场调风技术，对保证安 全生产是非常重要的。 本章将从采场通风数学模型入手，找出影响采场通风状况的参数，根据 参数的物理意义，对采场调风方法进行分类，结合实例讨论各种调风方法的 作用。 第一节调风的数学模型与调风方法的分类 一、网路调风与采场调风的数学模型对比 （一）网路调风的数学模型 研究矿井调风问题时，是把矿内空气视为一种充满巷道的连续介质的， 且认为这种介质在巷道内作稳定流动。由于巷道的长度远远大于巷道的宽与 高，因此可以把矿井调风问题当成一维问题来研究。 矿井通风理论证明，矿内空气无论在何种通风网路内流动时，都同时满 足三个基本方程。即 （）巷道阻力定律 “ ’（ ，’，，⋯，）（* ） 式中 巷道编号。 （’）风量平衡定律 , -（, ，’，，⋯，. ） （* ’） /第一篇煤矿通风技术 式中 通风网结点编号。风流方向指向结点者取正；反之取负。 （“）风压平衡定律 （ ’，，“，⋯，） （* “） 式中 独立闭合网目的编号。顺时针流动取正；反之取负。 在矿井通风网路中，用（* ’） 、 （* ） 、 （* “）式所建立的方程组， 就是通风网路数学模型。也就是说，通风网路中的空气流动状况无论是在风 量自然分配、人工分配情况下，还是调风之前，调风之后均可用上述数学模 型来描述，因此，通风网路数学模型可作为网路调风的数学模型。 （二）采场调风数学模型 由采场通风理论基础可以知道，描述采场气体流动状况的二维数学模 型。是 ,,, - , . /// - / 0（在 1 域内） （* 2） -（,，/）3“ ’ -（,，/）（在“’上） （* *） - 4 3“ 5（在“上） （* 6） （* 2）式中的 ,, - , 、 // - / 分别为 , 、/ 轴方向渗流速度的分量。 如果令（* 2）中的 0 （即采场内顶底板没有漏风） ，,, - , 、 // - / 分别用 7,，7/替换，则（* 2）式即变为二维不可压缩流体的连续性微分方 程，即 7, , . 7/ / 也就是说，只要采空区煤岩碎块的空气动力特性满足达西定律， （* 2） 式对各种形式的采空区都是适用的。显然，只有当采空区边界“ ’上的风压 值确定后，或边界“ 上的风量大小确定后，采空区的气体流动状况才能相 应被确定。 不难看出，由（* 2） 、 （* *） 、 （* 6）式组成的采场通风数学模型与 网路数学模型相比，显得更为复杂。它不仅参数众多，而且各项参数又是坐 标位置（, ，/）的函数。正是由于这种原因，采场调风就显得更为灵活、 多样。 由于采空区瓦斯浓度分布的数学模型为 7, 8 , . 7/ 8 / , 9,, 8 , . 9,/ 8 / ’’第一篇煤矿通风技术 “ “ ’ * （在 , 域内） （- .） （，）/“ 0 * （，）（在“0上） （- 1） “ “ 2 “ “ 2/“ 3 * 4 （在“ 3上） （- 5） 因此，调整采空区（场）气体流动状况时，流场内的渗流速度分量 6、 6会产生相应变化。在开采高瓦斯煤层和自然发火煤层时，改变采空区瓦斯 浓度分布和流动方向，往往是采场调风的重要目的。正是由于这种原因，我 们可以把改变采空区瓦斯浓度分布和流动方向问题归纳成采场调风问题来研 究。显然（- ）式至（- 5）式组成了采场调风的数学模型。 二、采场调风方法的分类 采场调风在我国已积累了相当丰富的经验，但采场调风方法的技术俗语 却很不统一。 采场调风和网路调风属于同一技术范畴，两者的数学模型所含的参数有 密切的联系，鉴于网路调风在实践上、理论上均较为成熟，因此，在研究采 场调风方法分类时，应首先继承网路调风的分类思想，尊重其分类习惯，沿 用其已规范化的技术俗语。 由网路调风的数学模型可以看出，组成数学模型的参数仅有风量 7、风 压 8 、风阻 , 三个基本参数。为了改变通风网路的原有流动状况，调整网 路或网路中个别分支的对应三个参数即可。其相应的调风方法有增风量 法，减风量法；增风压法，减风压法；增风阻法，减风阻法 9 种。 在采场调风的数学模型中，透气性系数 与通风网路中的风阻 , 相对 应，为了保持技术俗语的一致性，把调整采场内的透气性 称为调整采场风 阻。而采场风量、风压则与网路的风量、风压一一对应。由于两者数学
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