矿井通风阻力测试报告双溪

犍为荣翼煤业有限公司矿井通风阻力测定报告

报告编号： 2017-01

测定单位：乐山市五通桥区福源矿业技术服务有限公司矿井名称：犍为荣翼煤业有限公司

测定日期：2017年5月10日

通风阻力测定报告

测定设备环境一览表

1．矿井概况

1.1矿井概况及生产开拓状况

犍为荣翼煤业有限公司始建于1993年，1995年投产，原设计能力为3万吨/年，2012年经技术改造后，形成了9万吨/年的生产能力，2012年核定生产能力为9万吨/年。

犍为县双溪煤矿位于乐山市犍为县城之南西，属双溪乡兰花村管辖，矿区主井口有公路与沐川～乐山二级公路相连通，至犍为约35km，至乐山约95km。交通较为方便。

矿井矿区范围由10个拐点圈定，面积3.7948Km2，开采深度+790m～-100m，矿井准采K3煤层，目前开采K3煤层。采用倾向长壁采煤方法，单体支柱支护采煤工作面，局部填充管理顶板。2014年度矿井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井，其瓦斯绝对涌出量为0.53m3/min， CO2绝对涌出量0.34m3/min，总回风巷瓦斯为0.03～0.04%。（2016年停采未鉴定）

根据四川省煤炭产品质量监督检验站检测：矿井煤层K3煤层煤尘无爆炸危险性，煤层自燃倾向性Ⅲ级，不易自燃。

煤层发生过煤与瓦斯突出现象；未发生过冲击地压现象；无地温异常现象。

1.2矿井通风系统状况

矿井采用分列式通风方式,抽出式通风方法，矿井两台主通风机FBCDZ№16/2×55型防爆对旋轴流式通风机，一台运行，一台备用，配套电机功率2×55kW。采用变频调节，双回路供电，与井下供电实现了风电闭锁。主通风机房安装有水柱计、负压传感器、电流表、电压表、轴承温度巡检仪等仪表。主通风机经资

质机构检验合格。

采区实行分区通风，采掘工作面独立通风。通风构筑物按标准建造。矿井新鲜风流由主、行人井井进入，经井底车场到各水平运输巷，向东西两翼送风，由采区进风巷经采面进风巷，冲洗回采工作面后经采面回风巷到采区回风巷，汇入矿井一翼回风巷，最后由回风斜井排出地面。

采煤工作面采用“W”型通风方式，结构简单，采场漏风少，风流管理容易。掘进工作面采用FBD№4.5/2×5.5型对旋局部通风机压入式通风，使用阻燃、抗静电风筒。

矿井总进风量为1903m3/min，总回风量为1977m3/min，通风阻力为400Pa。矿井等积孔为A＝1.89m2，通风难易程度为中等。

2．通风阻力测定方案

2.1 测定目的

（1）了解矿井通风系统的阻力分布情况；

（2）为生产矿井通风系统优化和合理配风提供基础资料和参数；

（3）为矿井井下灾害防治和风流调节提供必要的基础资料；

（4）为保证矿井的正常生产和增产提效提供依据；

（5）为矿井通风能力核定提供基础参数。

2.2 测定依据

（1）根据《煤矿安全规程》第156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）MT/T440－2008 《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； （6）测点的高程及两测点之间的距离。 测定所用仪器见《测定设备环境一览表》。

2.4 测定方法及步骤

本次测定采用气压计法，使用精密气压计逐点测定。测定时，将二台CZC5便携式多参数测定器携至井下，沿预先选定的测定路线和测点依次进行测定，首先将二台CZC5便携式多参数测定器置于起点1同时测量，B 仪器不动，将A 仪器移至2点，约定时间后同时测量读数。同时各测定器在各测点进行其他各项相关数据的采集，即在各测点测定风流压力的同时，测量同一测点的风速、温度、湿度、断面尺寸等数据，并做好记录，保证测定结果的可靠性。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。

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。

()())()(2

1)22(212122221121221112Z Z g V V P P K P P K h c c R R -++-+---=ρρρρ （1）

式中：K1，K2——分别为两台测定气压计的校正系数；

Pc1，Pc2——分别为校正气压计C在测定气压计读数PR1、PR2测值时上风测点和下风测点的读数，Pa；

PR1，PR2——分别为测量气压计R在上风测点和下风测点的读数，Pa；

ρ1，ρ2——分别为测段前、后测点的空气密度，Kg/m3；

V1，V2——分别为测段前、后测点的风速，m/s；

g——重力加速度，m/s2；

Z1，Z2——分别为测段前、后测点的标高，m。

具体测定采用公式详见MT/T440－2008 《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由矿技术负责人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；

（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/T440－2008《矿井通风阻力测定方法》的要求，结合犍为荣翼煤业有限公司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。

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：

主平硐(1-2)→417m北运输巷(2-3)→1103机巷(3-4)→1103工作面(4-5)→1103北回风巷(5-6)→417m北回风巷1（6-7）→417m北回风巷2（7-8）→417m北回风巷3（8-9）→回风上山1（9-10）→回风上山2（10-11）→回风井风硐（11）。

选定好测定路线之后，即可沿着测定路线布置相应的测点，并依次编号。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。结合现场实际，该矿通风阻力测定线路及测点布置详见附图《犍为荣翼煤业有限公司通风阻力测定线路、测点布置图》。

矿井通风系统主要测定的路线共设11个测点：

1-2(N)→2-3(N)→3-4(N)→4-5(N)→5-6(N)→6-7(N)→7-8(N) →8-9(N) →9-10(N) →10-11(N)。

2.7 测定步骤

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，准备好仪器仪表工具，组织好人员，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。

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，完成报告。

3．通风阻力测定计算

3.1 空气密度计算 饱和水蒸气分压力计算

LnP=12.062-4039.558/（t-235.379）或查表求得 相对湿度查表求得

空气密度按式（1）计算：

00.37790.003484

273.15P P t

ω

φρ-=+ (1)

式中：

ρ—空气密度，3/kg m ；

0P —测点风流的绝对静压，Pa ； φ—空气相对湿度，%； t —空气温度，C ?；

P ω—饱和水蒸气分压力，Pa 。 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： H B S ?= 半圆拱巷道： )B 11.0H (B S -= 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

每测点取三次实际测量风速值，相差不超过5%，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

Q Sv = ……………………………(2) 式中：

Q —测点风量，3/m s ； S —测点面积，2m ； v —测点风速，s m /； 3.5动压计算

动压按式(3)计算：

2

12

v h v ρ=

……………………………(3) 式中：

v h —测点的动压，Pa 。 3.6通风阻力计算

两测点间通风阻力按式(4)计算： '''''''''()()()()rij i j i j ij i j vi vj h k h h k h h g z z h h ρ=---+-+-………(4) 式中：

''',k k —气压计I 、II 的校正系数；

'''',i j h h —气压计II 在测点i ，j 的读数，Pa ； '',i j h h —与'''',i j h h 对应时间气压计I 的读数，Pa ； ,i j z z —测点i ，j 的标高，m ；

ij ρ—测点i ，j 间空气密度的平均值，3/kg m ； 3.7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：

2ij rij ij R h Q = (5)

式中：

ij R —测点i ，j 间的风阻，kg/m 7

；

ij Q —测点i

，j 间风量的算术平均值3m /s 。

3.7.2两点间的标准风阻计算

两点间标准风阻计算按式(6)计算：

1.2

sij i j ij

R R ρ=

(6)

式中：

sij R —标准空气密度下测点i ，j 间的标准风阻，kg/m 7

。 3.7.3巷道标准百米风阻计算

巷道百米标准风阻按(7)计算：

100100

sij ij

R R L =

……………………………………（7） 式中：

100R —巷道百米标准摩擦风阻kg/m 3

； ij L —测点i ，j 间的距离，m 。 3.7.4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：

r rij h h =∑……………………………………（8） 式中：

r h —通风路线的总阻力，Pa ；

rij h —一条通路上所有两测点i ，j 间的通风阻力。 3.8 矿井等积孔计算

矿井等积孔按(9)计算：

A=1.19×（R ij ）1/2……………………………（9） 式中：

R ij ——巷道风阻，kg/m 7； A ——等积孔，m 2。

3.9 系统通风阻力测定误差测定

系统通风阻力测定误差按(10)计算： %100h h h r

r

r 1?'-=

δ (10)

式中

r h —— 全矿井实测通风阻力，Pa ；

r h ′—— 由通风机房水柱计读数计算出的全矿井理论通风阻力，Pa 。

4．通风阻力测定数据及计算

4.1通风系统测定线路测定数据及计算

（1）通风阻力测定原始记录表（见附表1）；

（2）测定数据计算表（见附表2）；

（3）阻力测定参数汇总表（见附表3）。

4.2矿井等积孔的计算

矿井等积孔：A=1.19×（R ij）1/2=1.19×Q/（h ij）1/2=1.19 ×32.95/（426.99）1/2=1.89m2。

4.3测定误差测定

（1）矿井自然风压矿井自然风压：

h n=h自（ρ进-ρ回）*g=5*（-0.0048）*9.8=-0.24Pa。

（2）矿井系统的阻力

矿井通风系统通风阻力h=426.99 Pa。

（3）矿井通风系统的测定误差计算

（4）通风系统阻力分布状况

力分布图》。

5. 矿井通风系统现状评价

5.1通风系统现状评价

根据现场测定，矿井进风量为1903m3/ min，总回风量：1977m3/min，矿井通风总阻力：h=426.99Pa，矿井自然风压：-0.24Pa，矿井等积孔：A=1.89m2，该矿井通风难易程度为中等。对于该矿井的通风状况分析如下：

5.1.1 通风设施

本次矿井通风阻力现场测定过程中，所见风门、风窗等通风设施维护较为正常，主要运输巷道及回风巷道采用摩擦阻力系数较小的砌碹或锚喷形式支护，其它多为锚网支护，巷道壁面平整一般，需要进行支护的巷道也能够规范支护，偶见部分巷道有堆积物或巷道壁面较不规整。采煤工作面风速满足矿井安全生产需求，通风系统管理工作基本到位。

5.1.2 通风阻力分布

矿井系统通风总阻力为426.99Pa，其中测定线路1-4进风段巷道通风阻力合计为195.81Pa，占总阻力的45.86%；4-5用风段巷道阻力合计为10.25Pa，占总阻力的2.4%；5-11回风段巷道通风阻力合计为220.93Pa，占总阻力的51.74%。

5.1.3 通风阻力分析

从测定结果分析可知，犍为荣翼煤业有限公司的回风段阻力占总

阻力的51.74%，尤其是回风上山1、2段的阻力值达210Pa，占矿井总阻力的49.18%。巷道的摩擦阻力与巷道的长度、通过的风量成正比，巷道越长，风量越过于集中，摩擦阻力就会大大增加。回风上山1、2段约2150米。因此，矿井后期如遇通风困难，建议矿井适当地维修回风上山断面，降低风阻和能耗。

5.1.4矿井通风系统现状综合评价

煤矿通风系统简单可靠，通风难易程度为中等，采煤工作面风速满足《煤矿安全规程》要求，矿井通风系统能满足矿井安全生产的通风能力要求，通风系统管理工作到位。

5.2 建议

（1）本次测定过程中工作面运输巷内安装有运输机，对测定过程造成一定的影响，此外偶见巷道内随意停放车辆及堆积其它材料工具等，建议矿井在日后正常生产过程中，应尽量避免主要进、回风巷内避免停放车辆及堆积木料等，特别是在摆放有设备的巷道内，人为增加局部阻力；巷道内堆积物要及时清除或排列整齐，以避免堵塞井巷断面，以减小局部阻力。

（2）矿井应加强风门、调节风门等通风设施的管理和维护。此外，还应加强职工的培训教育，人员经过风门时，不得同时打开两道风门，避免造成风流短路，并根据用风需求合理调整风流的分配。

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附表2 阻力测定数据计算表

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附表 3 巷道阻力测试记录汇总表

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犍为荣翼煤业有限公司通风阻力测定线路、测点布置图

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