1、 西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 0 -前 言煤矿井下生产包括采煤、掘进、提升、运输、通风、排水等多个生产环节，通风是整个生产环节中保障矿井安全生产的一个重要环节。众所周知，受生产条件的制约，矿井井下自然灾害严重，伤亡事故较多。而及时、准确地获得和控制全矿井通风环境技术参数，则是实现安全生产和提高生产效率的重要保障。一个良好的矿井通风系统是保证矿井安全高效生产的前提与基础。矿井通风系统是由通风机装置、通风网路及各种通风设施等所组成的。而通风系统是否合理，与通风机装置的性能及与之匹配的井下网路系统有着密切的关系。要保证矿井通风系统处于良好的运行状态，就必须使矿井主要通风机在最佳工况点运行
2、，就必须掌握全矿井井下通风网路中的各种通风基础技术参数。全矿井通风阻力指的是由井筒、巷道及通风构筑物构成的通风网路所产生的通风总阻力，它是衡量矿井通风能力的重要指标，影响矿井通风阻力大小的因素很多，有井巷断面的大小、井巷支护状况、通风距离的长短、井下分区网络布置的合理性及风量调节方法的合理性等诸多因素。随着矿井开采过程的变化，矿井通风阻力的大小和分布也会发生变化。因此，经常了解和掌握矿井通风阻力大小和分布状况，是进行矿井通风科学管理、风量调节和通风设计的根本依据。所以， 规程明确规定：新井投产前必须进行 1 次矿井通风阻力测定，以后每 3 年至少进行 1 次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系
3、统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。通过矿井通风阻力测定，可以达到下列目的：1.了解通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力较大的区段和西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 1 -地点，了解矿井井巷的维护状况，了解矿井通风能力与潜力，便于正确调节风量以满足生产的需要，确保矿井通风系统经济合理地运行；2.提供紧密结合矿井实际的井巷通风阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合实际，使风量调节有可靠的依据；3.为调节风压法控制火灾提供必须的基础资料，使这一方法的应用更合理、有效；4.为发生事故时制定灾变处理计划提供重要的基础资料；5.为矿井通风自动化及矿井通风系统优化、改造提供基础数据等。1矿井概况1
4、.1 矿井概况及生产开拓状况杜儿坪煤矿位于西山煤田东部边缘，太原市西部，北与西铭矿相邻，南部以杜儿坪断层为界，与官地矿接壤，南东部以鸦崖底断层为界与白家庄矿相邻，西部与东曲矿相邻，东部以 9#煤层露头为界。矿区（以下简称井田）内多为沟谷山梁，地形切割剧烈，且大部分地区被森林覆盖。位于太原市区西部边山，地处大虎峪、小虎峪的山涧，纵贯整个杜儿坪街道办事处和杜儿坪矿区，是一条长达12 华里，沿山涧而由东向西深入山里的重要街巷。它是整个杜儿坪矿区的交通大动脉，交通便利。 矿区对外交通十分便利，井田内交通除太宁公路从矿区北部通过，太古战备公路从矿区南部穿过，矿区距太原五一广场19.8km。铁路、公路均可
5、经太原市通往全国各地，自太原市北站建筑有铁路线伸入矿区，至玉门设有集中编组站，煤炭可直接由支线西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 2 -装车外运。整个煤田范围内煤层赋存稳定，倾角为 4 到 8，平均为 6。矿区位于吕梁山脉东麓，属中低山区。区内沟谷纵横，切割剧烈，基岩裸露，山顶广为黄土覆盖，地形较为复杂。最大海拔标高1349m（港立村山脊） ，最低海拔标高 976m，一般高程约为 1100m左右，最大高差 373m，一般高差 150200m。本矿井采用两个斜井主副斜井、一个立井风井的开拓方式，在技术、经济、安全等方面综合起来最合理。工业广场位于井田的边界。本矿井煤层倾角小，煤层垂高小，从
6、950 米到 1100 米，但是倾向长度大，不宜布置较多的水平；另外东部的煤层标高从 950 米到1050 米，高差为 100m，西部的煤层标高从 1030 米到 1100 米，高差为 70m，布置一个水平完全可以满足整个井田的开拓。杜儿坪矿矿井井田面积为 69.7Km2,可采煤层有 7 层，分别为1、2、3、6、7、8、9，现主采 2、3、8煤层，煤层厚度为 1.34.5m。杜儿坪矿核定生产能力为 5.0Mt/a。矿井采用主、副斜井、立井回风的开拓方式。工业广场位于井田的边界。采用中央并列式的通风方式。 1.2 矿井通风系统状况根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、
7、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行方案，通过优化和技术经济比较后确定矿井通风系统。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生火灾事故后，所选择的通风系统能将火灾控制在西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 3 -最小范围，并能迅速恢复生产。根据本矿实际情况，本矿采用中央并列式通风方式。煤矿主扇的工作方法采用抽出式。矿井为中央并列抽出式机械通风，工作面采用“U”型通风方式。矿井通风能力年核定为 508 万吨。采煤工作面采用全风压通风，掘进工作面均采用局部通风机通风。矿井设有控制风流的风门、挡风墙、风窗等通风设施。掘进工作面均采用对旋式局部通风机通风
8、，使用的导风筒均采用抗静电、阻燃性材料制作的。杜儿坪矿属高瓦斯矿井，2008 年度瓦斯等级鉴定，矿井绝对瓦斯涌出量为 216.94m3/min，相对瓦斯涌出量为 23.47m3/t，并呈逐年上升趋势。经过煤炭科学研究总院重庆分院鉴定 8煤层自燃倾向性属类。2通风阻力测定方案2.1 测定目的（1）矿井通风能力能否满足生产能力要求；（2）矿井通风阻力的大小及分布状况；（3）提供实际的井巷摩擦系数和风阻值，利于通风设计及通风系统改造等。2.2 测定依据（1）根据煤矿安全规程(2010 年版)第 119 条规定，新井投产前必须进行 1 次矿井通风阻力测定，以后每 3 年至少进行 1 次。矿井转入新水平
9、生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。（2）国家煤监总局煤矿建设项目安全设施及条件竣工验收中要求矿井通风系统必须符合批准的安全设施设计要求，竣工验收西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 4 -前必须对矿井进行 1 次矿井通风阻力测定，验收时应提交矿井通风阻力测定报告。（3）MT/T4402008 矿井通风阻力测定方法 。2.3 测定内容（1）矿井空气密度测定与计算，包括空气大气压、空气饱和水蒸汽压、空气温湿度等；（2）巷道壁面特征实测，包括巷道形状、支护形式、净宽、净高及断面积；（3）巷道的风速、风量；（4）测点的动压计算；（5）矿井通风阻力、百米风阻及摩擦阻力系数计算；（
10、6）测点的高程及两测点之间的距离由矿方根据矿井工程图测量提供。测定所用仪器见测定设备环境一览表 。2.4 测定方法本次测定采用精密气压计逐点测定法。测定时，将一台 JYF-4系列通风多参数检测仪置于地面井口附近作为基点气压计，用来监视地表气压的变化情况，基点检测仪每隔 5 分钟进行大气相对压力变化情况的测定和记录；另将一台 CZC5 便携式多参数测定器携至井下，沿预先选定的测定路线按测点依次进行测定。井下测定器在各测点进行矿井各项相关数据的采集，通过修正地面气压变化对井下测点测定器读数的影响，保证测定结果的可靠性。在各测点测定风流压力的同时，测量同一测点的风速、断面尺寸、气象参数等数据，并做好
11、记录。如此依次测完全部的测点，待井下测定器回到井口时再重新校对仪器读数，以检查仪器的误差。西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 5 -主要测定原理：采用气压计测出测点间的绝对静压差，再加上速压差和位压差，以计算出通风阻力。 ()()()()rijijijijijvivjhkhkhgzh具体测定采用公式详见 MT/T4402008 矿井通风阻力测定方法 。2.5 测定人员组成与分工通风阻力测定指挥组负责测定工作的指挥，协调测定小组之间的关系，统一指挥。人员分工如下：（1）地面基点检测仪读数记录 1 人； （2）压力、温湿度测量 1 人，负责各测点风流的绝对压力和相对压力的测定，温度湿度的测定；
12、（3）测风 1 人，负责各测点风速测定；（4）断面尺寸的测定 1 人，负责各测点断面尺寸的确定；（5）记录 1 人，负责各测点全部测定数据的纸质记录。2.6 选择测定线路及布置测点2.6.1 选择测定路线的原则根据 MT/T4402008 矿井通风阻力测定方法 的要求，结合西山煤电杜儿坪矿的生产布局和通风系统的现状，从有利于系统现状分析出发，选择测定线路布置测点，原则上一台风机一个系统，选择一条路线作为主要测定路线，其他路线与主要路线闭合。为保证测定结果的可靠性，主要测定路线应选择在通风路线长、风量大，且包含风巷、运输大巷、采煤工作面、回风上山、回风巷等，能反映矿井通风系统特征的风路上，通过测
13、定其结果能反映矿井通风现状，并为矿井通风系统改造提供理论指导依据。西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 6 -2.6.2 通风系统线路测点布置及顺序：矿井测定的路线如下：小北四通道里口（236）北四十八尺轨道穿层斜坡上（205）小北四通道风眼（203）十五尺回风道 68216 后部口（235）63312 正巷总回口（260）8 号煤下组预抽巷总回横川口（215）68217 回风巷口（234）掘四北六风眼上口（226）北二大巷进 8 号煤轨道横川（249）北六大斜坡上（227）北六大斜坡进回风巷口（228）北六进 62511 进风口（229）北六风眼回62402 轨道口（225）62402 进
14、北部总回风巷横川（224）68303回北部总回风眼上口（247）大北四回风巷二斜坡口（233）北四轨道二斜坡口（210）68303 副巷与集中轨道口（209）68303轨道回风巷与专用回风巷中间（221）大北四回风巷二斜坡口（233）选定好测定路线之后，即可沿着测定路线布置相应的测点。测点布置的基本原则是，每条测定路线上测点布置的位置和数量应能控制主要井巷和工作面的阻力分布情况。一般在分风点、汇风点、局部阻力较大的地点及在需要控制的典型巷道的前后设置测点。在井下实测过程中，可根据井巷的具体条件，将测点尽量布置在巷道平直、支护良好、断面规则、前后无杂物、风流稳定，且易于确定标高的地点。2.7 测
15、定步骤2.7.1 测定前的准备召开测定准备工作会议,确定测定方案和要求，优化测定线路，合理分配测点。指挥组对测定人员进行分工，其中一个小组负责井下测定线路的各测点的测定，另一个小组负责地面基点的测定。西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 7 -2.7.2 现场测定井下现场测定组按照测定方案，测量各测点风流压力、风速、气象参数、巷道断面尺寸、支护材料和形式等数据，并做好记录。地面基点测定组按规定的时间间隔测量大气压力并记录数据。2.7.3 数据处理现场测定完成后，对各测点数据进行整理、计算、分析，从而获得通风系统中阻力分布情况、井巷通风阻力系数和风阻值。2.7.4 报告编制录入、绘制和编辑图文
16、，完成报告。2.8 测定时的注意事项1、携带测压仪表、工具、材料，并检查其可靠性，应该注意：空盒气压计无破损、刻度及温度校正表齐全、量程合乎要求；压差计或补偿微压计不漏气、装有酒精；精密气压计要充足电、显示数据稳定；皮托管不堵塞，胶皮管气密性良好。2、测量绝对压力时使用空盒气压计、精密气压计；测量相对压力或压差时使用 U 型水柱计、单管倾斜气压计、补偿微压计；测量静压差时也可以使用精密气压计（使用精密气压计时要同时测定测点的标高和空气密度） 。3、用空盒气压计测压时，应将仪器盒面平行于风流方向放置，等待 1020min，一边注意指针的位置，一边用手轻击气压计的玻璃，至指针稳定后，读出测点的大气
17、压力。4、U 型压差计或 U 型倾斜压差计在测压前应注入蒸馏水或酒精，U 型管两侧的液面应处于同一水平。西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 8 -5、操作单管倾斜压差计时，应配备皮托管和胶皮管，皮托管的管嘴应正对风流方向。6、使用单管倾斜压差计时应注意：测定时，应防止水、杂物堵塞胶皮管，防止车辆、行人、设备等挤压胶皮管；仪器和胶皮管的接点要严密，防止漏气影响精度；携带压差计行走时要小心，防止损坏和溢出酒精。7、使用精密气压计时要注意：接通电源后至少 15min 仪器才能工作；由于气压变化使气压差值来回跳动时，读数应取平均值；测定流速较大的气流静压时，静压管应尽可能与气流方向平行；仪器使用完
18、毕后，应将电源开关关闭，切断电源；若仪器发生故障，应送修理部门检修，不要随意更换元件。3通风阻力测定计算理论依据3.1 空气密度计算空气密度按式（1）计算：(1)0.379.48215Pt式中：空气密度， ；3/kgm测点风流的绝对静压， ；0PPa空气相对湿度， ；%空气温度， ；tC饱和水蒸气分压力， 。P Pa西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 9 -3.2 巷道面积和周长计算按巷道断面形状，根据测量数据计算其断面面积和周长。梯形或矩形巷道： HBS半圆拱巷道： )1.0(三心拱巷道： 7式中：S 巷道净断面积，m 2；B 巷道平均宽度，m；H 巷道净高，m。3.3 平均风速计算每测
19、点取三次实际测量风速值，然后求取算术平均值作为该测点的平均风速。3.4 风量计算风量按式(2)计算(2)QSv式中：测点风量， ；3/msS测点面积， ；2测点风速， ；vs/3.5 动压计算动压按式(3)计算：(3)21vh式中：测点的动压， 。vhPa西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 10 -3.6 通风阻力计算两测点间通风阻力按式(4)计算：(4)()()()()rijijijijijvijhkkhgzh式中：气压计 I、II 的校正系数；,k气压计 II 在测点 ， 的读数， ；,ijhijPa与 对应时间气压计 I 的读数， ；,ij,ijh测点 ， 的标高， ；,ijzim测
20、点 ， 间空气密度的平均值， ；ijj 3/kgm3.7 巷道风阻3.7.1 两点间风阻计算两测点间风阻按式(5)计算：（5）2ijrijijRhQ式中：测点 ， 间的风阻， kg/m7；ijij测点 ， 间风量的算术平均值 。ijQ3m/s3.7.2 两点间的标准风阻计算两点间标准风阻计算按式(6)计算：（6）1.2sijijR式中：标准空气密度下测点 ， 间的标准风阻，kg/m 7。sij ij3.7.3 巷道标准百米风阻计算巷道百米标准风阻按(7)计算：西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 11 -（7）10sijRL式中：巷道百米标准摩擦风阻 kg/m3；10测点 ， 间的距离，m。
21、ijLij3.7.4 通风路线的总阻力计算：测定通风路线的总阻力按式(8)计算：（ 8）rrijh式中：通风路线的总阻力， ；rhPa一条通路上所有两测点 ， 间的通风阻力。rij ij3.8 矿井等积孔计算依据矿井等积孔按(9)计算：A=1.19（R ij） 1/2 （9）式中：Rij巷道风阻， kg/m7；A 等积孔，m 2。4通风阻力测定数据及计算4.1 通风系统测定数据及计算（1） 通风阻力测定原始记录表（见附表 1、2） ；（2） 测定数据计算表（见附表 3、4、5、6、7） ；（3） 阻力测定参数汇总表（见附表 8） 。西山煤电杜儿坪煤矿通风阻力测定报告 - 12 -西山煤电杜儿坪
22、煤矿通风阻力测定报告 目录前 言 - 1 -1矿井概况 - 2 -1.1 矿井概况及生产开拓状况 .- 2 -1.2 矿井通风系统状况 .- 3 -2通风阻力测定方案 - 4 -2.1 测定目的 - 4 -2.2 测定依据 - 4 -2.3 测定内容 - 5 -2.4 测定方法 - 5 -2.5 测定人员组成与分工 - 6 -2.6 选择测定线路及布置测点 .- 6 -2.7 测定步骤 - 7 -2.8 测定时的注意事项 .- 8 -3通风阻力测定计算理论依据 - 9 -3.1 空气密度计算 - 9 -3.2 巷道面积和周长计算 - 9 -3.3 平均风速计算 .- 10 -3.4 风量计算 .- 10 -3.5 动压计算 .- 10 -3.6 通风阻力计算 .- 10 -3.7 巷道风阻 .- 11 -3.8 矿井等积孔计算依据 - 12 -4通风阻力测定数据及计算 - 12 -4.1 通风系统测定数据及计算 .- 12 -
