矿井通风阻力测定问题浅析.pdf

第24卷 第23期 2008年12月 甘肃科技 Gansu Science and Technology Vol .24 No .23 Dec . 2008 矿井通风阻力测定问题浅析 段国泰 窑街煤电公司设备管理中心,甘肃 兰州730084 摘 要矿井通风阻力是衡量矿井通风状况的主要指标。影响矿井通风阻力大小的因素很多最普遍的因素如巷道 断面大小、 形状、 支护方式以及各测点风流中的风速、 测点处的静压、 测点位置标高等。矿井通风阻力测定是矿井 通风技术管理的一项基础工作。介绍了矿井通风阻力的测定方法,对矿井通风阻力测定中的几个问题进行了分析, 并提出了改进意见。 关键词通风阻力测定;测点布置;问题浅析 中图分类号 TD723 矿井通风阻力是衡量矿井通风阻力状况的主要 指标,矿井通阻力测定是矿井通风技术管理工作的 主要内容。 煤矿安全规程 规定,“ 新建矿井投产 前必须进行一次矿井通风阻力测定,以后每三年至 少测定一次。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 ” 。兰州 市红古区境内五家煤矿在近三个时间内,普遍进行 了一次矿井通风阻力测定,由于各测定单位通风能 力、 通风条件不相同,测定中存在不同问题,测定结 果误差较大。 1 几个问题浅析 1. 1 测定仪器 矿井通风阻力测定现采用JFY1型综合通风 参数测定仪,借以秒表、 皮尺等测量器具。综合通风 参数测定仪具有体积小、 重量轻、 操作简便、 快速、 省 人、 省时、 省力等优点,以此所测得风速、 静压、 空气 干湿、 温度并直接计算出空气动压、 静压及空气密 度;再根据测点标高和空气密度计算出空气位压而 求得通风阻力。但在测定前同时使用的两台或多台 综合通风参数测定仪的静压、 干湿、 温度及风速应进 行校正,修正其相互间的误差值。 1. 2 通风阻力测定方法选择 矿井通风阻力测定方法选择,应根据矿井通风 路线长短、 测点布置的多少而选用。当然用同步法 最好,测量精度较高,适用各种类型的大中小型矿 井,但是对于测定路线短,测点少、 时间短、 地面气压 变化又不大的中小型矿井来讲,采用基点法比较简 便,省时、 省力,可满足测定精度要求。 1. 3 测定路线 测定路线应在所有并联各风路中选择通风路线 最长,通过风量最大,且通过工作面和具有较多井巷 类型及支护形式的主风流路线。即从矿井进风口、 进风井、 井底车场、 主运输大巷、 运输巷或采区运 输巷、 工作面运输巷、 工作面、 回风巷或采区回风 巷、 总回风巷、 回风井、 风硐、 主要通风机吸入口。 在实际通风阻力测定中,对于一些回风井为立 井的矿井,由于一般煤矿风硐无检查门不便测量,往 往把回风立井和风硐甩掉不测,只测量至矿井的总 回风巷和回风立井交点,这样所测数据就会和矿井 的阻力相差太大,又反映不出矿井的防爆盖、 风硐的 漏风情况和回风井、 风硐的通风阻力,而这一段风路 往往是消耗矿井风压不可忽视的部分,因此,必须想 方设法进行测量。 1. 4 测点布置 在风流的分风点或汇合点、 在井巷断面的扩大 或縮小处、 在不同支护方式的接合处、 在不同运输方 式的转载点均应布置测点。测点前后5m范围内, 支护应完好,并不得有堆积物。沿风流方向局部阻 力前的测点与局部阻力的距离不得小于井巷宽度的 12倍,而局部阻力后的测点,不得小于井巷宽度的8 倍。 特别强调的是,对于回风井为立井的矿井,在回 风井与风硐交点无法布置测点时,至少应在主要通 风机的吸风口处,即在矿井负压计安装处布置通风 阻力测定的最后一个测点,只有这样,测定所得矿井 通风阻力才是全矿井的通风阻力。因为风硐往往通 风阻力比较大,消耗矿井通风压力也比较大的部位。 对于没有检查门的小矿井,可在安装负压计的主要 通风机吸风口处,打 φ30mm左右的孔洞,用皮托管 配合其压力计测定静压、 动压,以计算求得风速、 风 量和风阻、 摩擦阻力系数、 通风阻力。测定时皮托管 周围孔隙缠以毛巾布,不用时,用皮塞堵严,以防止 漏风。 1. 5 测定数据的整理 根据JFY1型综合通风参数测定仪及皮尺测 量的数据,最后求出各段风路长L m、 各点断面积 sm 2 , 摩擦阻力系数a N. s2 /m4、 风阻R N. s 2 / m 8 、 百米风阻R100 N. s 2 /m 8 、 阻力h pa、 漏风量 和漏风率、 有效风量和有效风量率、 矿井等积孔A m 2 及静压、 动压、 位压等。 1. 6 测定误差检验 矿井的负压计读数反映了矿井所在地的大气压 力与负压计测点处的空气绝对静压差,即负压计测 点处空气相对静压的绝对值。根据抽出式通风机的 工作原理及有关流体力学的基本理论,可以认为矿 井通风阻力为负压计的读数与负压计测点处的动压 差及自然风压和。 矿井通风阻力的测定是一项技术性较强的工 作,对于测定精度的影响因素较多,除通风系统瞬间 变化和读数误差外,测点布置及布置密度等都会产 生误差。所以测定结果应和矿井通风机房负压计读 数进行矿井理论通风阻力校对。实际上很难做到完 全一致,一般误差不超过5为满足测定精度要求。 但有的矿井通风阻力测定结果和通过矿井负压计所 推算的理论通风阻力差值很大。如果误差值过大, 就需考虑测定路线的选择、 测点布置、 读数的精度及 计算的正确与否,或对矿井通风机的负压计安装正 确与否进行检验,找出问题所在,进行修正。 1. 7 矿井通风阻力的分布状况 通过对全矿井通风阻力分布的分析,能够了解 矿井各区段的风压消耗,为矿井通风系统的合理性 优化提供指导性意见,如果对矿井通风阻力测定未 求得各通风区段的阻力值,使矿井阻力测定大打折 扣,达不到预期目的。 矿井进风段、 用风段、 回风段阻力分布应合理, 一般来说,进风段井巷保证提升、 运输、 行人,通风比 较容易实现,在日常的管理中只要保证井巷不失修 或减少堆积物就可以了。 矿井用风段,特别是工作面进回风巷受采动影 响容易变形,甚至出现有效断面变小,所以要特别注 意保证工作面进、 回风巷的有效断面尺寸,以满足使 用和生产要求。 矿井回风段,特别是回风大巷,风路长、 断面小, 再加上老矿井后期改造或延伸,集中生产的采区较 原回风巷远。很少有人行走,维修管理跟不上,所以 失修严重,通风阻力过大,消耗风压大。一般矿井回 风段通风阻力占矿井通风总阻力的比例不可大于 45 ,否则就需对回风段进行改造,降低通风阻力, 以保证其合理、 稳定、 可靠。 1. 8 矿井风量分配状况及漏风分析 矿井风量分配状况和矿井漏风情况也是矿井通 风阻力测定需拿出的结论。通过矿井风量分配状况 和漏风情况的分析,可以衡量矿井风量分配是否合 理,风速是否符合规定,可以看出矿井通风管理是否 到位,可以发现矿井通风管理存在的问题,找出矿井 通风的薄弱环节。 1. 9 矿井通风阻力测定时间选择 矿井通风阻力测定时间应选择在晴朗的白天、 井下非生产班。此时,大气压力比较稳定,井下人员 活动少,风门和运行设备开启、 运转影响小,有利于 提高阻力测定精度。 1. 10 矿井通风系统改进建议 矿井通风阻力测定可以了解矿井阻力分布情 况,发现阻力较大区段和地点,可以了解矿井风量的 分配状况;了解矿井通风能力。所以,测定报告要对 井巷的维修、 通风设施管理、 风量的合理调配、 通风 阻力分布和风压消耗、 降阻以及如何满足矿井的生 产需要,保证矿井通风系统经济、 合理运行提出合理 化建议。但有的测定报告得不出以上结论,未对矿 井通风管理、 风量分配和矿井通风系统的合理、 可靠 运行提出建议,没有达到矿井通风阻力测定的目的。 2 结束语 矿井通风阻力测定要根据矿井规模和通风系统 复杂程度,合理的确定测定路线,布置测点;正确的 选择测定方法。计算所求得的项目要全面,测定报 告要给出测定结论。通过分析,要对矿井通风阻力 分布、 风量分配及漏风状况、 通风设施设置和管理指 出存在的问题,提出合理化建议,以达到矿井通风系 统降阻减耗之目的,保证通风系统的经济、 合理、 可 靠运行。 参考文献 [1] 矿井通风与安全.中国矿业大学出版社, 1989. [2] 煤矿通风能力核定实用指南.煤炭工业出版社, 2000. [3] 黄元平.矿井通风阻力测量. [4] 矿井通风与安全.煤炭工业学院出版社. 68 甘 肃 科 技 第24卷