陕西彬长孟村矿业有限公司
矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司
陕西彬长孟村矿业有限公司
矿井通风阻力测定报告
项目负责人：李玉杰
技术负责人：貟少强
项目审核人：吕智海
陕西长兴智海信息科技有限公司
二〇二一年七月
矿井通风阻力测定项目测编人员表
序号 姓名 专业/职称 主要工作 1 吕智海 矿井通风与安全/教授 项目总审查 2 李玉杰 矿井通风与安全/副教授 项目负责人、现场测定、报告审核 3 貟少强 矿井通风与安全/讲师 技术负责人、现场测定、报告编制 4 吴海龙 矿井通风与安全/讲师 现场测定、报告编制 5 田坤 采矿工程/讲师 现场测定、报告编制 6 陈德勇 采矿工程/讲师 报告审核 7 李文福 安全工程/工程师 矿方项目负责人 8 刘咸富 安全工程/工程师 矿方报告审核人 9 白晓敏 安全工程/助理工程师 现场测定 10 姬正宗 矿井通风与安全/通风队副队长 现场测定 11 王童 矿井通风与安全/通风班长 现场测定 目录
前言 I
1.矿井概况 1
1.1矿井概况 1
1.2通风系统 2
1.2.1矿井通风系 2
1.2.2矿井风量及风压 3
2.矿井通风阻力测定内容及测定方案 4
2.1测定内容 4
2.2测定方案 4
2.2.1测定方法选择 4
2.2.2测量参数 5
2.2.3测量路线 5
2.2.4现场测定组织 6
2.2.5测量仪表 6
3.矿井通风阻力有关参数的计算方法 8
3.1井下大气物理参数 8
3.2井巷断面参数与风量 8
3.2.1井巷断面积 8
3.2.2风量 9
3.3通风阻力 9
3.3.1通风阻力计算 9
3.3.2总阻力计算 10
3.4风阻及摩擦阻力系数 10
3.4.1风阻的计算 10
3.4.2摩擦阻力系数的计算 10
4.矿井通风阻力测定结果及其检验 12
4.1矿井通风阻力测定计算结果 12
4.2自然风压估算 20
4.3测定精度检验 20
5.矿井通风阻力测定结果分析 22
5.1通风阻力分布 22
5.1.1通风阻力分布情况 22
5.1.2通风阻力坡度图 22
5.2摩擦阻力系数 23
5.3矿井等积孔 25
6.结论 26
参考文献 27
前言
矿井通风阻力测定工作是矿井通风技术管理的重要内容之一，其目的在于检查矿井通风阻力的分布是否合理，为改善矿井通风，矿井通风机的电耗均压防灭火提供依据。通过阻力测的阻力系数值，通风技术管理和通风为.0Mt/a，矿井服务年限为69.6a。1.矿井概况
1.1矿井概况
孟村井田位于彬长矿区中西部，东以西—平铁路及正在施工的高速公路煤柱为界；南以亭南井田及无煤区为界；西与杨家坪井田相邻；北以高家堡井田及无煤区为界。根据陕国土资矿划【2012】63号《关于划定陕西黄陇侏罗系煤田彬长矿区孟村煤矿矿区范围的批复》范围，井田东西长10.6km，南北宽8.3km，面积约63.6km2。地理坐标：东经107°49′15″～107°56′45″，北纬35°07′15″～35°11′45″，行政区划属陕西省咸阳市长武县管辖。
井田公路交通便利，312国道西（安）～兰（州）段由东南向西北从井田中部穿过。以冉店为中心，东南距西安178km，距咸阳153km，距彬县28km；西北距长武县12km，距甘肃省平凉133km；西南距宝鸡160km，距甘肃灵台县40km。井田内有县级公路与县乡相通。福（州）～银（川）高速和西（安）～平（凉）铁路均从井田东部边界外侧通过。其中，西（安）～平（凉）铁路已于2013年底建成通车，该铁路于咸阳与陇海铁路线相接，向西与宝（鸡）～中（卫）铁路并轨，建立了该区与我国东西大动脉的通道。井田便利的交通为煤炭外运提供了良好的条件，具体交通位置见图1-1。
本井田延安组含煤2层，其中仅第一段所含的4号煤为可采煤层，第二段所含的4上煤，全区不可采。现仅将井田内唯一可采的4号煤层特征叙述如下：
4煤层位于延安组第一段中部，上距4上煤14.49～34.3m，平均25.76m。全井田分布，见煤点45个，可采点45个，见煤点可采率100%，含煤面积60.47km2，可采面积58.77km2。煤层全厚3.70～26.30m，平均16.25m；煤层采用厚度3.70～26.02m，平均16.13m，标准差为6.39，变异系数39.6%。
4煤层结构简单，无夹矸的见煤点28个，占见煤点总数的62%，1层夹矸的见煤点13个，占见煤点总数的29%，其余4个为含2个夹矸的见煤点，仅占见煤点总数的9%。
夹矸单层厚0.10m～0.30m，总厚度0.20m～0.55m，平均0.27m，一般为0.2～0.30m。
含夹矸见煤点的煤层含矸率为0.10～9.86%，平均1.83%。夹矸以泥岩、砂质泥岩为主，炭质泥岩次之。
孟村煤矿为生产矿井，设计Mt，初期投产规模为.0Mt/a，最终规模为.0Mt/a，矿井服务年限为69.6a。在工业场地内布置个井筒，即主立井、副立井，井底车场布置在4号煤层顶板岩石中。布置，
图1-1交通位置图
1.2通风系统
1.2.1矿井通风系统
1）通风方式方法
矿井通风方式为通风方式，通风方法为机械抽出式。
2）进回风井
矿井进风井2个。即：主井和副井；回风井个，即回风井。
3）主要通风机
回风井安装两台型号为型防爆轴流对旋式通风机，一用一备，电机功率2×kW，风量范围000～00m3/min，风压范围50～Pa。
4）矿井主要通风设施及构筑物
该矿井通风设施有风门、调节、风桥、永久密闭、测风站等，通风均按照标准规范设置，矿井通风系统较为稳定。
5）矿井通风系统主要进、回风路线
2.矿井通风阻力测定内容及测定方案
2.1测定内容
本次矿井通风阻力测定项目由陕西长兴智海信息科技有限公司承担。根据《煤矿安全规程》（2016版）和《矿井通风阻力测定方法》（MT/T440－2008）规定要求，结合孟村煤矿开拓、开采井巷形成状况、采煤方法、矿井通风系统及矿井灾害防治的实际情况，本次矿井通风阻力测定选择矿井通风系统中的主要通风路线作为测定路线，从矿井副立井井口到副井井底—→中央一号辅运大巷—→中央二号辅运大巷—→401盘区辅助运输大巷—→401102工作面运输顺槽—→401102工作面—→401102工作面回风顺槽—→401盘区一号回风巷—→回风立井的通风阻力进行了测定。本次矿井通风阻力测定工作的主要目的是测定矿井通风总阻力、主要井巷摩擦阻力系数，为矿井通风管理提供依据。具体测定的内容为：
（1）测定段静压差；
（2）测点相对湿度、温度；
（3）测点平均风速；
（4）测点大气压；
（5）测点距离；
（6）测点井巷断面规格、尺寸；
（7）各测点的标高(由矿方测定并提供)。
2.2测定方案
2.2.1测定方法选择
矿井井巷通风阻力的测定方法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、气压计基点测定法及气压计同步测定法。其中压差计法测量精度较高，但费时费工，工作量大；气压计法测量操作简便，但测量结果精度比压差计法低。根据孟村煤矿的实际情况和矿井通风阻力测定的技术要求，选用气压计基点测定法。
本次测定的基点定在矿通风机房值班室。把两台同型号的CPD2/20型矿用精密数字气压计放置在基点处，同时读取绝对压力值后，将一台测定仪留在基点，每隔5分钟记录一次气压计度数；另一台测定仪用于井下沿预定测定路线逐点测压，在5分钟的整数倍时间记录测压时间和读取读数，待全部测定完毕，重新回到基点，再校对气压计的读数。
2.2.2测量参数
（1）测点温度及湿度：利用YHD2型矿井通风参数测定仪测定各测点温度及湿度。测定数值除了能够反映矿井通风井巷环境状态外，还用于计算通风井巷的空气密度。
（2）各测点的风速：主要通过现场常用的CFD-D型、CFD-Z型和CFD-G型机械风表进行测量。测定的数值除了能够反映矿井通风井巷的风速情况外，还用以计算井巷风量、动压及井巷通风阻力。
（3）各测点的静压：利用CPD2/20型矿用精密数字气压计进行测量。测定的数值除了反映通风井巷的能量损失之外，还用来计算井巷通风阻力。
（4）各测点的井巷断面几何参数：用红外线激光测距仪进行测量。所测的数值除了反映通风井巷的断面积和周径外，还用来计算井巷的风量。
（5）各测段距离：主要用红外激光测距仪等工具进行测量，用来计算矿井通风井巷的通风阻力、摩擦风阻和摩擦阻力系数。
2.2.3测量路线
矿井通风阻力测定路线的选择，根据通风流程最大、通风阻力最大的原则进行确定。结合孟村煤矿通风系统的实际情况，本次通风阻力测定路线如下：
矿井副立井井口—→副井井底—→中央一号辅运大巷—→中央二号辅运大巷—→401盘区辅助运输大巷—→401102工作面运输顺槽—→401102工作面—→401102工作面回风顺槽—→401盘区一号回风巷—→回风立井风硐。
本次矿井通风阻力测定路线及测点见图2-1孟村煤矿通风阻力测定路线及测点布置示意图。
2.2.4现场测定组织
根据测定内容，将参数测量人员分为三组，即地面基点测压组，井下测点测压组，测风及断面参数测定组，分别负责基点大气压力测定与记录，井下气压、温度、湿度测定与记录，风速、巷道断面参数测定与记录等工作。为了更好地进行现场测定工作，在井下测定工作之前，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，掌握了有关仪器的使用方法，为下井实测做好了充分的准备工作。
2.2.5测量仪表
本次阻力测定选用气压计基点测定法，仪器仪表见表2.1。
表2.1矿井通风阻力测定主要采用的仪器仪表
序号 测量仪表 型号 数量
（台） 精度
等级 用途 备注 1 通风多参数检测仪 YHD2 3 0.1hp 测压 备用一台 2 精密数字气压计 CPD2/20 2 0.01hp 测压 3 机械电子风速计 CFD-D型
CFD-Z型
CFD-G型 3 0.2m/s 风速、风量
测算 高速、中速、低速各一台 4 秒表 1 1s 风速测算 5 激光测仪 2 1mm 井巷断面参数测量 为了保证测量的精度，测量前对测量仪器全部进行了校整，各种仪器精度均符合要求。
图2-1孟村煤矿通风阻力测定路线及测点布置示意
3.矿井通风阻力有关参数的计算方法
3.1井下大气物理参数
用通风多参数测定仪直接测定各测点空气温度及湿度，计算测点空气密度，具体计算方法如下：
(1)
式中ρ——测点处的空气密度，kg/m3；
P——测点处的空气绝对压力，kPa；
?——测点处的空气相对湿度，%；
Psat——在温度td下空气的饱和蒸汽压，kPa；
td——干球温度，℃。
3.2井巷断面参数与风量
3.2.1井巷断面积
1）井巷断面积计算公式
（1）半圆拱断面(2)
式中S——井巷断面面积，m2；
H——井巷全高，m；
a——井巷宽度，m。
（2）三心拱断面(3)
（3）梯形断面(4)
式中S——井巷断面面积，m2；
a——井巷底宽度，m；
b——井巷顶宽，m。
2）井巷周长计算公式
（1）半圆拱断面(5)
或者：(6)
（2）三心拱断面(7)
或者：(8)
（3）梯形断面(9)
或者：(10)
式中U——井巷周长，m；
其余符号意义同上。
3.2.2风量
采用线路法用风表测量各测点平均风速，计算通过井巷的风量。
(11)
式中Q——井巷风量，m3/s；
S——井巷断面面积，m2；
v——测点实际平均风速，m/s。
3.3通风阻力
3.3.1通风阻力计算
(1)各测段井巷通风阻力计算公式为：
(12)
式中——i，i+1测段通风阻力，Pa；
Pi、Pi+1——测点空气绝对静压，Pa；
P‘i、P‘i+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；
K1、K2——分别为基点气压计的校正系数和井下测量用气压计校正系数；
ρi、ρi+1——分别为i～i+1测点空气的密度，kg/m3；
ρi～i+1——为测点i～i+1空气的平均密度，kg/m3；
νiνi+1——分别为i、i+1测点井巷的平均风速，m/s；
Zi、Zi+1——分别为i、i+1测点井巷的标高，m；
其余符号意义同前。
3.3.2总阻力计算
通风系统总阻力为测定路线各测段通风阻力的之和。
（13）
3.4风阻及摩擦阻力系数
3.4.1风阻的计算
井巷风阻计算公式为：
(14)
式中Ri~i+1——井巷两测点之间风阻，Ns2/m8；
hi~i+1——测定得到的井巷通风阻力，Pa；
风量由下式计算：
(15)
式中vi,vi+1——井巷两测点位置风速值，m/s；
si,si+1——井巷两测点位置断面积，m2。
井巷的标准风阻：
(16)
式中——为井下空气标准状态的密度，；
——为实测井巷的平均密度，。
井巷的百米风阻计算式为：
(17)
式中L——测段井巷的长度，m；
Rsi~i+1——井巷的标准风阻，Ns2/m8。
3.4.2摩擦阻力系数的计算
计算公式为：
(18)
式中Ri~i+1——井巷风阻，Ns2/m8；
其余符号意义同前。
标准井巷摩擦阻力系数计算公式：
(19)
式中αs——井巷标准摩擦阻力系数，Ns2/m4；
其余符号意义同前。
4.矿井通风阻力测定结果及其检验
4.1矿井通风阻力测定计算结果
根据第二章、第三章所述的测定方法和计算方法，通过测定和计算，完成了孟村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表4.1～表4.6。
表4.1井巷规格参数记录表；
表4.2基点气压计测压记录表；
表4.3测点绝对静压及测点标高表；
表4.4测点大气物理参数记录表；
表4.5气压计法测试记录整理汇总表；
表4.6巷道通风阻力测定计算汇总表。
表4.1井巷规格参数记录表 测点序号 巷道名称 断面
形状 支护方式 底宽（m） 全高(m) 周长
（m） 面积
（m2） 修订
周长 修正
断面 测点间
距离
（m） 附注 1 副立井口 - - - - - - 2 副立井底 半圆拱 砌碹 6.20 4.78 19.36 25.41 22.42 25.16 630.6 3Φ325 3 中央一号
辅运大巷 半圆拱 砌碹 6.00 4.40 18.19 22.44 18.19 22.44 131 4 中央二号
辅运大巷 半圆拱 锚喷 5.43 4.23 17.05 19.73 17.05 19.73 238 5 401盘区
辅运大巷 半圆拱 锚喷 5.38 5.05 18.81 23.99 18.81 23.99 136.7 6 401盘区
辅运大巷 半圆拱 锚喷 5.90 4.86 19.14 24.84 19.14 24.84 117.2 7 401盘区
辅运大巷 矩形 锚喷 5.90 4.80 21.40 28.32 21.40 28.32 278.9 8 401盘区
辅运大巷 矩形 锚喷 6.1 5.1 22.40 31.11 21.42 28.38 197.3 9 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.7 3.7 18.80 21.09 18.86 21.12 182.8 10 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.77 3.66 18.86 21.12 18.54 20.33 247.1 11 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.6 4.1 19.40 22.96 19.40 22.96 355 12 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.4 4.1 19.00 22.14 19.00 22.14 548.7 13 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.8 3.7 19.00 21.46 19.00 21.46 543 14 401102运输顺槽 矩形 锚网 5.7 3.78 18.96 21.55 18.96 21.55 442.6 15 401102回风顺槽 矩形 锚网 5.9 3.56 18.92 21.00 20.96 20.84 433.8 2Φ325 16 401102回风顺槽 矩形 锚网 5.14 4.24 18.76 21.79 20.80 21.63 404.6 2Φ325 17 401102回风顺槽 矩形 锚网 5.77 3.76 19.06 21.70 21.10 21.53 586.6 2Φ325 18 401102回风顺槽 矩形 锚网 5.7 4.4 20.20 25.08 22.24 24.91 644.3 2Φ325 19 401102回风顺槽 矩形 锚网 5.8 4.3 20.20 24.94 22.24 24.77 335.6 2Φ325 20 401101回风顺槽 矩形 锚喷 6 4.2 20.40 25.20 22.44 25.03 116.4 2Φ325 21 401盘区
一号回风大巷 半圆拱 锚喷 6.00 4.20 17.70 21.24 19.74 21.07 210 2Φ325 22 401盘区
一号回风大巷 半圆拱 锚喷 6.00 4.70 18.91 24.24 23.43 23.43 324.7 2Φ325 23 回风井底
西回风巷 半圆拱 锚喷 6.37 5.40 21.01 29.93 27.79 28.71 97.8 3Φ720 24 风硐 矩形 砌碹 6.00 5.80 23.60 34.40 23.60 34.40 670
表4.2基点气压计记录表 时间 静压 时间 静压 时间 静压 7月22日 （hPa） 7月22日 （hPa） 7月22日 （hPa） 8:25 909.2 10:30 909.08 12:35 908.28 8:30 909.23 10:35 909.08 12:40 908.23 8:35 909.25 10:40 909.08 12:45 908.14 8:40 909.33 10:45 908.98 12:50 908.02 8:45 909.39 10:50 909.03 12:55 907.98 8:50 909.3 10:55 908.97 13:00 907.93 8:55 909.37 11:00 908.97 13:05 907.91 9:00 909.34 11:05 908.94 13:10 907.8 9:05 909.31 11:10 908.83 13:15 907.8 9:10 909.27 11:15 908.8 13:20 907.61 9:15 909.32 11:20 908.86 13:25 907.57 9:20 909.38 11:25 908.74 13:30 907.53 9:25 909.37 11:30 908.76 13:35 907.48 9:30 909.35 11:35 908.64 13:40 907.39 9:35 909.33 11:40 908.62 13:45 907.24 9:40 909.33 11:45 908.6 13:50 907.3 9:45 909.36 11:50 908.59 13:55 907.32 9:50 909.27 11:55 908.61 14:00 907.34 9:55 909.15 12:00 908.63 14:05 907.31 10:00 909.15 12:05 908.57 14:10 907.25 10:05 909.08 12:10 908.59 14:15 907.16 10:10 909.05 12:15 908.49 14:20 907.16 10:15 909.06 12:20 908.5 14:25 907.22 10:20 909.08 12:25 908.34 14:30 907.1 10:25 909.08 12:30 908.37 14:35 907.13
表4.3测点绝对静压及测点标高表 测点序号 时间 测点绝对压力（hPa） 测点标高(m) 1 9:15 914.09 869.85 2 9:30 970.42 320.60 3 9:40 970.43 313.191 4 9:45 970.73 303.759 5 9:55 971.10 295.717 6 10:00 972.58 278.692 7 10:10 972.41 273.705 8 10:20 971.99 274.225 9 10:30 970.47 284.443 10 10:45 969.44 285.423 11 10:55 967.77 287.638 12 11:05 965.18 293.956 13 11:20 962.54 300.430 14 11:50 959.65 310.151 15 12:05 958.08 306.646 16 12:20 958.79 286.707 17 12:30 958.12 276.196 18 12:35 956.96 268.942 19 13:25 954.90 275.945 20 13:35 953.49 283.968 21 13:40 948.82 311.570 22 13:50 947.71 314.000 23 14:00 947.59 309.000 24 14:20 882.30 912.000
表4.4测点大气物理参数记录表 测点序号 测定风速（m/s） 实际风速（m/s） 温度（℃） 相对湿度（%） 密度(kg/m3) 第一次 第二次 第三次 平均值 1 - - / / 26.4 71.7 1.052652 2 211 205 209 208.3 3.79 29.6 63.9 1.105963 3 409 415 417 413.7 7.52 27.8 71.7 1.111309 4 404 400 400 401.3 7.27 27.2 74.9 1.113108 5 227 228 228 227.7 4.14 27.2 74.9 1.113653 6 212 206 206 208.0 3.79 27.0 76.3 1.116516 7 167 163 163 164.3 3.00 26.4 81.2 1.118777 8 94 90 90 123.0 1.69 26.4 81.2 1.119568 9 100 99 96 103.0 1.82 26.1 84.7 1.120746 10 94 92 92 231.7 1.71 26.6 87.3 1.117171 11 82 82 83 238.3 1.52 26.4 88.7 1.116535 12 85 82 85 248.7 1.55 26.1 90.7 1.116238 13 88 86 88 240.3 1.60 25.9 92.6 1.114249 14 88 86 85 173.3 1.59 26.7 91.6 1.111025 15 155 155 150 156.3 1.10 27.2 91 1.109705 16 145 149 149 159.0 1.06 27.4 92.1 1.108908 17 149 146 149 140.0 1.06 27.6 92.4 1.107883 18 130 128 126 132.0 0.92 27.7 92.5 1.107967 19 159 160 160 226.3 1.15 27.4 92.3 1.102043 20 228 229 228 323.0 1.65 27.1 92.6 1.105800 21 170 172 172 171.3 3.08 27.0 91.3 1.105273 22 211 207 207 208.3 3.75 26.0 94.8 1.106046 23 441 440 440 440.3 7.96 26.1 95.2 1.104502 24 1200 1205 1203 1202.7 8.66 23.6 92.7 1.037822
表4.5气压计法测试记录整理汇总表 202年月日
909.32 914.09 869.850 1.052652 / 9:15 909.35 970.42 320.600 1.105963 3.79 9:30 630.6 177.51 95.44 2-3 909.35 970.42 320.600 1.105963 3.79 9:30 909.33 970.43 313.191 1.111309 7.52 9:40 131 54.14 168.68 3-4 909.33 970.43 313.191 1.111309 7.52 9:40 909.36 970.73 303.759 1.113108 7.27 9:45 238 77.85 143.50 4-5 909.36 970.73 303.759 1.113108 7.27 9:45 909.15 971.1 295.717 1.113653 4.14 9:55 136.7 49.74 99.35 5-6 909.15 971.1 295.717 1.113653 4.14 9:55 909.15 972.58 278.692 1.116516 3.79 10:00 117.2 39.79 94.08 6-7 909.15 972.58 278.692 1.116516 3.79 10:00 909.05 972.41 273.705 1.118777 3.00 10:10 278.9 64.66 84.90 7-8 909.05 972.41 273.705 1.118777 3.00 10:10 909.08 971.99 274.225 1.119568 1.66 10:20 197.3 42.78 46.98 8-9 909.08 971.99 274.225 1.119568 1.66 10:20 909.08 970.47 284.443 1.120746 1.79 10:30 182.8 39.45 37.86 9-10 909.08 970.47 284.443 1.120746 1.79 10:30 908.98 969.44 285.423 1.117171 1.68 10:45 247.1 82.46 34.21 10-11 908.98 969.44 285.423 1.117171 1.68 10:45 908.97 967.77 287.638 1.116535 1.49 10:55 355 142.08 34.17 11-12 908.97 967.77 287.638 1.116535 1.49 10:55 908.94 965.18 293.956 1.116238 1.52 11:05 548.7 186.75 33.70 12-13 908.94 965.18 293.956 1.116238 1.52 11:05 908.86 962.54 300.430 1.114249 1.57 11:20 543 185.09 33.68 13-14 908.86 962.54 300.430 1.114249 1.57 11:20 908.59 959.65 310.151 1.111025 1.56 11:50 442.6 155.91 33.68 14-15 908.59 959.65 310.151 1.111025 1.56 11:50 908.57 958.08 306.646 1.109705 1.08 12:05 433.8 193.89 22.41 15-16 908.57 958.08 306.646 1.109705 1.08 12:05 908.5 958.79 286.707 1.108908 1.04 12:20 404.6 139.03 22.42 16-17 908.5 958.79 286.707 1.108908 1.04 12:20 908.37 958.12 276.196 1.107883 1.04 12:30 586.6 168.28 22.44 17-18 908.37 958.12 276.196 1.107883 1.04 12:30 908.28 956.96 268.942 1.107967 0.90 12:35 644.3 186.00 22.40 18-19 908.28 956.96 268.942 1.107967 0.90 12:35 908.02 954.9 275.945 1.102043 1.13 12:50 335.6 103.83 27.96 19-20 908.02 954.9 275.945 1.102043 1.13 12:50 907.98 953.49 283.968 1.105800 1.62 12:55 116.4 49.37 40.45 20-21 907.98 953.49 283.968 1.105800 1.62 12:55 907.57 948.82 311.570 1.105273 3.08 13:25 331.6 122.84 74.20 21-22 907.57 948.82 311.570 1.105273 3.08 13:25 907.48 947.71 314.000 1.106046 3.75 13:35 283.6 73.10 88.87 22-23 907.48 947.71 314.000 1.106046 3.75 13:35 907.39 947.59 309.000 1.104502 7.96 13:40 103.5 30.01 228.59 23-24 907.39 947.59 309.000 1.104502 7.96 13:40 907.3 882.3 912.000 1.037822 8.66 13:50 670 179.68 297.98
表4.6通风阻力测定计算汇总表 202年月日 测段序号
测段巷道名称 始测点 末测点 长度(m) 面积(m2) 周长(m) 平均
密度
(kg/m3) 静压差（Pa） 位压差（Pa） 动压差（Pa） 测段
风量
(m3/s) 巷道风阻(N·s2/m8) 阻力(Pa) 摩擦阻力
系数（N·s2/m4） 标准风阻(N·s2/m8) 百米风阻(N·s2/m8) 标高(m) 风速(m/s) 标高(m) 风速(m/s) 1-2 2-3 井底车场 320.60 3.79 313.19 7.52 131 23.80 20.30 1.108636 -3 80.58 -23.44 168.68 0.00190 54.1 0.01224 0.00205 0.00113 3-4 中央一号辅运大巷 313.19 7.52 303.76 7.27 238 21.08 17.62 1.112208 -27 102.91 1.94 143.50 0.00378 77.9 0.00845 0.00407 0.00263 4-5 中央二号辅运大巷 303.76 7.27 295.72 4.14 136.7 21.86 17.93 1.113380 -58 87.84 19.90 99.35 0.00504 49.7 0.02146 0.00542 0.00507 5-6 401盘区辅运大巷 295.72 4.14 278.69 3.79 117.2 24.42 18.97 1.115085 -148 186.24 1.55 94.08 0.00449 39.8 0.02942 0.00483 0.00478 6-7 401盘区辅运大巷 278.69 3.79 273.71 3.00 278.9 26.58 20.27 1.117646 7 54.68 2.98 84.90 0.00897 64.7 0.02980 0.00962 0.01057 7-8 401盘区辅运大巷 273.71 3.00 274.23 1.66 197.3 28.35 21.41 1.119172 45 -5.71 3.49 46.98 0.01938 42.8 0.10455 0.02076 0.04126 8-9 401102运输顺槽 274.23 1.66 284.44 1.79 182.8 24.75 20.14 1.120157 152 -112.28 -0.27 37.86 0.02752 39.5 0.11331 0.02951 0.07269 9-10 401102运输顺槽 284.44 1.79 285.42 1.68 247.1 20.72 18.70 1.118959 93 -10.76 0.22 34.21 0.07047 82.5 0.13572 0.07572 0.20600 10-11 401102运输顺槽 285.42 1.68 287.64 1.49 355 21.64 18.97 1.116853 166 -24.27 0.35 34.17 0.12165 142.1 0.18316 0.13077 0.35598 11-12 401102运输顺槽 287.64 1.49 293.96 1.52 548.7 22.55 19.20 1.116387 256 -69.19 -0.06 33.70 0.16441 186.8 0.17895 0.17690 0.48781 12-13 401102运输顺槽 293.96 1.52 300.43 1.57 543 21.80 19.00 1.115244 256 -70.83 -0.08 33.68 0.16318 185.1 0.16386 0.17599 0.48450 13-14 401102运输顺槽 300.43 1.57 310.15 1.56 442.6 21.50 18.98 1.112637 262 -106.10 0.01 33.68 0.13745 155.9 0.16268 0.14854 0.40811 14-15 401102采煤工作面 310.15 1.56 306.65 1.08 433.8 21.19 19.96 1.110365 155 38.18 0.72 22.41 0.38616 193.9 0.42445 0.41773 1.72334 15-16 401102回风顺槽 306.65 1.08 286.71 1.04 404.6 21.23 20.88 1.109306 -78 216.98 0.05 22.42 0.27657 139.0 0.31337 0.29942 1.23352 16-17 401102回风顺槽 286.71 1.04 276.20 1.04 586.6 21.58 20.95 1.108395 54 114.29 -0.01 22.44 0.33433 168.3 0.27333 0.36211 1.49016 17-18 401102回风顺槽 276.20 1.04 268.94 0.90 644.3 23.22 21.67 1.107925 107 78.84 0.15 22.40 0.37066 186.0 0.33242 0.40146 1.65466 18-19 401102回风顺槽 268.94 0.90 275.95 1.13 335.6 24.84 22.24 1.105005 180 -75.91 -0.25 27.96 0.13284 103.8 0.27292 0.14426 0.47516 19-20 401102回风联巷 275.95 1.13 283.97 1.62 116.4 24.90 22.34 1.103922 137 -86.88 -0.74 40.45 0.03017 49.4 0.17919 0.03279 0.07457 20-21 401101回风顺槽 283.97 1.62 311.57 3.08 331.6 24.55 21.69 1.105536 426 -299.35 -3.80 74.20 0.02231 122.8 0.04592 0.02422 0.03007 21-22 401盘区一号回风打巷 311.57 3.08 314.00 3.75 283.6 23.87 20.87 1.105659 102 -26.36 -2.55 88.87 0.00926 73.1 0.02127 0.01005 0.01042 22-23 回风井底西回回风巷 314.00 3.75 309.00 7.96 103.5 26.19 24.29 1.105274 3 54.21 -27.20 228.59 0.00057 30.0 0.00410 0.00062 0.00025 23-24 回风立井 309.00 7.96 912.00 8.66 670 31.56 25.70 1.071162 6520 -6336.38 -3.93 297.98 0.00202 179.7 0.00369 0.00227 0.00068 4.2自然风压估算
采用平均空气密度法估算。即用阻力测定所获得的各段空气密度和高差值，若高差不等，则按高度加权平均求进、回风侧平均密度值ρ进均、ρ回均即可。其计算公式如下：
ρ均=（20）
hN=gZ（ρ进均—ρ回均）（21）
式中Z——进风井口、回风井口中的最高点与矿井最低点之间高程差；测定路线中标高最高点为24测点912.0m，标高最低点为18测点268.942m，高程差643.1m；
Zij——进风段或回风段中i、j测点的标高差，m；
ρij——i、j测点间的平均空气密度，；
ρ进均——进风侧的平均空气密度，ρ进均=1.110109；
ρ回均——回风侧的平均空气密度，ρ回均=1.095636；
n——进风段或回风段的测段数；
hN——自然风压，Pa。
经估算本次测定路线hN≈91.3Pa。
4.3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，本次通风阻力测定精度检验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：
(22)
其中(23)
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；
∑hr——主干测线各测段阻力之和，Pa；
——通风机风流入口处测点断面的空气密度，；
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，以及其它与通风机装置静压相关的参数，见表4.7。
表4.7孟村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） 风硐静压断面积（m2） 风机风量（m3/s） 空气密度(kg/m3) 2510 34.40 297.98 1.037822 实测计算矿井各测段累加阻力值
∑hr=2544Pa
ht=2510-1.037822×（/34.40）2/2+=2562.37Pa
现将孟村煤矿实际测定的通风总阻力值代入式（22）来计算测量误差η，即：
η=（︱2562.37–2544︱）/2562.37×100%=0.72%
可见，本次测量路线测量误差在允许范围之内（＜5％），满足通风阻力测定精度的要求。能够造成这一阻力测定误差原因主要有以下几点：
井巷面积测量的误差直接影响风量计算的准确程度；
局部地点风流不稳定；
测点标高数据的误差；
测量方法本身的误差；
测定仪器、仪表的误差。
5.矿井通风阻力测定结果分析
5.1通风阻力分布
5.1.1通风阻力分布情况
矿井通风系统中风路可分为进风段、用风段和回风段。测定的孟村煤矿通风路线上通风阻力分布情况（百分比）详见表5.1。
表5.1孟村煤矿通风系统通风阻力分布表
阻力及比重值
项目 进风段 用风段 回风段 阻力值(Pa) 506.5 1755.0 282.8 比例（%） 19.91 68.98 11.11 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，而孟村煤矿目前通风系统实际矿井通风路线阻力分配比近似为2:7:1。
该矿通风系统通风阻力分布中用风段通风阻力所占比例较大。目前该矿进风段和回风段通风阻力较小，分析认为该矿通风系统进、回风巷道断面较大，导致进、回风阻力占总阻力百分比较少；用风段中通风路线较长，导致通风系统用风段阻力占总阻力百分比较大。
5.1.2通风阻力坡度图
本次所测定的孟村煤矿矿井通风路线上通风阻力坡线图参见图5-1。由图5-1中的曲线可以看出：矿井通风阻力变化趋势较单一。总体而言，随着矿井井巷长度的增长，阻力逐步变大。
图5-1孟村煤矿通风系统实测通风阻力坡线图
5.2摩擦阻力系数
本次测量计算得到了孟村煤矿部分井巷摩擦阻力系数，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、一些井巷内有堆积物、井巷长度取值与实际长度值的偏差等因素造成的结果。另外，在本次通风阻力过程中，还针对403盘区部分巷道进行了专门的摩擦阻力系数的测定工作，根据现场实际情况，本次共选取了三个测段进行了测定，测定结果见表5.2、表5.3。希望该测定结果对矿井今后通风系统管理及通风系统改造提供数据支撑。
表.2403盘区巷道气压计法测试记录整理汇总表 202年月日
表通风阻力测定计算汇总表 202年月日 测段序号
测段巷道名称 始测点 末测点 长度(m) 面积(m2) 周长(m) 平均
密度
(kg/m3) 静压差（Pa） 位压差（Pa） 动压差（Pa） 测段
风量
(m3/s) 巷道风阻(N·s2/m8) 阻力(Pa) 摩擦阻力
系数（N·s2/m4） 标准风阻(N·s2/m8) 百米风阻(N·s2/m8) 标高(m) 风速(m/s) 标高(m) 风速(m/s) 403盘区一号回风大巷 286.734 2.41 314.083 2.6 610.8 26.79 19.85 1.106240 324 -296.80 -0.54 66.78 0.00598 26.67 0.0095 0.00649 0.00896 3-2 403盘区辅运大巷 326.725 3.81 280.382 2.49 814.3 25.32 19.30 1.116191 -441 507.45 4.62 78.22 0.01162 71.07 0.0120 0.01249 0.01485 5-6 中央一号回风大巷 349.751 2.26 344.046 2.04 589.5 22.61 25.52 1.101726 -41 61.66 0.53 48.45 0.00903 21.19 0.0069 0.00983 0.01863
5.3矿井等积孔
矿井等积孔的计算公式为：
(26)
式中A——等积孔，m2；
Q——风量，m3/s；
H——井巷阻力，Pa。
孟村煤矿矿井等积孔的计算参数和计算结果见表5.4。
表5.4孟村煤矿通风系统矿井等积孔计算结果表
通风阻力（Pa） 矿井总风量（m3/s） 等积孔(m2) 2544 297.98 7.02
矿井等积孔为：
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井总等积孔为7.02m2。可见，孟村煤矿矿井等积孔大于2m2，表明目前该矿井通风系统属通风容易矿井。
6.结论
（1）通过孟村煤矿过401102回采工作面线路的矿井通风系统各段阻力的测定，取得了各段的风量、阻力、风阻值及相关参数的实际数值，经测定可靠性校验，测定结果与矿井通风实际情况基本吻合，通风阻力测定的数据可用于生产期间的通风系统管理。
（2）本次通风阻力测定，是在矿井通风系统较稳定的时间段内测定的，实测数据具有较高的精度。实测风系统通风总阻力Pa，估算自然风压为Pa，总回风量为m3/s，当班主通风机房U型水柱计读数为Pa，经测定及计算，其相对误差为%，小于5%，符合测定精度要求。测定结果准确可靠，可作为该通风系统优化改造、调节风量的依据。
%，采区用风段阻力Pa，占全矿井通风阻力的%。
m2[＞2m2]，表明现阶段该矿井通风程度属于通风容易。
参考文献
1.赵以蕙,矿井通风与空气调节,(徐州)中国矿业大学出版社,1989
2.张惠忱,计算机在矿井通风中的应用,(徐州)中国矿业大学出版社,1991
3.国家安全生产监督管理总局,煤矿井工开采通风技术条件（AQ1028-2006）,2006
4.国家安全生产监督管理总局,矿井通风阻力测定方法（MT/T440-2008）,2009
5.国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程,2016
1
神木香水河矿业有限公司
7
陕西长兴智海信息科技有限公司
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司I
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司10
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司27
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司33
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司41
陕西彬长孟村矿业有限公司矿井通风阻力测定报告
陕西长兴智海信息科技有限公司42
|
|
