(完整版)陶二礦通風阻力測定方案.doc

1、通風阻力測定方案通風阻力測定內容按 MT/T440-2008 礦井通風阻力測定方法進行測定。測定內容：主要測定以下五項數據。礦井總進風：m3/min礦井總回風：m3/min礦井通風總阻力：Pa礦井自然風壓：Pa礦井等積孔：目錄1 概述11.1 測定的意義及目的11.2 測定的技術依據11.3 測試內容11.4 測定方法12 通風阻力測定的方案32.1 礦井概況32.2 測定原理32.3 測定時間43 通風阻力測定的準備工作43.1 資料的準備43.2 確定測點和選擇路線53.3 記錄表格103.4 儀器及儀表103.5 人員安排103.6 測量方法113.7 測量操作程序114 數據處理134

2、.1 巷道幾何參數的測定134.2 井巷內風量的計算134.3 巷道內空氣密度的計算154.4 巷道斷面速壓的測定154.5 巷道通風阻力的計算154.6 測量路線阻力計算164.7 兩點間風阻計算164.8 計算井巷摩擦阻力系數164.9 計算巷道百米風阻165 原始數據及測算結果175.1 測定原始數據錯誤 ! 未定義書簽。5.2 測算結果匯總175.3 自然風壓的測算結果錯誤 ! 未定義書簽。1 概述1.1 測定的意義及目的礦井通風阻力測定是礦山通風與安全技術管理工作的重要內容之一，是獲取實際井巷風阻和礦井阻力分布的唯一手段，是進行礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化和改造的基礎工作。煤礦安全規(guī)程（ 201

3、2版）第 119條規(guī)定：新井投產前應進行1次礦井通風阻力測定，以后每3年至少進行 1次；在礦井轉入新水平或改變一翼通風系統(tǒng)后，都必須重新進行礦井通風阻力測定。通過阻力測定不僅可以了解礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀（阻力分布狀況、通風功耗情況和風機運行工況等），實現(xiàn)礦井通風的科學管理，而且為礦井通風系統(tǒng)調整、優(yōu)化以及各項安全技術措施的制定與實施提供了可靠的技術基礎資料。為了滿足陶二煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化和改造的需要，掌握通風系統(tǒng)的阻力分布和井巷通風參數，科學、安全、經濟地進行礦井通風管理，以保證礦井安全，陶二煤礦預計2015年 07月初對井下通風路線用氣壓計法進行阻力測定。以便從中獲取了大量可靠、較詳實的原始測量數

4、據，為礦井通風系統(tǒng)分析與管理、優(yōu)化和改造奠定良好的技術基礎。1.2 測定的技術依據MT/T440-2008 礦井通風阻力測定方法煤礦安全規(guī)程（2012 版）第 119 條規(guī)定：新井投產前必須進行1 次通風阻力測定，以后每 3 年至少測定一次，礦井轉入新水平生產或改變一翼通風系統(tǒng)后，必須重新進行礦井通風阻力測定。1.3 測試內容1）測試地面基點的大氣壓力變化（每隔五分鐘記錄一次），井下沿測定線路上測點的絕對靜壓、點風速、干濕球溫度、與測點相連的各分支巷道斷面的風速、幾何尺寸。2）計算礦井通風系統(tǒng)各條巷道分支的風量大小和阻力大小。3）分析礦井通風系統(tǒng)阻力分布狀況及其所存在的問題。4）評價所測礦井的

5、通風系統(tǒng)現(xiàn)狀和通風難易程度。1.4 測定方法本次測定采用氣壓計基點測定法?；c法是將一臺氣壓計放在井上或井下某基點處，1每隔一定時間測取氣壓讀數并記錄測定時間以監(jiān)測地面大氣壓力的變化，進而對井下測定的氣壓數據進行校正；另一臺氣壓計沿事先選好的路線逐點測定氣壓值并記錄測定時間。采用基點法測定時兩測點間的通風阻力計算公式為：h12K1 PR1 PR2K 2 Pc1Pc 2(1V122V22112 ) g( Z1Z2 )2)(22式中：K 1， K2 分別為兩臺測定氣壓計的校正系數；Pc1， Pc2 分別為基點校正氣壓計在測定氣壓計讀數PR1、PR2 測值時的讀數， Pa；PR1，PR2 分別為測量

6、氣壓計在上風測點和下風測點的讀數，mmH2O；1，2 分別為測段前、后測點的空氣密度，kg/m3；V 1， V2 分別為測段前、后測點的風速， m/s； g 重力加速度， m/s2；Z1，Z2 分別為測段前、后測點的標高，m?；c法測定時，兩臺氣壓計獨立作業(yè)互不干擾，測定速度快。22 通風阻力測定方案2.1 礦井概況陶二煤礦井田位于河北省邯鄲市西北部，距邯鄲市15 公里，行政區(qū)劃屬河北省邯鄲縣康莊鄉(xiāng)管轄。地理坐標為東經114o1922，北緯 36 o3942，占地面積約 39.5265km2，東邊為未開采區(qū)，西邊與陶一礦相鄰，南邊與陶一礦和亨健礦相鄰，北邊與永年縣焦窯礦相鄰。陶二礦于 1975

7、 年建井， 1982 年開始投產，礦井設計能力為90 萬 t/a。通過對主要生產系統(tǒng)的技術改造和采掘機械化水平的提高，2014 年核定礦井生產能力為120 萬 t/a。根據石家莊煤炭設計院編寫的陶二煤礦擴大區(qū)補勘資料，在礦井-711m 井底車場水平1#煤層瓦斯含量為10.195m3 /t ， 2#煤層瓦斯含量為13.102m3/t ； 1#煤層原始瓦斯壓力為1.86MPa，2#煤層原始瓦斯壓力為1.51MPa，屬于煤與瓦斯突出礦井。經河北煤田地質研究所鑒定，礦井1# 、2#煤層的自燃傾向等級均為類不易自燃，煤塵均不具爆炸性，投產以來未發(fā)生過煤塵爆炸和煤層自燃事故。本井田煤系地層賦存可采和局部可

8、采煤層共6 層，其中可采和大部可采煤層為1#、2#、9#煤層， 4#、6#、8# 煤層為局部可采煤層，其余煤層為不可采煤層。現(xiàn)開采1#、2#兩個煤層，礦井開拓方式副立井與暗斜井混合開拓。該礦具有30 多年開采歷史，礦井通風方式為中央邊界混合式，通風方法為機械抽出式。目前礦井共有5 個立井井筒，分別為主井、新副井、東副井、中央風井和北風井，其中主井、新副井、東副井為進風井，主井擔負煤炭提升，新副井和東副井負責提矸、運料和進人，中央風井、北風井為回風井。2.2 測定原理礦井通風阻力測定的常用方法有壓差計法 和氣壓計法 兩種。本方案采用 壓差計法 測量礦井通風阻力，壓差計測量方法在鋪設膠皮管的工作量

9、大，費時較多，但在測定過程中無需測點標高，測量精度高，數據整理也較簡單。根據礦井巷道的類型，支護形式，斷面大小，選取阻力測定段巷道，將測定段的阻力轉化為類型、支護形式、斷面大小相同的巷道的百米風阻，并以此對標準風阻及阻力系數進行標定。氣壓計法則不需要鋪設膠管和靜壓管，省時省力，操作簡便，但這種測量需要測點的準確標高。故在無法收放膠皮管的巷道、井筒、阻力比較大的巷道、構筑物等測段中采用氣壓計法作為補充，以更好的獲得全礦井通風參數。3壓差計法測定法基本原理為： 用傾斜壓差計測出測段前后兩測點間的靜壓差和位壓差，用精密氣壓計測量出測段前后兩測點的絕對靜壓，同時測量測段內巷道風速、斷面、干濕溫度等參數

10、，從而計算出兩測點間的通風阻力。用下式計算兩測點間的壓差hij ：hijkLg式中：hi j 兩測點間壓力差， Pa；k 傾斜壓差計系數；L 傾斜壓差計讀數， mm；g 重力加速度， m/s2。兩測點間摩擦阻力和局部阻力均按下式計算：h rijhi jhvihvjhrij 兩測點間的通風阻力，Pa；hvi 測點 i 的動壓值， Pa；hvj 測點 j 的動壓值， Pa。2.3 測定時間預計從方案制定、系統(tǒng)普查、參數測試等工作，最后分析處理了大量數據得出礦井通風阻力報告，大概需要5 天。3 通風阻力測定準備工作礦井通風阻力測定是一項細致的技術工作，首先，通風區(qū)必須認真組織參測人員的培訓，其次，做

11、好所用儀器儀表的檢修校正和有關圖表資料的準備，詳細了解井下巷道的狀況、通風設施和通風情況等。3.1 資料的準備為做好礦井通風資料測定工作，測前要收集礦井開拓開采工程平面圖、通風系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖以及地質測量標高圖，收集井下通風設備、設施的安裝布置情況，生產作業(yè)輪班情況，礦井瓦斯涌出情況，以及通風報表、主要通風機運轉、井下漏風、井巷規(guī)格尺寸、礦井自然通風等資料。根據有關圖紙和巷道布置繪出礦井風網圖，風網圖既要反映礦井的實際情況同時又允許進行適當的簡化。因此要詳細了解井下巷道的實際分合情況、風量大小、通風設備和通風構筑物的位置以及其它生產設備的安裝使用情況。風網圖既是通4風阻力測定的藍圖，也是上機

12、解算的依據，需要認真做好節(jié)點的合并和取舍，節(jié)點編號應與原圖一致，要求風網圖中的節(jié)點既能在通風系統(tǒng)圖中找到，也能在井下準確定位。對較復雜的風網應考慮繪制風網圖和選擇阻力測定路線與測定點同步進行。3.2 確定測點和選擇路線1.測點的命名規(guī)則在阻力測定過程中，為了方便對測定數據的查詢、辨別和數據處理，對眾多測點采用統(tǒng)一的命名規(guī)則，測點標識以阿拉伯數字加“ ”的形式表示，具體如下表示：單獨出現(xiàn)的數字表示用精密氣壓計測量絕對靜壓的測點，如15、 16、112、 113 等；15-1， 112-2表示風速斷面測點，其中15、 16、 112 表示巷道兩端的氣壓計測點，“ -1”表示風流從 15 流向 16

13、 測風速斷面的點靠近 15，“ -2” 表示風流從 112 流向 113 測風速斷面的點靠近 113。2.測點布置選擇測點的條件是由這些測點構成的風網應能反映礦井巷道系統(tǒng)的實際狀況，兩測點之間不易太近，否則難以準確測定兩測點之間的阻力。井下測點要做出明顯的編號標記。為了取得可靠的測定數據，在測定路線的風流分岔點之前或后及局部阻力大的地點前后均布置了測點，測點的位置選擇在巷道支護完好、斷面規(guī)整、前后無雜物、風流穩(wěn)定的斷面內。3.測定路線根據陶二煤礦的具體情況，經過分析確定出如下三條主要路線：巷道名稱通風路線說明： 始節(jié)點末節(jié)點（1）經 12430 工作面主要路線：東副井井筒東副井底（北巷）北大巷

14、12430 泄水巷坡底12430 泄水巷1234512430 下巷12430 工作面12430 上巷12430 上巷回風聯(lián)絡巷6789四采回風巷首采輔助回風平巷新南總回風巷101112中央風井井筒13145（2）經四采煤柱工作面主要路線：東副井井筒東副井底（南巷）首采軌道2214 車場1234首采輔助皮帶平巷四采大煤皮帶巷煤柱皮帶巷煤柱工作面5678煤柱軌道巷11421 下回風聯(lián)巷四采回風巷首采輔助回風平巷9101112新南總回風巷中央風井井筒131415（3）經 22202 外工作面主要路線：主井井筒井底車場井底車場（南巷）井底車場（北巷）井底車場（北巷）12345北翼運輸大巷北翼運輸大巷北

15、翼運輸大巷北翼運輸大巷北二強皮帶聯(lián)巷678910北二強皮帶聯(lián)巷北二采軌道中部車場上口北二采軌道中部車場下口111213-450 車場北二采軌道下山北二采軌道下山202 下車場1415161722202 下巷22202 外工作面22202 上巷北二采回風暗斜井18192021北二采回風暗斜井北風井底北風井筒22232425673.3 記錄表格通風阻力測定的數據量大，井下巷道情況復雜，為完整、準確地記錄各類測定數據合有關情況，應準備以下記錄表格：（1）氣壓計法測試記錄整理表；（2）巷道斷面與風量測試記錄表；（3）大氣物理參數記錄表。3.4 儀器及儀表根據確定的方案，本次測定井下分為3 組。為此，需

16、要準備的主要儀器儀表列表如下：表 3-2 測試儀器儀表名稱、型號序名稱單數型號量程范圍用途號位量1精密氣壓臺3JFY-2絕對壓力： 800 1200hPa測絕對壓力計相對壓差： 400mmH 2O2通風干濕臺3DHM2溫度： -35 +50 ，濕度： 10% 100%RH測干濕溫度表微速風表臺3DFA-III0.3 5.0m/s，起動風速 0.2m/s測風3中速風表臺3DFA-II0.5 10.0m/s，起動風速 0.4m/s測風葉輪： 0.8 25.0m/s，起動風速 0.6m/s；高速風表臺3DFA-IV測風杯式： 1.0 25.0m/s，起動風速 0.8m/s；4秒表塊3503/054延

17、續(xù)走時： 6h；最小刻度： 0.1s測風5鋼卷尺個315m0.0 10.0m，最小刻度 1.0mm測量幾何尺寸3.5 人員安排為搞好測阻工作，測前通風區(qū)應對參測人員進行培訓，使參測人員了解通風阻力測定的目的、意義，測定方法與儀器的操作使用以及測定注意事項，充分發(fā)揮參測人員的主動性，同時要對參測人員提出明確要求、下達任務，以便有組織、有計劃、有秩序地，高質、高效完成測定工作。通常，參測人員可劃分3個小組，各組之間要明確分工、密切合作。具體如下：（1）基點組基點儀器能夠顯示氣壓數據，工作人員要每隔一定時間記錄基點氣壓值；（2）井下測壓組負責測定氣壓、溫濕度、測點風速并量取測點頂、底及垂高，氣壓計需

18、指定專人讀數及攜帶；10（3）測風組主要負責測點附近相關巷道的風速和斷面測量并做臨時記錄。每組需要委派一名指揮、調度全測組人員活動的負責人，并負責領路和找測點，專職記錄全部測量數據、繪制測點附近相關巷道的布置，各巷道的風向，測風點的位置與編號以及其他需要記錄和注明的內容。3.6 測量方法在礦井通風阻力測定過程中，因多種干擾因素的影響，使測定值存在一定誤差，如果測定方法選擇得當，可以在滿足精度的情況下提高測定速度，并能給測定工作帶來方便。常用的幾種測定方法如下：（1）壓差計法在巷道的前后兩測點各設置一個皮托管，用膠管把前后兩測點連接起來，用壓差計測量前后兩測點的壓差，用風速表測量各測點的風速，通

19、過計算可得出該段巷道的阻力。該方法的測定精度高，但在現(xiàn)場鋪設、收放膠管費時費力，工作量大適用于井下局部區(qū)域阻力測定。（2）基點法將通風多參數檢測儀置于地面井口附近作為基點氣壓計，用來監(jiān)視地表氣壓的變化情況，基點檢測儀每隔 5 分鐘進行大氣相對壓力變化情況的測定和記錄；另將便攜式多參數測定器攜至井下，沿預先選定的測定路線按測點依次進行測定。井下測定器在各測點進行礦井各項相關數據的采集，通過修正地面氣壓變化對井下測點測定器讀數的影響，保證測定結果的可靠性。在各測點測定風流壓力的同時，測量同一測點的風速、斷面尺寸、氣象參數等數據，并做好記錄。如此依次測完全部的測點，待井下測定器回到井口時再重新校對儀

20、器讀數，以檢查儀器的誤差。這種方法的優(yōu)點是測定方便，省時省力，數據處理工作簡單，適合于全礦性的大規(guī)模測量，缺點是誤差較大。其測定結果能夠滿足一般性要求。要掌握全礦井的通風阻力分布情況，須對全礦井各個采區(qū)的通風阻力進行測定，同時，由于測定路線長，測量范圍大，所以本次通風阻力測定選用了基點法進行測定。3.7 測量操作程序測定順序可以從進風到回風，也可以從回風到進風逐段進行。在平巷和傾斜巷道測量時，測量的具體操作程序是：11（1）壓差測量用氣壓計測量出巷道風流前后兩測點的靜壓差，填入表中；（2）風速測量用風表測量風速，需測量三次，計算其平均值作為該測點的風速值，填入表中；（3）大氣物理參數測量用精密

21、氣壓計測量大氣壓力，用通風干濕球溫度計測量空氣的干球溫度和濕球溫度，并填入表中；（4）巷道斷面測量按測風點的巷道斷面形狀，用皮尺進行測量，并填入表中；（5）測點間距測量用皮尺量取兩測點間的距離，并填入表中。124 數據處理在獲取所有測點的原始測量數據后，首先應對氣壓計、礦井通風參數檢測儀、風表、干濕溫度計的讀值進行校正，然后才能利用計算機進行數據處理與結果匯總，各主要參數的計算方法和公式分述如下：4.1 巷道幾何參數的測定阻力測定中風量的誤差除因附近巷道風門開啟等偶然因素影響外，斷面測量不準是其主要原因。對巷道斷面和周界采用下面公式計算： 三心拱巷道斷面積： SB( H0.0867 B)周長：

22、 U3.85S 半圓拱巷道斷面積： SB( H0.1073B)周長： U3.90S 梯形巷道斷面積： SBH周長： U4.16S 矩形巷道斷面積： SBH周長： U2 (HB) 圓形巷道斷面積： SR 2周長： U2R式中： S巷道斷面面積， m2；B 巷道寬度或腰線間寬度， m；H 巷道高， m。以上有關參數均通過實測獲取，而巷道各分支長度由地測部門提供。對于錨噴支護巷道的斷面其測量的準確度與施工質量有極大的關系，尤其是裸巷斷面更難測準。4.2 井巷內風量的計算（1）兩測點之間巷道通過的風量按如下原則確定： 兩測點之間沒有分支巷道如圖（a）所示，則巷道通過的風量可取兩測點風量的平13均值，即

23、：Q = ( Qi+Qi+1)/2式中： i 測點號。?ii +1(a) 若測點之間有一條分支巷道，測段巷道的風量取代表該段巷道風量的測點風量。如在巷道風流的分、匯點之前設置測點，如圖（ b）所示，則該巷道的風量可取后一測點的風量，即：Q = Qi+1?ii+1(b) 若在巷道風流的分、匯點之后設置測點，如圖（ c）所示，則測段巷道的風量可取前一測點的風量，即：Q = Qi?ii +1(c)（2）井巷內風量、風速按以下公式計算：QL = SLVLS0.4（4-1）VL =(aX +b)S式中： QL井巷內通過的風量， m3/min ；SL(S)井巷斷面面積， m2；VL 井巷內平均風速， m/

24、min ；X表風速， m/min ；a、b風表校正系數。144.3 巷道內空氣密度的計算濕空氣密度用下列公式計算：0.00348(Pi0.379 i Pb )i =（4-2）273.15t d式中： i測點 i 處濕空氣密度 (i 0)， kg/m3；Pi 測點 i 處空氣的絕對靜壓 (大氣壓力 )，Pa；td 測點 i 處空氣的干溫度，；i測點 i 處空氣的相對濕度，；Pb 測點 i 處 td 空氣溫度下的飽和水蒸氣壓力，Pa。4.4 巷道斷面速壓的測定井巷斷面的速壓有其空氣密度和平均風速確定，即：hv =( i VL2)/2（4-3）式中： hv 巷道斷面的速壓， Pa；i巷道斷面的空氣密度，kg/m3 ；VL 巷道斷