大众煤矿井通风阻力测定报告

《大众煤矿井通风阻力测定报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大众煤矿井通风阻力测定报告（23页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、雅安市雨城区大众煤业有限公司通 风 阻 力 测 疋 报 告大众煤矿矿井通风阻力测定报告一、 矿井通风概况大众矿矿井设计能力9万t/a，井田面积3.9(km)2，开采烟炮沙煤层，煤 层平均厚度0.96m。矿井采用平峒开拓，抽出式通风，主扇型号为FBCZ-6-M14,电机功率37 kw,叶片安装角度为15,总排风量为1300nVmin，矿井负 压 520Pa。矿井瓦斯相对涌出量为5.14m3/t，瓦斯绝对涌出量为0.43 m3/min，为低 瓦斯矿井。该煤层不具有自燃倾向性，属于皿类不易自燃煤层。本井田煤尘不 具有爆炸危险性。大众煤矿目前矿井共有 1 个采煤工作面 : 即 12201 采煤工作面。

2、共有掘进 工作面 3 个：即 13201 运输巷、 201 采区回风巷、 102 中平巷。各采掘面通风情况如下(参照 2011年10月份测风报表)1、12201 采煤工作面配风 90m3/min ,由主平硐进风,经 12201 运输巷至 12201 采煤工作面至 12201 回风巷至总回风回到总回巷最后到风井。2、13201 运输巷掘进工作面采用一台 2*5.5 kw 对旋风机供风,工作面风量 75 m3/min 。3、201 采区回风巷掘进工作面采用一台 2*5.5 kw 对旋风机供风,工作面风量 93.75m3/min 。4、102 中平巷掘进工作面采用一台 2*5.52 kw 对旋风机供

3、风,工作面风 量 75 m3/min 。二、矿井通风阻力测定内容及测定方案1. 测定内容 根据大众煤矿测定要求，对该矿通风系统中的主要巷道通风阻力进行 了测定。本次矿井通风阻力测定工作的主要内容是测定矿井通风总阻力以 及测定并计算井下主要巷道通风摩擦阻力系数。2. 测定方案2.1 测定方法矿井巷道通风阻力的测定方法都是根据能量守恒定律 （即流体力学 理论的伯努利方程）建立起来的，目前，煤矿井下通风阻力测定方法通 常有压差计法和精密气压计法。其中压差计法测量精度较高，但费时费 工，工作量大；精密气压计法测量操作简便，但测量结果精度比压差计 法低。考虑到大众煤矿矿井通风路线长（ 3000m 左右）

4、的实际情况，以 及进行矿井总的通风阻力测定的技术要求，即要在尽可能短的时间内完 成全矿井主要巷道的阻力测定工作，以避免因为地面气候条件变化（这 里主要是指地面空气压力和温度）而造成的比较大的测量误差。因此， 我们采用精密气压计法来进行大众煤矿井下各通风参数的测定。本次矿井通风阻力测定采用的是气压计逐点测定法， 将基点定在主 平硐峒口。把两台同型号的精密气压计放置在平峒口基点处，同时读取 绝对压力值后，再将仪器切换到相对压力测量状态，一台气压计留在基 点，每隔 5 分钟记录一次气压计变化值；另一台气压计用于井下沿预定 测定路线逐点测压， 记录测压时间并读取压力变化值， 待全部测定完毕， 重新回到

5、基点，再校对气压计的读数。在测压的同时，测量其它通风相关参数。2.2 测量参数（1）、各测点的干、湿球温度：可以通过温湿度传感器、毛发湿度计 以及干、湿球温度计等仪器测量。测定数值除了能够反映矿井通风巷道 环境状态外，还用于计算通风巷道的空气密度。（2）、各测点的风速：主要通过现场常用的机械师风表进行测量，其 它测量风速的仪表还有矿用风速传感器、热球式风速计等。测定的数值 除了能够反映矿井通风巷道的风速情况外，还用以计算巷道风量。（ 3）、各测点的静压：主要是指绝对静压（巷道空气的绝对压力） ，可 以通过空盒气压计、绝对压力传感器或者绝对压力传感器配合相对压力 传感器（或压差计）等一起进行测量

6、。测定的数值除了反映通风巷道的 能量损失之外，还用来进行巷道通风阻力的计算。（4）、各测点的巷道断面几何参数，用皮尺、巷道断面几何测定仪等 工具进行测量。所测的数值除了反映通风巷道的断面状况外，还用来进 行计算巷道的风量。（5）、各测段距离，主要用皮尺、测绳或者全站仪等工具进行测量， 主要用来计算矿井通风巷道的摩擦风阻和摩擦阻力系数等。2.3 测量路线矿井通风阻力测定路线的选择，是根据通风流程最大、通风阻力最 大的原则进行确定。结合大众煤矿通风系统的实际情况，该矿通风系 统为中央分列式通风，现有一个进风井筒和一个回风井。依据上述原 则，我们选择了如下通风阻力测定路线：主平硐（平峒口） 一- 1

7、155集中运输巷（车场1） 1155集中运输巷（车场 2） 13201轨道上山一- 103回风上山一- 1155集中回风巷一-总回风巷一-回风井一-风峒口测定路线见图 1：大众煤矿通风阻力测定路线图。在具体实施测定过程中，由于矿井进风平巷为一个平峒（主平峒）进 风，因此在测定过程中，我们选择了主平峒作为测定巷道。2.4 测定组织根据测定内容， 参测人员分别负责指挥、测压、测风、 测断面、 记录、 协调等工作。为了更好的进行现场实际的测定工作，我们在进行井下测定工作之前， 对测量小组人员进行了培训，使每个工作人员明确了工作内容，熟悉了所 用仪器的作用，并且让他们掌握了有关仪器的使用方法，为下井实

8、测做好 了充分的准备工作。2.5 测量仪所用仪器仪表主要有：JYF-1 精密气压计2台风扇式干湿温度计1个机械式风表1 套（高、中、低速各 1 个）秒表2块三、矿井通风阻力有关参数的计算方法1. 井下大气物理参数用通风湿度计测量各测点空气的干、湿温度，用气压计测量各测点静 压，计算空气相对湿度和密度，具体计算方法如下。1.1空气相对湿度的计算(1)干、湿球温度下空气的饱和水蒸汽压为:式中17.27tdPsat 0.6099 EXP() kPa237.3 td17.27twPsat1 0.6099 EXP() kPa237.3 twPsat在温度td下空气的饱和蒸汽压,kPa;(1)P sat1

9、在温度tw下空气的饱和蒸汽压,kPa;td干球温度，C；湿球温度，C。(2)矿井空气的实际水蒸汽压为:F1 Psat1(371.40.24td0.6tw) 0.24 P(td tw)式中 F1干球温度下水蒸汽饱和蒸汽压;P大气压力，kPa;F2 371.40.04td0.4tw式中 F2湿球温度下水蒸汽饱和蒸汽压。(3) 空气相对湿度为:100FF 2Psat1.2空气密度的计算0.3779 Psat/100) kg m33.484 (P 273.15 td式中P大气压力，kPa;空气相对湿度，%;Psat在温度td下空气的饱和蒸汽压，kPa;td干球温度,湿球温度,C。2. 巷道断面参数与风

10、量2.1巷道断面积(1)面积计算公式:半圆拱形状:a(H 0.108a)式中S巷道断面面积,2m;H 巷道全高,m；a巷道宽，m三心拱形状:S a(H 0.073a)梯形形状:式中 S巷道断面面积,2m;(8)(9)a 巷道宽，m;b为巷道顶宽，m。(2)周长计算公式:半圆拱形状：U 2H 1.66a(1或者：三心拱形状：或者：梯形形状：U a或者：式中U巷道周长，m;其余符号意义同上。2.2风量U 3.84 .、s m(11)U2H 1.35a m(12)U 4.1 Sm(13)b H. H2 (ba)2m(14)U4.16. S m(15)采用线路法用风表测量风速，计算通过井巷的风量：v以

11、及测点巷道的断面面积S算出：Q Sv m3 s(16)式中q巷道风量，m/s ；s巷道断面面积，m ；v测点实际平均风速，m/S。3. 通风阻力及自然风压 3.1 通风阻力计算(1)各测段巷道通风阻力计算公式为:hii1K1(PiPi 1)K2(PiPi1)ivi2/2i1vi21/2ii 1g(ZiZi 1)(17)式中hii 1 i， i+1 测段通风阻力， Pa；Pi Pi+1 测点空气绝对静压， Pa；P P+1 分别为读取Pi和Pi+1压力值时，基点校正气压计的相应测值， Pa；Ki K2 分别为井下测量用气压计与基点校正气压计的校正系数；其余符号意义同前。(2) 总阻力计算通风系统

12、总阻力为测定路线各测段通风阻力的累加。3.2 自然风压测算 大众煤矿地处山区，进、回风井井口不在同一个水平，进、回风流有 温差，应考虑矿井自然风压的影响。自然风压是在井下最低标高的巷道以 上，进风与回风两列垂直空气柱的重力压强之差，用公式表示为：hN (Z1 2 1 2 g Z2 3 2 3g .) (Z15 16 15 16g Z16 15 16 15g .)(18)式中Z第i与i+1个测点的高差，m；p第i与i+1个测点的平均空气密度，kg/m3。大众煤矿通风阻力测量路线上的主平峒峒口标高为+1050m,回风井出口标高为+1155m,进回风侧高程为105m。结合测定数据表(表 15)的有关

13、大气条件参数数据，由公式( 18) 计算得到的矿井自然风压为 96.2Pa,计算结果表明，目前矿井自然风压会 对于通风阻力产生一定影响。这是因为进风井口在山沟、回风井口在山上，气候条件变化作用的结果。此外，由于该矿井的煤层埋深比较浅，巷道风 流温度还是会受到地面气象条件的影响，所以，在气候有较大变化的情况 下（如冬季），自然风压对于矿井通风阻力的影响还会增大。4. 风阻及摩擦阻力系数4.1 风阻的计算巷道风阻计算公式为：2 2 8Rii 1 hii 1 /Q N s / m式中 Rii+1 巷道两测点之间风阻， Ns2/m8；hii+1 测定得到的巷道通风阻力， Pa；风量由下式计算：3Q (

14、visi vi 1si 1)/2m /s(19)(20)式中vi,vi+1 巷道两测点位置风速值， m/s；Rsii0Rii 1/ ii 1 N s2 /m8(21)si,si+1 巷道两测点位置断面积， m2。巷道的标准风阻：式中 0为井下空气标准状态的密度， 0 1.2kg/ m3；1 为实测巷道的平均密度， kg/m3巷道的百米风阻计算式为：(22)Rs100 100Rsii 1/LN s2 /m8Ns2/m8式中L测段巷道的长度，m;Rsii+1 巷道的标准风阻，4.2摩擦阻力系数的计算计算公式为：Ri 1S3LUN s2 / m4(23)式中Rj+i巷道风阻，NS7m8;其余符号意义

15、同前。标准巷道摩擦阻力系数计算公式:(24)s 0 N s2/m4ii 1式中a s巷道标准摩擦阻力系数，Ns2/m4;其余符号意义同前。四、 矿井通风阻力测定结果及其检验1. 矿井通风阻力测定计算结果根据第三章所述的测定计算方法，我们通过精心的计算，完成了大 众煤矿通风系统中各类参数的计算，其测定记录及计算结果详见如下各表： 表 1 风机静压记录表；表 2 井巷规格参数记录表；表 3 基点气压计测压记录表；表 4 测点绝对静压及测点标高表；表 5 测点风速、湿度、密度记录表；表 6 井巷通风阻力计算汇总表；表 7 矿井主要巷道摩擦风阻和摩擦阻力系数计算汇总表。时间10 月 11 日静 压(P

16、a)时间10 月 11 日静 压(Pa)时间10 月 11 日静 压(Pa)时间10 月 11 日静 压(Pa)8:0045511:1047114:1046217:204628:1046011:2047014:2046117:304618:2046511:3046514:3046817:404678:3046311:4046214:4046317:504658:4046211:5046314:5045918:004608:5046512:0046015:0046518:104589:0046312:1045915:1046118:204599:1046412:2045615:2046218:3

17、04619:2046212:3046215:3046318:404629:3046112:4046315:4046318:504609:4046312:5046515:5046119:004619:5046013:0046116:0046019:1046510:0046213:1046816:1046519:2045610:1046113:2046216:2046110:2046313:3046316:3046210:3046313:4046516:4046310:4046113:5047016:5046010:5046814:0045617:0046711:0045914:1046117:1

18、0461平均值463 Pa表1风机静压记录表测占八、 序 号巷道名称测点位置断面 形状支护 方式底 宽(m全 高(m)周 长(m面积(吊)测点 间距(m)附注1主平硐峒口半圆拱喷浆2.42.58.715.3821155集中运输巷与12201运输巷交叉口半圆拱喷浆2.42.58.715.3840031155集中运输巷与1050运输巷交叉口1半圆拱喷浆2.42.58.715.3830041155集中运输巷与1050运输巷交叉口2梯形架厢2.628.7855051155集中运输巷与1050运输巷交叉口3半圆拱喷浆2.42.58.715.3852061050运输巷与13201轨道上山交 叉口梯形架厢2

19、.428.784.250713201 轨道上山与103回风上山交叉 口梯形架厢2.428.624.210081155集中回风巷与103回风上山交叉口梯形架厢2.428.624.27591155集中回风巷与201米区回风巷交 叉口梯形架厢2.428.624.230101155集中回风巷与2号石门交叉口半圆拱喷浆2.42.58.185.38260111155集中回风巷与1号石门交叉口半圆拱喷浆2.42.58.185.38400121155集中回风巷与12201回风巷交叉口半圆拱喷浆2.42.58.185.3824513总回风巷与原1155运输巷交叉口半圆拱喷浆2.42.58.185.384214总

20、回风巷与风井交叉口半圆拱喷浆2.42.58.184.543015总回风巷与行人安全出口风交 叉口半圆拱喷浆2.42.58.184.543016总回风巷与风硐交叉口半圆拱喷浆2.42.58.184.5430时间(hh:mm)相对压 力(mmHO)时间(hh:mn)相对压 力(mmHO)时间(hh:mm)相对压力 (mmHO)时间(hh:mn)相对压 力(mmHO)时间(hh:mn)相对压力(mmHO)时间(hh:mm相对压 力(mmHO)9:00010:453.712:30-5.214:15-2316:00-42.917:45-509:050 10:503.512:35-6.314:20-25.

21、616:05-43.617:50-509:100.310:553.912:40-6.514:25-26.216:10-43.517:55-49.89:150.611:002.912:45-714:30-26.816:15-44.818:00-49.79:201.211:052.712:50-7.614:35-27.216:20-45.118:05-49.39:250.811:102.412:55-914:40-28.916:25-45.718:10-49.69:301.411:152.413:00-10.114:45-29.316:30-46.118:15-49.49:351.911:202.

22、513:05-11.414:50-33.316:35-46.318:20-49.29:402.411:251.813:10-11.614:55-3116:40-4718:25-48.99:451.711:302.313:15-12.415:00-31.216:45-47.618:30-48.39:502.711:35213:20-13.515:05-3216:50-48.318:35-47.39:552.6 :11:401.4:13:25-13.815:10-33.716:55-48.218:40-4710:002.511:450.913:30-15.415:15-33.717:00-48.9

23、18:45-46.410:052.511:500.313:35-16.315:20-34.417:05-48.818:50-45.810:102.411:55-0.613:40-16.115:25-34.717:10-48.618:55-45.110:152.512:00-1.6 :13:45-17.315:30-35.917:15-48.919:00-44.810:203.412:05-1.513:50-1815:35-36.917:20-49.219:05-43.510:253.212:10-2.213:55-19.315:40-38.717:25-49.719:10-43.110:302

24、.712:15-2.914:00-20.115:45-39.817:30-49.819:15-42.810:353.512:20-4.214:05-21.115:50-41.117:35-49.819:20-42.610:403.512:25-4.514:10-21.915:55-42.417:40-49.819:25-42.1测 占八、 序 号时间相对差压(mmHC)基点读数(mmH 2O )校正后读 数(mmH 2O )大气 压力(Pa)占八、 标 高(m)第一次第二次第三次平 均-0.925510519:10-0.90-0.750.3-0.820925810529:304.54.44.2

25、4.41.43.090925810539:304.54.44.24.41.43.09019.3.216.0927110549:5818.719.419.627019.3.216.0927110559:5818.719.419.627011:031.92841056031.730.831.842.928.500711:123.524.423.823.2.421.592771110910811:123.524.423.823.2.421.59277115091511:222.92751159321.822.822.122.120.1751011:222.9275115321.822.822.122

26、.120.175111:426.126.326.826.1.425.0928011551045111:426.9280115026.126.326.81.425.05245111:527.627.426.927.3-0.627.992833115535111:527.9283115527.627.426.93-0.627.9354112:121.322.421.921.-2.924.8928011555593112:121.322.421.921.-2.924.8928011556593注：基点气压计压力值919.8hPa，校正值：+4.8hPa ;测点气压计压力值 920.5hPa，校正值：

27、+4.2hPa。测点 序号测定风速（格/分）实际风速（m/s）干、湿温度（C）相对湿度（%密度3(kg/m )第一次第二次第三次平均值干球湿球12382372383.93.97.26.793.71.1421541521492.532.568.37.992.61.1431491501542.522.558.37.992.61.1441551511552.562.5911.88.666.91.1351001021031.691.7811.88.666.91.1361081061091.791.7612.69.770.61.1271121141171.911.8612.49.873.31.13812

28、21161101.931.8812.49.873.31.1391041101051.771.7412.49.670.41.1310100102991.671.6612.49.670.41.13111501531552.542.4112.910.272.81.12121241221252.061.9912.910.272.81.12131501501532.522.3812.210.683.21.13141261301332.162.0812.210.683.21.13151241291292.122.0512.611.386.51.1216101108981.711.6912.611.386.

29、51.12测点序号绝对 压力(Pa)空气 密度(kg/m)道断面(卅)风速(m/s)道 标咼(m静压差(Pa)速压差(Pa)位压差(Pa)阻力(Pa)距离(m1925521.145.383.91050-370.0553.6316.44002925891.145.38310502925891.145.3831050-128-0.09145.6717.53003927171.135.382.5910503927171.135.382.59105069-0.21-59.609.1504927711.13 :51.8610504927711.1351.861050130.28-8.864.852059

30、27571.135.381.7410505927571.135.381.661050-48-1.6960.7811.4506928051.12 :4.22.4110506928051.124.21.991050-28-0.9945.5316.11007928331.134.22.3811107928331.134.22.081110310.1012.6443.4758928031.124.22.0511558928031.124.21.691155129-0.40 -115.2513.4309928031.124.22.0511559928031.124.21.691155310.1012.6

31、443.426010928031.125.382.05115510928031.12 :5.381.691155310.1012.6443.440011928031.125.382.05115511928031.125.381.691155310.1012.6443.424512928031.125.382.05115512928031.125.382.051155310.1012.6443.44213928031.125.381.69115513928031.125.382.051155310.1012.6443.43014928031.125.381.69115514928031.125.

32、382.051155310.1012.6443.43015928031.125.381.69115515928031.125.382.051155310.1012.6443.43016928031.125.381.691155测段巷道名称断面 形状支护方式巷道 长度（m）断面（mi）周 长（m）阻力(Pa)风量(m3/s)摩擦 风阻R*100002 8(Ns /m)百米风阻R*10000(Ns2/m8 )摩擦系数a*10000(Ns7m)1-21155集中运输巷半圆拱喷 浆4005.386.2451816040.371.672-31155集中运输巷半圆 拱喷 浆3005.386.2401512

33、040.371.673-41155集中运输巷梯形架 厢50577.2122551.374.824-51155集中运输巷半圆 拱喷 浆5205.386.255923040.371.675-61050运输巷梯形架 厢5057892551.374.826-713201轨道上山梯形架 厢1004.271755151.3074.827-81155集中回风巷梯形架 厢755.386.21262651.374.828-91155集中回风巷半圆拱喷 浆305.386.2591240.371.679-101155集中回风巷半圆 拱喷 浆2605.386.2411010040.371.6710-111155集中回

34、风巷半圆 拱喷 浆4005.386.25018160.440.371.6711-121155集中回风巷半圆 拱喷 浆2455.386.2401910040.371.6712-13总回风巷半圆拱喷浆425.386.26201740.371.6713-14总回风巷半圆拱喷 浆305.386.25201240.371.6714-15总回风巷半圆拱喷 浆305.386.25211240.371.6715-16总回风巷半圆拱喷 浆305.386.25211240.371.67合计5002. 测定精度检验由于仪表精度、参数测量技巧和其它因素的影响，测定时总会产生各种误差。检验方法有风量检验法和阻力检验法，

35、此处采用阻力检验法进行主干线的阻力测定精度检验，检验公式为:其中山|ht100%5%hths2cvc2hN(25)(26)式中ht矿井通风总阻力，Pa;hs 通风机风流入口处测点的静压，Pa;hN 矿井自然风压，Pa;Ehr 主干测线各测段阻力之和，Pa；c 通风机风流入口处测点断面的空气密度，kg/m3 ；Vc 通风机风流入口处测点断面的平均风速，m/s进行全矿阻力测定的过程中，同时记录了矿井主要通风机入风口相对静压hs,平均值为463Pa,以及其它与通风机装置静压相关的参数，见表&表8大众煤矿通风阻力测定时主要通风机装置通风参数表风机相对静压(Pa)风峒静压断面 积(m2)风机风量(m3/

36、s)空气密度(kg/m3)4635.38211.07矿井通风总阻力为:ht = 463 T.07 * 9.272 / 2 + 96.2= 511.2 Pa由于安全方面原因， 在实际测量过程中没有对风硐的通风阻力进行实际测定， 这 里根据风硐几何参数进行了估算，风硐的断面积4.54m2,其周长8.18m,长度42米m,巷道砌碹支护，则其风阻约为 0.0049NS7m8，在结合表8中的风机风量，计算出 风硐的通风阻力为 7.938Pa。因此,大众煤矿矿井通风巷道实际测定的通风总阻力应为522+5.6=527.6（Pa）。其中522Pa）为表6 （表7）中井下巷道通风阻力合计值。现将大众煤矿实际测定

37、的通风总阻力值代入（25）式来计算测量误差n,即：n =（| 511.2-527.6 |） / 511.2 * 100% =3.2%可见，测量误差在允许范围之内（V 5%）,满足通风阻力测定精度的要求。根据我们分析，能够造成这一阻力测定误差的部分原因主要有以下几点：1、巷道面积测量的误差直接影响风量计算的准确程度；2、局部地点风流不稳定；3、测点标高数据的误差；4、测量方法本身系统误差；5、测定仪器、仪表的误差。五、矿井通风阻力测定结果分析1.通风阻力分布矿井通风系统中风路可分为进风段、 用风段和回风段。我们所测定的大众煤矿通风路线上通风阻力分布情况（百分比）详见表 9。表9大众煤矿通风阻力分

38、布表进风段用风段回风段阻力值（Pa）147.6250130比例（%）28.747.523.7一般合理的矿井的进风段、用风段和回风段阻力分配比例应为3:3:4,而大众煤矿实际矿井通风路线阻力分配比近似为3:4:3。可以看出，目前该矿矿井通风阻力主要集中在用风段，原因是用风路线长且部分断面较小而通风量相对较大，也增加了矿井通风阻力。2.摩擦阻力系数本次测量计算得到了大众煤矿部分巷道摩擦阻力系数，大部分属于正常值范围。引起异常值的主要原因是测定时读数误差、 一些巷道内有堆积物、巷道长度取值与实 际长度值的偏差等因素造成的结果。3. 矿井等积孔矿井等积孔的计算公式为:式中 A等积孔，m2;Q风量，m3/s;H 巷道阻力，Pa。大众煤矿矿井等积孔的计算参数和计算结果见表10。表10大众煤矿矿井等积孔计算结果表通风阻力（Pa）巷道风量（m3/s）等积孔（m2）527.6211.08可见，大众煤矿矿井等积孔大于1,表明目前该矿井通风处在容易时期