矿井通风阻力测定与分析.pdf

水进度，使 9 4 1 2 1 工作面采空区积水作用于 9 5 1 2 3 工作面材料巷的水压小于 0 . 0 8 7 8 M P a 。 （ 2 ）掘进过程中做到轻打轻放， 在保证巷道工 程质量的前提下， 尽量保持围岩的完整性。 （ 3 ）实施分段消压。严密监视掘进迎头水情的 变化， 若切眼处放水速度满足不了掘进的要求， 则实 施分段消压。分段消压的目的是加大 9 4 1 2 1 工作面 采空区内的放水量，确保 9 5 1 2 3 工作面材料巷正常 掘进。分段消压的位置根据切眼部位的探放水进度 而定。 （ 4 ）9 5 1 2 3 工作面材料巷掘进须建立相应能力 的排水系统， 并且做到性能完好， 泵跟迎头。 （ 5 ）施 工 单 位 要 编 制 严 密 的 施 工 安 全 技 术措施， 严格审批手续后， 认真传达， 并落实到位。 3 实施效果 在分析 9 4 1 2 1 工作面采空区积水状况、煤柱隔 水性能的基础上，提出了 9 5 1 2 3 工作面材料巷带压 掘进的技术方案。通过实施 9 5 1 2 3 工作面切眼双孔 放水、 材料巷分段消压的技术措施， 保证了 9 5 1 2 3 工 作面材料巷的正常掘进，比采用常规的防治水方法 提前 1 0 d 完成 9 5 1 2 3 工作面的掘进任务， 缓解了矿 井生产接续紧张的矛盾， 取得了明显的经济效益。 作者简介 吴江峰（ 1 9 6 7-） ， 男， 安徽安庆人， 1 9 9 1 年毕业 于中国矿业大学地质系， 徐州矿务集团有限公司权台煤矿地 质科工程师。 （ 收稿日期 2 0 0 5-1 1-0 3 ） 煤炭科技 C O A LS C I E N C ET E C H N O L O G YM A G A Z I N E 2 0 0 6 年第 1 期 N o . 12 0 0 6 夹河煤矿位于徐州市西北郊， 距徐州市 1 3 k m 。 1 9 6 0 年投产时矿井设计能力 4 5 万 t / a ， 2 0 0 0 年改扩 建后核定能力 1 5 0 万 t / a 。矿井开拓方式为立井、 多 水平分区上下山开拓，水平有- 8 0 、 - 2 8 0 、 - 4 5 0 、 - 6 0 0 、 - 8 0 0 m5 个水平，正在开拓- 1 0 1 0 m延深水 平。矿井分西一、 西二两个采区， 主采石炭二叠系下 石盒子组 2 煤，山西组 7 煤、 9 煤。7 、 9 煤为联合布 置， 2 煤为单独布置采区。 矿井通风方式为中央并列 抽出式，中央风井装配有 7 0 B 2G - №2 8 轴流式通风 机两台， 一用一备。 随着矿井开采范围的不断扩大， 以及- 8 0 0 m水 平及- 1 0 1 0 m新采区的投入开采，及时对矿井通风 系统阻力状况进行全面测定， 摸清其阻力分布情况， 为矿井通风系统优化提供基础资料就显得十分必 要。 1 通风阻力的测定 1 . 1 测定方法 测定采用气压计基点测量法。基点设在副井上 口，由多台同型号的精密数字式气压计在基点同时 读取压力值； 然后将一台气压计留在基点， 监测大气 压力的变化， 每隔相同时间读取并记录一次压力值； 其余的气压计则随身携带，分别沿各自的预定路线 前进， 逐点测定并记录压力值和测定时间， 同时测定 文章编号 1 0 0 8-3 7 3 1 （ 2 0 0 6 ） 0 1-0 0 5 4-0 2 矿 井 通 风 阻 力 测 定 与 分 析 樊九林，朱高平 （ 徐州矿务集团有限公司 夹河煤矿，江苏 徐州2 2 1 1 6 7 ） 摘要 介绍了气压计基点法在矿井通风系统阻力测定中的应用， 通过对测定数据的整理分 析， 揭示了矿井通风阻力分布的状况, 并对矿井通风系统阻力状况进行了分析, 为矿井通风系 统优化提供了可靠的基础依据。 关键词 矿井阻力； 阻力分布； 系统分析 中图分类号 T D 7 2 2文献标识码 B 5 4 该点的巷道风速、 参数及干、 湿温度。测定完备后再 回到基点重新校对气压计的读数。 1 . 2 测定仪器 测定的仪器有 5 台 J Y F - 1 型精密数字式气压 计， 4 台精密机械翼式中速风表， 4 台低速风表， 4 个 风扇式干、 湿温度计， 4 块秒表及 4 只皮尺。 2 通风参数的测定和计算 2 . 1 大气物理参数 用风扇式干湿温度计、 气压计测量各测点空气 的干、 湿温度及压力， 然后按下式计算出空气密度 ρ i 0 . 0 0 3 4 8 Pi- 0 . 3 7 8 ψiPb / （ 2 7 3 . 1 5 td） k g / m 3 （ 1 ） 式中ρ i测点 i 处湿空气的密度（ ψi≠0 ） ， k g / m 3 ； P i测点 i 处空气的绝对静压， P a ； ψi测点 i 处空气的相对湿度， ； P b测点 i 处 td空气温度下的饱和蒸汽压 力， P a ； t d测点 i 处空气的干温度， ℃。 2 . 2 井巷参数 用皮尺测量出各测点的巷道参数， 然后按巷道 形状为梯形、 半圆拱、 三心拱等用公式计算出巷道的 净断面及周长。 2 . 3 测点的风速、 风量 按预定线路对各测点用风表测定风速， 计算出 平均风速， 再计算各点的风量。 2 . 4 通风阻力的测定 各测段的巷道通风阻力按（ 2 ） 式计算， 总阻力按 式（ 3 ） 计算。 h i - j k1（ Pi- Pj） - k2（ pi- pj） （ ρivi 2 - ρ jvj 2 ） / 2 ρ i - jg （ zi- zj）（ 2 ） h z Σ hi - j （ 3 ） 式中i 、 j 测点编号； h i - ji 、 j 测段通风阻力， P a ； P i、 Pj测点空气的绝对压力， P a ； p i、 pj分别为读数 Pi、 Pj压力值时基点校正 气压计的相应测值， P a ； k 1、 k2分别为井下用测量气压计与基点气 压计的校正系数； ρ i、 ρj测点空气密度， k g / m 3 ； v i、 vj测点风速， m / s ； ρ i - ji 、 j 测段空气平均密度， k g / m 3 ； g 重力加速度， m / s 2 ； z i、 zj测点标高， m 。 2 . 5 井巷风阻 根据各测段井巷参数、 风量及阻力， 按照相应的 公式计算出井巷风阻 R1、 百米风阻 R1 0 0和摩擦阻力 系数 αl。 2 . 6 矿井自然风压的测算 该矿开采深度大、 地温高， 矿井进、 回风流温差 比较明显， 自然风压对矿井通风影响不可忽视。 其值 按式（ 4 ） 计算 h n Σ hz（ i 、 j ） 9 . 8 1 Z0ρ0 （ 4 ） 式中h n任意一条测线上矿井自然风压值， P a ； Σ h z（ i 、 j ） 任意一条测线上各分支自然风压之 和， P a ； Z 0风峒内测压处标高与进风井口标高 差， m ； ρ 0地面空气平均密度， k g / m 3 。 3 测定结果 矿井通风系统中按照风路在通风系统中的作用 和位置分为进风段、 用风段和回风段。其西一、 西二 采区各段通风阻力分布如表 1 所列，矿井自然风压 计算为 2 1 3 . 2 1 P a , 其作用方向与矿井主要通风机作 用方向一致。 把实测的矿井通风阻力同其计算值进行对比， 误差值在 5 内， 说明此次测定精度符合要求。 4 分析 从测定结果分析, 西一、 西二采区回风段阻力均 超过 6 0 ， 标志着通风系统已老化和失调。其原因 一是多水平深部开采，回风路线长，回风段风阻增 高； 二是局部巷道断面小、 拐弯多， 局部阻力大， 致使 风量过于集中， 通风压力损失较大。 通过矿井阻力测定，获得了矿井井巷通风基础 数据， 摸清了现有通风系统下阻力的分布情况， 为矿 井深部开采通风系统优化提供了必要的基础资料。 作者简介 樊九林（ 1 9 6 8-） ， 男， 江苏姜堰人， 1 9 9 3 年毕业 于中国矿业大学， 徐州矿务集团有限公司夹河煤矿工程师。 （ 收稿日期 2 0 0 5-0 9-3 0 ） 项目阻力/ P a比例/ 西一采区 进风段5 3 7 . 9 32 4 . 2 2 用风段2 7 5 . 0 31 2 . 3 8 回风段1 4 0 8 . 5 56 3 . 4 0 西二采区 进风段5 0 5 . 7 92 1 . 9 5 用风段2 7 1 . 7 61 1 . 7 9 回风段1 5 2 6 . 7 06 6 . 2 6 表 1 矿井通风阻力分布 2 0 0 6 年第 1 期樊九林等 矿井通风阻力测定与分析 5 5