井上、下气压检测对测定矿井通风阻力的影响.pdf

问题探讨 井上、 下气压监测对测定矿井通风阻力的影响 山东省田庄煤矿 窦发权 关键词 矿井通风 阻力 大气压 影响 测定 1 引言 生产矿井要定期对全矿进行通风阻力测定,以达到科 学管理矿井的目的。长期以来,通风阻力测定往往精度不 高,误差过大。影响阻力测定精度的因素很多,其中用 “基 点法” 进行通风阻力测定时地面大气压的变化是影响其精 度的一个重要因素,这就要求在阻力测定时必须进行气压 校正。本文对田庄煤矿进行通风阻力测定的数据进行了 分析,可靠性较强。 2 矿井通风阻力测定及影响阻力测定精度的因素 2.1 矿井通风阻力测定 2.1.1 矿井通风阻力测定的依据及测定参数 1矿井通风阻力测定依据 矿井通风阻力测定依据是能量方程即伯努利方程 和阻力定律。 ① 伯努利方程的表达式为不可压缩流体单位容积的 能量方程 H静压能位压能速压能 P1- P2 Z1ρ1- Z2ρ2g V21ρ1- V22ρ2 / 2 式中 H 两点之间的能量差阻力 ,Pa P1、P2 起点、 末点的绝对静压,Pa Z1、Z2 起点、 末点的垂直标高,m ρ1、ρ2 起点、 末点的空气的密度,kg/ m3 V1、V2 起点、 末点的平均风速,m/ s 如果起末两断面的空气重率近似相等,则 H P1- P2 ρ Z 1- Z2 g ρ V 2 1- V 2 2 / 2 式中 ρ 起末两断面空气的密度,kg/ m3 ② 阻力定律表达式 H RQ2 式中H 矿井通风阻力,Pa R 矿井通风阻力,NS2/ m8 Q 通过该断面的风量,m3/ s 2测定参数 进行通风阻力测定时应测定的参数有风流空气的 压力、 温度干球、 湿球、 湿度和速度、 测点标高、 巷道断 面。测出各参数后,根据阻力定律便可算出风阻R。 2.1.2 矿井通风阻力测定的方法 矿井通风阻力测定的方法根据测压仪器的不同分为 压差计法和气压计法两种。气压计法测定通风阻力又分 逐点测定法和双测点同时测定法。根据现有人员和仪器 等条件,选择用逐点测定法进行通风阻力测定。 2.2 影响阻力测定精度的因素 由于仪表精度、 测定技巧、 熟练程度以及其它因素,总 会产生误差,影响测定精度的因素主要有以下几点 1地面大气压力的变化; 2通风风流的改变; 3仪表精度; 4测量技巧的熟练程度; 5天气的影响; 6选择测点的正确与否; 7人为的因素。 3 井上、 下气压监测的对比分析 3.1 测定可行性、 检查的必要性及气压监测的意义 测定材料汇总以后,应对全系统或个别地段测定结果 进行校验。由于上述因素的影响,测定时会出现误差,如 果这些误差是在允许范围内,那么测定结果就可以应用。 系统、 全面地分析产生误差的原因和允许范围是比较困难 的,但是根据通风阻力测定的目的和要求,在测定中进行 一些有目的的校验是十分必要的。 本次测定应用精密气压计,采用逐点测定法,故对测 量结果要进行大气压的校正。地面大气压是不断变化的, 必将引起井下绝对静压的变化。为了提高测量精度,根据 基点的气压计读数,对两测点的绝对静压进行校正。校正 后的矿井通风阻力为 H阻1 - 2 P1- P2 Z1- Z2ρ均1 - 2g V21- V22ρ均1 - 2/ 2 KP测1- P测2 K′ P 测1- P测2 Z1- Z2ρ均1 - 2g V21- V22ρ均1 - 2/ 2 式中 H阻1 - 2 1点和2点之间的通风阻力,Pa P1、P2 前后测点的绝对静压,Pa Z1、Z2 前后测点的标高,m P测1,P测2 前后测点的精密气压计读数 53 2002年第1期 山东煤炭科技 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 济三井田红层富水性及充水特征 兖矿集团济三煤矿 王 东 李永涛 摘 要 介绍了济三井田南一采区内红层岩性特征、 物理及水理性质、 裂隙发育特征及富水性,总结了采区内工作面红 层涌水情况,分析了红层充水特征。 关键词 红层 裂隙 富水性 充水特征 济三井田位于鲁西南济宁市境内,整个井田为东及东 南向西北倾伏的单斜构造。沉积地层自上而下为第四 系、 侏罗系、 二叠系、 石炭系和奥陶系。全区被第四系覆 盖,主要的开采对象是山本组第3层煤。 1 红层地质及水文地质特征 2.1 岩性组合及厚度分布 红层系指侏罗系上统的一套岩层。全层覆于第四系 之下,不整合于石盒子组、 山西组、 太原组之上。整个岩层 呈东及东南向西北倾伏的单斜构造,最大残厚684. 90m , 平均261. 46m。残存厚度东及东南薄,西部厚。按其岩 性、 颜色特征分上、 下两个亚组。上亚组,厚0～435. 70m , 为灰色、 灰绿色粉细砂岩互层,以粉砂岩为主,主要分部在 井田西部,对3下煤开采影响程度较小。下亚组,厚0～ 218m ,为紫灰色、 暗紫色中细砂岩及砖红层色粘土质细至 中粗砂岩,含铁质,胶结松散。其顶部发育有灰绿色辉长 岩层状侵入体,呈岩床存在,致密、 坚硬,厚0～150m ,平均 91.36m ,在井田内广泛分布。其下按岩性及含水性又分为 上下两段。上段厚0～85m ,主要由细砂、 粗砂及粉细砂岩 组成。下段厚95～168m ,主要由细砂、 粗砂及砾岩组成。 其中砾岩厚10～20m ,成份以石英为主,石灰岩次之,分选 性较好,粒径一般3～4cm ,大者达10cm以上,铁泥质胶 结,坚硬,构造裂隙不易闭合,含裂隙水,为下段主要的含 水段,对3下煤回采影响程度较大。 1.2 物理及水理性质 全区穿过红层钻孔6个,在红层段取样测试。测试结 果整个红层孔隙度一般,0. 16～13. 12 ,其中细砂岩、 砾 岩孔隙度低,而中粗砂岩由于胶结疏松及钙质胶结的溶蚀 K 精密气压计的校正系数 P测1 读取P测1时校正用气压计读数 P测2 读取P测2时校正用气压计读数 因此,观测的大气压准确与否,直接影响到矿井通风 阻力测定的结果,所以进行大气压力的校正能提高矿井通 风阻力测定的精度。 3.2 气压监测基点的选择 基点即气压计安放外的位置,有关文献认为,校正 大气压用的气压计最好放在井底车场附近。因为1矿井 的通风系统是变化的 ; 2 井下大气压的变化有时滞后于 地面大气压的变化。从测定的数据看出,在井口附近和井 底车场进行大气压校正,大气压的变化趋势基本一致,但 是,在井底车场进行大气压监测时,气压的变化曲线较上 井口的变化曲线起伏多,而且幅度大,不稳定。 分析原因基点设在井底车场时,当罐笼向下运行,大 巷中电机车向井底车场方向运行时,井底车场附近的空气 被压缩,空气密度增大,气压上升;反之,进底车场附近的 空气密度减少,气压降低。这就造成了曲线的起伏较多。 实际测定表明,如果把基点设在井下,除非是在停产 期间,否则要避开运输设备的干扰是很难的。而把基点设 在上井口,井下气压的变化虽滞后地面大气压的变化,在 同一时间内两者变化的幅度和数值是不同的。井下大气 压的变化滞后地面大气压变化的幅度,与运输设备运行等 引起的读数的波动相比要小得多。 4 主题研究方向 随着通风管理水平的提高和计算机的应用,提高阻力 测定精度越来越显得重要,而提高气压监测准确度则是非 常重要的一个方面。 上述论点有一定的实际价值,但有其局限性,只是对 立井井深在300m左右的矿井有参考价值,对小于300m井 深的矿井,大气压滞后传递造成的差值很小,而井底运输 设备的干扰相对较大,因而不如在地面井口附近监测效果 好。随着井筒深度的增加,同一时间内井底大气压滞后地 面大气压的数值会逐渐增大,而且有可能大于运输设备干 扰造成的差别,进而上升为主要方面。因而在地面井口进 行气压监测的准确程度可能越来越低,而在井底车场进行 气压监测的准确程度和可行性逐渐提高。 63 山东煤炭科技 2002年第1期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.