晋普山煤矿通风阻力测定.pdf

2 0 0 2 年第 2 期煤炭工程 矛 ， 、 产石 气 产气 、 厂 、 厂. 、 /百 ’ 、厂 ， 、 、 沪 、 厂， 、 产盯 、 厂‘ 、 /〔 、 万， 、 J百、厂’ 、 /， 、 沐六火 k . 火兴义兴又失浓 k 案失 .,丫 斑 丫w4 义文派 城火丫’米又 III, 义 Y米方 N . 丫沐丈拼丫 丫 文 长 丫 澳 一撬 一聋 鑫 一鑫 一毛 ;杀 燕丫 丫 葺 姆彝瞬噢啤茸 井套 梦 澳 ‘半 汽 资 飞 、熬 一我 盗 卜蒸 本 _万 _尔 一裹 一班 沐 一浑 一 1‘; 、}一;一 ‘ ;‘一‘、;;一 ;一 ‘一，一;一 ;一{;{ 华北矿业高等专科学校程根银 摘要矿井通风阻力大小， 直接影响矿井通风效果， 为掌握晋普山煤矿井下通风阻力分 布情况， 改善矿井通风系统提供参考依据， 本文就该矿井通风阻力测定方法、 测定布置进行了 叙述， 并依据测定结果， 进行了 合理分析。 关键词通风测定风量阻力 中图分类号T D 7 2 2文献标识码B 晋普山煤矿， 座落在山西省晋城市效区， 属国家 司 法部下属的地方国有劳改煤矿， 年产量3 0 万t; 该 矿 现有 1 “ , 2 “ , 3 “ 三个风井; 其中， 1 “ , 2 “ 风井作为 回 风井， 且回风井上分别安装有两台轴流式主要通 风 机， 此时， 3 风井为新掘风井， 装有 2台 2 K 6 0 - N Q 2 8 风机， 未投入运行， 且进少量新鲜风流。如图 1 所示。 1 问题提出 随着晋普山煤矿开采的逐步深人， 回采工作面 在 南翼将向左移动， 为减少 1 风井主要通风机负担 的 井下通风阻力， 待南翼工作面左移后， 准备将 I n 、 2 , 3 “ 三个风井， 同时回风， 并对井下通风网络部分 进 行 调整; 根据 煤矿安全规程 的要求， 在进行调整 通 风系统之前， 必须掌握矿井通风阻力分布情况和 矿 井主要通风机实际性能， 为改善矿井通风系统提 供 依 据; 于是， 对当时的井下通风系统进行了阻力测 定， 同 时， 还对即将投人运行的3 “ 风井安装的两台 2 K 6 0 - 1V 4 2 8 风机进行了性能鉴定， 为矿井通风系统 优 化提供了准确数据。 2测定方法及测点布置 根据本次测定的目的要求， 我们采取用压差计 法 皮托管 进行。测定过程中使用的仪器设备主要 有 Y - 6 1 型单管倾斜压差计2台， 静压管2 支， 皮托 管4 支， 高、 中、 低速风表各一支， 秒表 1 只， 空盒气 压 计、 通风湿度计各一支， 还有皮尺、 铜卷尺各一个。 选 择的测定路线如图 1 所示， 为了测定工作的顺利 进 行， 测定小组在测定前一天在井下实际勘察定出 测点， 测点布置如图1 所示。测定的具体做法是， 从 第一个测点开始， 在前、 后两测点处各设置一个静压 管 或皮托管 。在后测点的下风侧6 一 8 m处安设 压差计。静压管设置在风流正常稳定的地点， 其尖 端正对风流。压差计靠近巷道壁安设， 以免行人和运 输的影响， 且其前后的一段巷道支护完好。将仪器调 整水平， 根据可能的压差值将压差计的测压管放置于 适当的倾角处， 将酒精液面调到零点读数。与此同 时， 铺设橡皮管， 用小眼 p 筒将长、 短两根像皮管内原有 的空气换成测定地点的空气。橡皮管铺设时， 防止折 叠和被水、 污物等堵塞; 待橡皮管内的空气温度等于 巷道内的空气温度后， 将短橡皮管一端连接在后测点 皮托管的静压端， 另一端接在压差计的“ 一” 接管上; 长橡皮管的一端接在前测点的静压管上， 另一端接在 压差计的“ ” 接管上。待压差计液面稳定后即可读 数。在测定压差的同时， 测定小组其他人员进行风 速、 大气条件和巷道几何参数的测量。依测定顺序进 行， 逐段测量， 直到全部路线定完毕。 图 1 矿井通风阻力测定测定布里示意图 本次测定， 主要测定了南翼和北翼两个主要通 风系统， 其中有些测段 如回风立井、 水淹回风巷等 1 5 万方数据 因条件限制未予实测。实测总长度近万 m o 3 测定结果 系统实测数据整理结果汇总于表2 。表 3中列出了 两翼通风阻力的分布情况。表4中汇总了不同支架 类型的摩擦阻力系数。 南翼系统实测数据整理结果汇总于表 1 。北翼 表 1压差计法测矿井通风阻力汇总表 南 共系 统-一一一一 洲点侧点间压差 序号只 ， 风速空气密度 J s k f / m ; 动压差 匕， 测点间通风阻 P 断面积 支护 形式 测点间距累计巷长 萨 平均风量 风阻 百米风阻 摩擦阻力累计通风阻力 矽1 s kg/m7 k W m 7 系 数值x 1 0 1 a 暄暄暄暄暄殖暄暄暄暄暄暄破暄暄暄破破暄工字钢 3 . 5 5 3 . 6 3 . 2 2 39 2 4 . 5 2 4卜 4 .S 4. 0 8 5 . 8 2 38 3 4. 1 2刀 2 . 9 8 2 . 2 2 . 4 8 1 . 9 7 2 2 l 1 . 5 1 . 6 l 1 1 . 3 1 . 1 9 4 7 1 . 1 9 1 1 1 . 1 8 1 3 1 . 1 7 8 1 1 . 1 7 4 9 1 . 1 7 3 4 1 . 1 5 81 且 7 3 4 1 . 1 6 6 6 1 . 1 6 2 A 1 . 1 5 8 3 1 . 1 5 7 3 1巧 动压差 t o 测点间通风阻 断面积 P a ,2 1 2. 2 9 支护 形 式 侧点间距风量 矽 / s 4 3 . 6 3 7 2 . 9 8 8 5 . 6 5 2 4. 0 1 2 2 . 1 8 2 3. 6 7 2 3 . 1 6 3 3 . 3 2 3 2 . 0 1 2 1邓 3 8 . 5 5 3 6 . 7 6 2 1 . 5 2 」 2 _ 4 平均风量 风阻 百米风阻 摩擦阻力 累计通风阻力 景计巷长百米 阻力 m } / s k W m 7 k W m 7 系 数 值x 呼 PP 21 4 1.1 4 1 7 1 7 3 4 1 6 3 7 1 . 1 6 4 9 1 . 1 6 3 3 1 . 1 6 0 2 1 . 1 5 7 7 1.1 5 3 8 1 . 1 4 8 1 1 . 1 5 1 1.1 5 1 4 1 . 1 5 0 6 1 . 1 5 3 8 1 . 1 51 4 7 . 7 加 3 2 7 . 7 3 . 1 3 . 9 4. 4 3 . 9 7 . 3 1 0 4. 7 8 5 . 9 2 . 7 5. 3 1 2. 62 1 口 4】 2. 5急1 4 5 6. 92 0 1 . 42 4 5 6. 9 8 3 2 . 2 8 2 . 5 7 2 . 7 3 2 . 5 7 3 . 5 3 4 . 1 3 2 . 8 3 3 . 7 3 . 1 8 2 . 1 5 3 2 4. 6 一0 8 一0 5 0. 5 一3 . 4 一2. 7 5 . 3 一3 . 3 2 . 1 3 . 2 一2 6 3 6 . 6 1 5 . 2 9 . 5 6 . 5 2 2 . 6 9 . 3 1 7 . 3 1 0. 7 1 0 . 1 1 5 . 2 9 . 4 1 0. 5 3 8. 1 6 5 . 价 9. 0 1 9 . 4 4 7 . 7 5 7 . 5 2 1 0 . 4 2 1 1 . 5 6 1 0 . 0 1 1 0. 8 2 3. 4 21 1 . 9 5. 6 4 3 2. 6 78 . 7 1 5 . 2 2 3 7 . 6 67 . 1 2 4 . 0 7 3 . 4 1 2 . 9 4. 2 4 2 3 8 2 5 3 . 2 2 6 2 7 2 6 9 . 2 四 1 . 3 2 D 1 . 1 3 1 3 . 4 3 2 9 . 1 3 3 9 . 2 3 5 4 . 4 肠33 2 6 肠 . 9 2 8 2 6. 9 2 刀69 2 1 肠 月 2 3 9 6 . 9 2 5 5 6 . 9 2 6 7 0 . 9 2 8 7 0 . 9 3 0 4 5 . 9 3 2刀. 9 」 3 9 7 _ 9 2 1 . 5 8 5 . 9 3 . 2 1 1 . 3 5 . 5 1 5. 2 5 . 4 5 . 8 6 . 6 7 . 8 145214旧姗旧阴213助期溯期 暄喧破暄暄暄暄暄暄暄暄暄暄 1216106肠121214812j2 8lO’lll2’l3’l4’l5’l6l7’l8’l9’刀 北车场风门压差 2 0 ， 点与2 7 ， 点之间3 2 8. 06 1 9. 8 1 6 万方数据 2 0 0 2 年第2 期煤炭工程 续衰2压差计法测矿井通风阻力汇总表 . 直界 系 统.-- ⋯ 2 9 J】 3132 7 4 7 . 9 3 7 2 1 . 9 8 2 4 83 9 2 19 8 4 9 . 5 4 1 2 1 . 9 8 9 5. 8 4 4 2 1 . 9 1 1 . 4 3 8 . 4 1 2 . 4 1 5. 4 溯期翔 破破暄破暄暄 32叫力2’79553 ，产6︸0亡147 2月sj 2276么46 3334 7 2 水深未侧 5 . 3 7 1 . 1 2 2 7 1 9 . 7一1 名 5 . 0 8 1 . 1 2 4 6 1 4 名4 . 9 8 . 5 8 1 . 1 2 2 6 4 2 . 1一2 7 . 3 2 0 , 9 0 1 . 1 2 0 2 5 7 . 8一2 5 . 7 9 . 6 7 1 . 1 1 6 5 5 3 . 2 6 . 7 2 1 . 1 1 4 5 2 5 . 6 2 7 . 6 4 2 . 9 7 3 5 . 2 6 5 3 . 4 5 5 7 . 4 4 5 0 . 6 01 1 4 注 风机房水柱计读数为 1 9 5 0 P . 表3通风阻力分布 系统名称段别测点 号 通风阻力 p ,. 占系统阻力的 百分比 I - 1 6 1 6 - 2 7 2 7 - 4 9 1 - 4 9 2 2 . 5 5 1 . 9 4 6 5 . 4 1 396期1144 进风段 用风段 回风段 合计 进风段 用风段 回风段 合计 南翼 1 7 5 0. 0 1 - 1 7 I 7 - 2 7 3 2 9. 1 1 6 . 8 8 3 6 9 1 8. 9 2 ， 神 一 4I - 41 1 2 5 1.9 6 4 . 2 0 北翼 9 5 0 . 0 1 0 0 表4标准段摩擦阻力系数 支护方式标准状态下摩擦阻力系数 硷硷 木拥 测定时摩擦阻力系数 1 0 一 4 k g l . } 3 . 0 7 -3 . 4 1 -4 . 2 4-5 . 8 63. 1 44. 4 2‘5. 9 7 1 3 . 6 61 6 . 4 81 4. 7 31 7. 8 0 4 测定结果分析 1 由 各系统的总风量和总阻力知 南翼系统的等 积 孔 超 过2 m 2 Q 9 4 . 5 m 3 / s , h 二 MO W ， 北翼系统的 等 积 孔 接 近2 r ri Q 二 6 1 m / s , h 二 1 9 5 0 P a ; 即 南翼系统 属 于通风容易系统， 北翼系统接近于通风容易系统。 2 由表3 可知 两翼的通风阴力主要产生于各 自 的回风段。其中， 南翼系统回风段的阻力占系统 总 阻力的6 5 . 4 ， 北翼回风段阻力占系统总阻力的 9 4 . 2 。 3 回风段阻力偏高的原因是 有些测段断面偏 小， 造成风速偏高 如测段3 1 ‘ 至3 4 ; 有些测段拐弯 多， 且为直角弯 如测段3 4 ‘ 至3 5 ， 或堆积杂物较多 如2 5 ‘ 至2 9 ， 及南翼总回风道中 ， 造成局部阻力太 大。这些地段是系统改造的主攻 目标。改造的途径 有扩大该地段巷道面积 修整巷道、 清除杂物、 排去 积水等 消除直角弯。若有可能， 可开掘并联风道。 4 由表 1 和表2 可知， 两系统中绝大部分地段 实际风速均低于 煤矿安全规程 规定的最高允许风 速， 说明它们具有足够的通过风流能力。 5 进风平C的阻力为2 0 0 P a ， 占1 风井风机风 压的1 1 . 4 ， 占2 风井风机风压的 1 0 . 3 ， 均小于 2 5 ， 故两台风机的联合运转是稳定的。当3 风井 风机投人运转后， 进风平酮的阻力将有所上升， 其上 升幅度取决于总进风量增加的幅度。若进风平铜阻 力增加过多， 超过小能力风机风压的2 5 ， 则小能力 风机将进入不稳定工作区。 6 鉴于南翼走向长度达4 5 0 0 m， 新凿 3 风井作 为回风井是必要的。但 目前 3 “ 风井选用的风机 2 K 6 0 一 1V o 2 8 , n 二 6 0 0 0 r p m 能力过大， 应调整通风系 统以发挥其能力。 7 为了增加通风系统的稳定性， 降低主要通风 机电耗和简化通风管理， 根据此次阻力测定结果、 井 下网络实际情况， 以及 3 风井风机性能鉴定后有关 材料， 建议在3 “ 风井风机投人运转后， 应停 1 风井 风机的运转， 形成中央式与单翼对角式的混合式通 风系统。若有条件， 除进风平铜作为公共段外， 2 和 3 两个回风井之间的对角分支 分路 应予隔断。 若 有可能， 1 风井也可改作进风井， 以降低进风段阻 力。通过初步核算， 这项措施实施后， 要比该矿原计 划1 n , 2 “ , 3 风井同时都开启抽风， 不仅安全生产上 有了保障， 而且每年节省主要通风机电费近印万元 人民币。 责任编辑章新敏 1 7 万方数据