王家?guī)X煤礦通風(fēng)阻力測定實施方案

1、王家?guī)X煤礦通風(fēng)阻力測定實施方案一、礦井通風(fēng)阻力測定內(nèi)容及測定方案1. 測試目的（1）測定王家?guī)X煤礦的風(fēng)阻，阻力等相關(guān)參數(shù)；（2）通過測定通風(fēng)阻力的測定，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化分析提供參考資料。2. 測試方法根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，采用氣壓計逐點測量法。為提高測量準確性，全礦井所定全部 測點標高由地測部門提供準確數(shù)據(jù)，同時為了消除地面氣壓波動，井下風(fēng)門關(guān)閉和機車 行駛等原因?qū)Ω鳒y壓點通風(fēng)壓力的影響，在井下設(shè)立了基點氣壓觀測站，用基點觀測到 的氣壓波動值校正各測點由上述因素引起的氣壓變化值。測量中，為避免儀器不可預(yù)料的故障誤差，測壓組使用雙臺儀器同時讀數(shù)，且每臺儀器的讀數(shù)值取2個，每個讀數(shù)的間 隔時間不少于

2、30s，然后取其算術(shù)平均值作為測點氣壓值。主扇靜壓用同一臺儀器進行 測量，以消除不同類儀器之間和風(fēng)機房測壓儀安裝不正確等因素所產(chǎn)生的誤差。測量之 前對各儀器進行了互相校正，以消除各儀器之間的儀器誤差。3. 測試路線3.1測定路線的確定選擇測定路線的一般原則是：根據(jù)測定的具體目的要求，結(jié)合礦井的生產(chǎn)布局和通 風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，選擇二條（或幾條）風(fēng)流路線長、風(fēng)量大，且包含采區(qū)或工作面，能反映礦 井通風(fēng)系統(tǒng)特征的路線做為主要測定路線，其他做為輔助測定路線。選取一下測定路線：第一條：碟子溝進風(fēng)斜井變電所井底車場2號煤中央輔助運輸大巷20104工作面帶式輸送機巷一 20104工作面20104工作面回風(fēng)巷2號煤

3、中央回風(fēng)大巷碟子 溝回風(fēng)斜井；第二條：副平硐回風(fēng)繞道南側(cè)回風(fēng)繞道檢修硐室 2號煤中央帶式輸送機大 巷20105工作面帶式輸送機巷20105工作面20105工作面回風(fēng)巷2號煤中央回風(fēng) 大巷碟子溝回風(fēng)斜井；第三條:副平硐主副檢修巷中央水倉主副平硐回風(fēng)斜巷2號煤中央回風(fēng)大巷碟子溝回風(fēng)斜井；3.2測點布置測定路線選定之后，即可按照通風(fēng)阻力測定的要求，結(jié)合本礦巷道布置的具體條件， 在通風(fēng)系統(tǒng)圖上初步確定測點的位置和數(shù)量，并沿測定路線將測點依次編號。在確定測 點布置位置時一般考慮下述原則：每條測定路線的測定布置位置應(yīng)能控制主要井巷和工 作面的阻力分布情況。一般在風(fēng)流分、匯點之前和局部阻力大的地點前后以及在

4、需要控 制的典型巷道的首末均應(yīng)設(shè)置測點。在井下實測過程中，可根據(jù)井巷的具體條件，將測 點盡量地布置在巷道平直，支護良好、斷面規(guī)則、前后無雜物、風(fēng)流穩(wěn)定、且易于確定 標高的地點，實際測定時根據(jù)實際情況對個別測點可進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和增減少數(shù)的測 點。3.3人員組織與分工為使測定工作能夠順利地進行，測前對參與測定的人員進行了認真的組織與安排， 做到分工明確，各盡其責(zé)，協(xié)調(diào)配合，統(tǒng)一指揮。人員組織如下：（1）地面氣壓計計數(shù)1人，每隔5分鐘記錄基點氣壓值。（2）井下測壓1人，負責(zé)測定各測點風(fēng)流的絕對壓力和相對壓力。（3）井下測風(fēng)1人，負責(zé)測定各測點的風(fēng)速，以及測量各測點巷道的斷面尺寸。（4）井下測干、濕溫

5、度1人。（5）記錄1人，負責(zé)記錄各測點的全面測定數(shù)據(jù)。負責(zé)記錄的人員除按時記錄各測點參數(shù)外， 還應(yīng)注意合理的確定氣壓計的放置位置 及測點個數(shù)的增減，使儀器盡可能接近標高點處。同時還應(yīng)在通風(fēng)系統(tǒng)示意圖上或記錄 表的測點位置欄中記清測點的詳細位置。測定前準備好測定路線示意圖和記錄表格。3.4測定使用的儀器表1-1測試儀器儀表名稱、型號及生產(chǎn)廠家儀表或用具名稱型號數(shù)量生產(chǎn)廠家備注數(shù)字氣壓計JFY-12太原航空儀表有限公司長桿 2 根，1.8-2.0m 長；自由夾與記錄筆 2套；油漆與毛筆等零星用品；高、中、微速風(fēng)表DFA-H3鞍山光學(xué)儀表有限公司機械通風(fēng)干濕表DHM21天津氣象儀表廠10m皮尺2秒表

6、1二、礦井通風(fēng)阻力有關(guān)參數(shù)的計算方法1. 井下大氣物理參數(shù)用通風(fēng)濕度計測量各測點空氣的干、濕溫度，用氣壓計測量各測點靜壓，計算 空氣相對濕度和密度，具體計算方法如下。1.1空氣相對濕度的計算（1）干、濕球溫度下空氣的飽和水蒸汽壓為：Psat =0.6099EXP()237.3+td17 27twPsat1 =0.6099EXP()237.3+ twkPakPa(1)式中Psat在溫度td下空氣的飽和蒸汽壓，kPa；Psati在溫度tw下空氣的飽和蒸汽壓，kPa；td干球溫度，C；tw 濕球溫度，C。(2)礦井空氣的實際水蒸汽壓為：F1 二 Psat1(371.4 0.24td 0.6tw) 0

7、.24P(td tw)(3)式中F1 干球溫度下水蒸汽飽和蒸汽壓；P大氣壓力，kPa；F2 =371.4 0.04td -0.4tw(4)式中F2濕球溫度下水蒸汽飽和蒸汽壓。(3) 空氣相對濕度為：= 100 巴(5)F2Psat1.2空氣密度的計算P 3 484t 3(P-0.3779 Psat/100) kg m273.15 td式中P大氣壓力，kPa；©氣相對濕度，%；Psat在溫度td下空氣的飽和蒸汽壓，kPa；td干球溫度，C；tw濕球溫度，C。2. 巷道斷面參數(shù)與風(fēng)量2.1巷道斷面積(1)面積計算公式:半圓拱形狀：S=a(H -0.108a) m2(7)式中s巷道斷面面積

8、，m；H 巷道全高，m；a 巷道寬，m。三心拱形狀：S = a(H 一 0.073a)2 m(8)梯形形狀：a b H m22(9)式中S巷道斷面面積，m；a巷道寬，m ；b為巷道頂寬，m。(2)周長計算公式：半圓拱形狀：U =2H 1.66am(10)或者：U =3.84. Sm(11)三心拱形狀：U =2H 1.35am(12)或者：U =4.1. Sm(13)梯形形狀：U=abHH2(b-、2a)m(14)或者：U =4.16._Sm(15)式中 U巷道周長，m；其余符號意義同上。2.2風(fēng)量采用線路法用風(fēng)表測量風(fēng)速，計算通過井巷的風(fēng)量：v以及測點巷道的斷面面積 S算出：Q 二 Sv m

9、s(16)式中q巷道風(fēng)量，m/s ；2S巷道斷面面積，m;v測點實際平均風(fēng)速，m/S。3. 通風(fēng)阻力及自然風(fēng)壓3.1 通風(fēng)阻力計算(1)各測段巷道通風(fēng)阻力計算公式為：PPPhz 十=心(只R+)K2(RRd+ m2/2 禰和/2 十 +g( Z： Z內(nèi))(17)式中h出一一i, i+1測段通風(fēng)阻力，Pa；Pi Pi+i 測點空氣絕對靜壓，Pa；P' p'i 分別為讀取Pi和Pi+i壓力值時，基點校正氣壓計的相應(yīng)測值，Pa；Ki K2分別為井下測量用氣壓計與基點校正氣壓計的校正系數(shù)；其余符號意義同前。（2）總阻力計算通風(fēng)系統(tǒng)總阻力為測定路線各測段通風(fēng)阻力的累加。3.2自然風(fēng)壓測算

10、某煤礦地處山區(qū)，進、回風(fēng)井井口不在同一個水平，進、回風(fēng)流有溫差，應(yīng)考慮礦 井自然風(fēng)壓的影響。自然風(fēng)壓是在井下最低標高的巷道以上，進風(fēng)與回風(fēng)兩列垂直空氣 柱的重力壓強之差，用公式表示為：PPPPhN=（Z1_21_2g' Z2J32J3g）-（ Z1 56156g*Z16516 J5g.（18）式中Z第i與i+1個測點的高差，m；p 第i與i+1個測點的平均空氣密度，kg/m3。某煤礦通風(fēng)阻力測量路線上的主（副）平峒峒口標高為 +937.5m,回風(fēng)井出口標高 為+1095.0m，井下最低點在三盤區(qū)1#回風(fēng)巷（46#測點），標高+882.0m。進風(fēng)側(cè)高程分 為55.5m，回風(fēng)側(cè)高程也為21

11、3.0m。結(jié)合測定數(shù)據(jù)表（表15）的有關(guān)大氣條件參數(shù)數(shù)據(jù)，由公式（18）計算得到的礦 井自然風(fēng)壓為96.2Pa,計算結(jié)果表明，目前礦井自然風(fēng)壓會對于通風(fēng)阻力產(chǎn)生一定影響。 這是因為進風(fēng)井口在山溝、回風(fēng)井口在山上，氣候條件變化作用的結(jié)果。此外，由于該 礦井的煤層埋深比較淺，巷道風(fēng)流溫度還是會受到地面氣象條件的影響，所以，在氣候 有較大變化的情況下（如冬季），自然風(fēng)壓對于礦井通風(fēng)阻力的影響還會增大。4. 風(fēng)阻及摩擦阻力系數(shù)4.1風(fēng)阻的計算巷道風(fēng)阻計算公式為：1 十1/Q2 N s2/m8（19）式中Rii+1巷道兩測點之間風(fēng)阻，Ns2/m8;hii+i 測定得到的巷道通風(fēng)阻力，Pa；風(fēng)量由下式計算

12、：3Q = (Vis,v, dS| 1) /2 m / s式中Vi,vi+i巷道兩測點位置風(fēng)速值，m/s；Si,Si+1巷道兩測點位置斷面積，m2。巷道的標準風(fēng)阻：(21)2 8Rsii 10Rii 1 / ii 1N S / m式中訂為井下空氣標準狀態(tài)的密度，0 = 1.2kg/m3 ；匚i 1 為實測巷道的平均密度，kg/m3。巷道的百米風(fēng)阻計算式為：2 8Rsioo =100只汩 i/LN s /m(22)式中L測段巷道的長度，m；Rsii+1巷道的標準風(fēng)阻，Ns2/m8。4.2摩擦阻力系數(shù)的計算計算公式為：LUN s2 /m4(23)式中Rii+1巷道風(fēng)阻，Ns2/m8;其余符號意義同

13、前。標準巷道摩擦阻力系數(shù)計算公式:Pi i 1N s2 /m4式中a s 巷道標準摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4;其余符號意義同前三、礦井通風(fēng)阻力測定附表測點序號巷道名稱測點位置斷面 形狀支護方式底 寬（m全高（m）周長（m）面積（m）測點 間距（m）附注12345678910111213時間(hh:mm)絕對壓 力Pa相對壓力(mmHO)時間(hh:mm)絕對壓力Pa相對壓力(mmHO)時間(hh:mm)絕對壓力Pa相對壓力(mmHO)時間(hh:mm)絕對壓力Pa相對壓力(mmHO)表3-3 測點絕對靜壓及測點標高表測點序號巷道名稱測點位置時間相對差壓(mmHO基點讀數(shù)(mmH 2O)校正后讀數(shù)(mmH 2O)大氣壓力(Pa)測點標高(m)第一次第二次第三次平均1234567891011121314151617181920