矿井通风阻力测定方法及应用.pdf

技术经验 矿井通风阻力测定方法及应用 黄显东1， 刘志梅1， 陈世龙1， 崔金库2 （1 .铁法煤业集团股份有限公司， 辽宁 调兵山1 1 2 7 0 0； 2 .煤炭科学研究总院抚顺分院， 辽宁 抚顺1 1 3 0 0 1） 摘要 文章介绍了几种矿井通风阻力测定方法， 阐述了其测定方法的缺点及适用条件， 并结合 实际应用对铁法大兴矿进行了通风阻力测定， 取得了较好的效果。 关键词 通风阻力； 测定方法； 应用 中图分类号 T D 7 2 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 - 4 9 6 X （2 0 0 4） 0 8 - 0 0 1 3 - 0 3 1 矿井通风阻力测定方法 在矿井通风阻力测定过程中， 因多种干扰因素 的影响， 使测定值存在一定误差， 如果测定方法选择 得当， 可以较大提高测定精度， 并能给测定工作带来 方便。常用的几种测定方法如下 （1） 同时读数法。用2台相同型号的气压计分 别在巷道风流的起点和末点上同时读数， 此时不需 要进行地面大气压变化的校正。在不能保证2台气 压计有相同精度和同样标移的前提下， 这种测定方 法有较大的绝对误差； 测定工作用时长， 组织工作较 困难。此法适用于路线简单， 测点少的系统。 （2） 比值校正法。在地面井口附近设监测点， 测 定地面气压在一定时间Δt内的变化量Δp 0， 由此 对井下测点i的静压在同一时间内的变化值进行校 正。此法需对风流流动的热力过程进行校正， 计算 误差较大。适用于浅井测定。 （3） 同步法。用2台等精度和型号相同的气压 计在风道的起点和末点上约定时间同时读数， 使1 台的读数作为另1台的修正。该方法的测定精度较 高， 适用于井下局部区域阻力测定。 （4） 基点法。用2台气压计， 1台井上，1台井 下。井上的1台固定在入风井口的基点上， 监测地 面大气压的变化， 井下的1台沿测定路线巡回测定。 这种方法的优点是测定方便， 省时省力， 数据处理工 作简单， 缺点是误差较大。其测定结果能够满足一 般性要求。 （5） 逐点测量法。用3台气压计， 1台固定在入 风井口的基点上， 作为大气压力变化校正用， 将另外 2台气压计携至井下测点， 沿着预定的测定路线逐 点测定。这种方法的优点是测定精度高， 适用于测 定时间长、 范围大的矿井。 2 应用实例 根据 煤矿安全规程 的规定和生产实际需要， 对大兴煤矿进行通风阻力测定。 大兴矿是设计年产3 0 0万t的大型矿井， 采用 分区通风方式， 抽出式通风方法。2个回风井， 即中 央风井和南风井。2个风井均采用K 47 3-0 1№ 3 2 F 离心式通风机。 2 . 1 矿井通风网络及测定路线的选择 矿井通风阻力测定网络如图1所示， 共选择了 北一、 北二、 南一和南五采区4条测定路线。选择的 路线包含了采区和工作面并满足全矿通风阻力测定 的要求。 图1通风阻力测定网络图 2 . 2 测定参数及测定方法的选择 测定参数 ①绝对静压；②干、 湿温度；③大气压 31 第3 5卷 第8期煤 矿 安 全 2 0 0 4年8月 力； ④巷道断面、 风速；⑤测点标高；⑥测点间巷道长 度。 测定方法 大兴矿通风系统复杂、 范围大， 每条 测定路线的测定时间均较长， 因此应充分考虑大气 变化的影响。为提高测定精度， 采用逐点测量法进 行全矿井通风阻力测定。测定步骤是 ①将1 气压 计固定在入风井口的基点上， 监测大气压力变化， 将 2 、 3 气压计携至井下2个测点后同时读数； ②3 原地不动， 将2 移至下一测点后同时读数， 以此类 推。 2 . 3 主要计算参数 （1） 巷道通风阻力。2测点间巷道的通风阻力 按下式计算 Hi， i 1E （p ipi 1 （ p ◜ i 1- p ◜ i） （Z i-Zi 1） * （ pipi 1）g ／ 2 （V2 ipi-V 2 i 1pi 1） ／2 式中 Hi， i 1 2测点间巷道的通风阻力， P a； pi、pi 1 前后测点的气压计读数，P a； p ◜ i 、 p ◜ i 1 校正气压计读数， P a； Zi、Zi 1 测点标高，m； pi、pi 1 测点空气密度， k g ／m 3； Vi、Vi 1 测点巷道的风速，m／s； g 重力加速度，9 . 8m ／ s 2。 （2） 巷道的风阻。2测点间巷道的风阻按下式 计算 REpi／ （Q／6 0） 2 式中 R 巷道风阻，Ns 2 ／m 8； Q 巷道通过的风量，m 3 ／m i n； （3） 系统总阻力。系统总阻力为进风井口到风 机吸风口各段巷道的通风阻力之和， 按下式计算 HE∑ n iE 1H i，i 1， P a 式中 n 进风井口至风机吸风口间的测段数。 （4） 系统自然风压。各系统的自然风压按下式 计算 HnE9 . 8∑ n iE 1H e ii 1* （ pipi 1） ／2， P a 式中 H e ii 1 2个测点间的位压差， P a； pi，i 1 2个测点的空气密度， k g ／m 3。 （5） 风硐处速压。风井风硐处速压按下式计算 HVEV 2*p ／ 2 式中 V 风井风硐处风速值，m／s； p 风井风硐处空气密度， k g ／m 3。 （6） 系统通风阻力。系统通风阻力的理论值按 下式计算 HLEHS-HV-Hn 式中 HS 风机房水柱计读数，P a； HV 风硐处速压值，P a； Hn 系统自然风压值，P a； （7） 系统误差。各系统的阻力测定误差按下式 计算 δE（|HL-H|／HL）*1 0 0 2 . 4 计算结果及分析 2 . 4 . 1 计算结果 各测定路线的通风阻力计算结果列于表1中。 表1各测定路线的通风阻力 测定路线通风阻力 ／P a测定区间 南一采区 7 6 1 . 01 2 4测点 北一采区 5 7 3 . 03 1 4测点 北二采区 5 3 2 . 12 0 2 3测点 南五采区 9 8 9 . 82 5 4 0测点 2 . 4 . 2 测定结果校核 为了验证测定结果的可靠性及测定结果是否真 实地反映井下通风系统阻力分布的实际情况， 对测 定结果进行校核。其校核结果见表2。 表2各测定路线通风阻力测定误差 系统路线南一采区北一采区北二采区南五采区 水柱计读数 ／P a 7 8 4 . 09 8 0 . 0 自然风压 ／P a - 1 9 . 93 5 . 9 风硐速压 ／P a 1 8 . 18 . 8 理论阻力 ／P a 7 4 6 . 07 4 6 . 07 4 6 . 010 0 7 . 1 累计阻力 ／P a 7 6 1 . 07 6 2 . 87 6 0 . 69 8 9 . 8 相对误差 ／ 2 . 02 . 21 . 91 . 7 测定误差校核的结果表明 各系统的测定误差 均小于允许误差5 ， 满足精度要求。 2 . 4 . 3 测定结果分析 将矿井通风系统中的各段风路按其所在的位置 及作用， 分为进风段、 采区段和回风段， 各段的阻力 分布情况见表3。 41 第3 5卷 第8期煤 矿 安 全 2 0 0 4年8月 技术经验 煤钻屑瓦斯解吸指标 Δh 2 的 试验室考查与应用 陶玉梅 （煤炭科学研究总院 抚顺分院， 辽宁 抚顺1 1 3 0 0 1） 摘要 文章考查测定了煤钻屑瓦斯解吸指标Δh 2的各个影响因素， 并得出了其相关系数。根 据其相关性推算出煤层瓦斯基础参数和临界值， 同时提出了在瓦斯有关参数测定中的应用。 关键词 瓦斯解吸指标； 瓦斯压力； 瓦斯含量 中图分类号 T D 7 1 3 . 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 - 4 9 6 X （2 0 0 4） 0 8 - 0 0 1 5 - 0 3 1 国内外钻屑瓦斯解吸指标研究概况 利用煤屑放散速度的大小预测煤与瓦斯突出， 在国内外得到了广泛的应用。联邦德国雅纳斯等提 出的预测突出指标K1值， 反映了钻屑瓦斯解吸速 度随时间衰减的快慢程度。 法国通过直接法测定煤 层可解吸瓦斯含量方法导出V1值， 即1 0g煤屑在 暴露后第3 5s到第7 0s的瓦斯解吸量， 并以V1大 小预测突出危险性。 我国提出了K B、 K1和Δh2等不同的解吸指 标， 特别是钻屑解吸指标K1值和Δh 2写入 防治煤 与瓦斯突出细则 中， 对安全生产起到了巨大的指导 作用。 2 钻屑瓦斯解吸指标Δh的影响因素 2 . 1 煤样测定前暴露时间t 0对Δh的影响。 图1是一组煤样暴露时间分别为3、 5、1 0、2 0 m i n和3 0m i n的测定结果。由图1看出， 随着解吸 测定时间的增大，Δh的增长速度减慢。解吸测定 前暴露时间的增长， 实际上也就是延长了煤样的总 解吸时间。井下测定时控制煤样露时间为3m i n是 科学的， 即能准确读数又能给操作有充裕的时间。 2 . 2 煤样粒度对Δh的影响 图2是一组不同粒度煤样的测定结果。在同一 测定时间内， 煤样粒度越小， 测出的Δh值越大。 ““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““ 但随着煤样粒度的增大其影响程度逐渐减弱， 特别 表3各采区系统阻力分布 测定路线进风段采区段回风段合计 南一采区 测定值 ／P a 占比值 ／ 1 8 9 . 0 2 4 . 8 3 9 1 . 3 5 1 . 4 1 8 0 . 7 2 3 . 8 7 6 1 . 0 1 0 0 北一采区 测定值 ／P a 占比值 ／ 1 9 9 . 7 2 6 . 2 4 6 8 . 4 6 1 . 4 9 4 . 7 1 2 . 4 7 6 2 . 8 1 0 0 北二采区 测定值 ／P a 占比值 ／ 1 9 6 . 2 2 5 . 8 4 6 1 . 0 6 0 . 6 1 0 3 . 4 1 3 . 6 7 6 0 . 6 1 0 0 南五采区 测定值 ／P a 占比值 ／ 1 6 5 . 6 1 6 . 7 6 6 9 . 5 6 7 . 7 1 5 4 . 7 1 5 . 6 9 8 9 . 8 1 0 0 根据测定和计算结果可以看出 ①大兴煤矿通 风管理技术水平较高， 巷道支护整齐， 风流畅通， 风 流控制设施较少， 调节风窗位压合理， 用风地点的风 量充足； ②中央风井系统总阻力为7 6 2 . 8P a， 风量为 80 2 2m 3 ／m i n， 等积孔为8 . 9m 2； 南风井系统总阻力 为9 8 9 . 8P a， 风量为56 1 0m 3 ／m i n， 等积孔为3 . 4 m 2， 两个系统的通风阻力较小， 等积孔较大， 各系统 通风容易。③各采区系统的阻力分布比例合理， 通 风网络和主要通风机的通风能力都较大， 能满足将 来由于增产而增加风量的需要。 作者简介 黄显东 （1 9 6 3 -） ， 男， 现在铁法煤业集团股份 有限公司工作， 工程师。 （收稿日期 2 0 0 4 - 0 5 - 2 6； 责任编辑 郭瑞年） 51 第3 5卷 第8期煤 矿 安 全 2 0 0 4年8月