王家?guī)X煤礦通風(fēng)阻力測定實(shí)施方案

1、王家?guī)X煤礦通風(fēng)阻力測定實(shí)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(jì)逐點(diǎn)測量法。為提高測量準(zhǔn)確性，全礦井所定全部 測點(diǎn)標(biāo)高由地測部門提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，同時(shí)為了消除地面氣壓波動(dòng)，井下風(fēng)門關(guān)閉和機(jī)車 行駛等原因?qū)Ω鳒y壓點(diǎn)通風(fēng)壓力的影響，在井下設(shè)立了基點(diǎn)氣壓觀測站，用基點(diǎn)觀測到 的氣壓波動(dòng)值校正各測點(diǎn)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(tái)儀器同時(shí)讀數(shù)，且每臺(tái)儀器的讀數(shù)值取2個(gè)，每個(gè)讀數(shù)的間 隔時(shí)間不少于

2、30s，然后取其算術(shù)平均值作為測點(diǎn)氣壓值。主扇靜壓用同一臺(tái)儀器進(jìn)行 測量，以消除不同類儀器之間和風(fēng)機(jī)房測壓儀安裝不正確等因素所產(chǎn)生的誤差。測量之 前對(duì)各儀器進(jìn)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(jìn)風(fēng)斜井變電所井底車場2號(hào)煤中央輔助運(yùn)輸大巷20104工作面帶式輸送機(jī)巷一 20104工作面20104工作面回風(fēng)巷2號(hào)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(hào)煤中央帶式輸送機(jī)大 巷20105工作面帶式輸送機(jī)巷20105工作面20105工作面回風(fēng)巷2號(hào)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(hào)煤中央回風(fēng)大巷碟子溝回風(fēng)斜井；3.2測點(diǎn)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(diǎn)的位置和數(shù)量，并沿測定路線將測點(diǎn)依次編號(hào)。在確定測 點(diǎn)布置位置時(shí)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(diǎn)之前和局部阻力大的地點(diǎn)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(diǎn)。在井下實(shí)測過程中，可根據(jù)井巷的具體條件，將測 點(diǎn)盡量地布置在巷道平直，支護(hù)良好、斷面規(guī)則、前后無雜物、風(fēng)流穩(wěn)定、且易于確定 標(biāo)高的地點(diǎn)，實(shí)際測定時(shí)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)個(gè)別測點(diǎn)可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和增減少數(shù)的測 點(diǎn)。3.3人員組織與分工為使測定工作能夠順利地進(jìn)行，測前對(duì)參與測定的人員進(jìn)行了認(rèn)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(jì)計(jì)數(shù)1人，每隔5分鐘記錄基點(diǎn)氣壓值。（2）井下測壓1人，負(fù)責(zé)測定各測點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。（3）井下測風(fēng)1人，負(fù)責(zé)測定各測點(diǎn)的風(fēng)速，以及測量各測點(diǎn)巷道的斷面尺寸。（4）井下測干、濕溫

5、度1人。（5）記錄1人，負(fù)責(zé)記錄各測點(diǎn)的全面測定數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)記錄的人員除按時(shí)記錄各測點(diǎn)參數(shù)外， 還應(yīng)注意合理的確定氣壓計(jì)的放置位置 及測點(diǎn)個(gè)數(shù)的增減，使儀器盡可能接近標(biāo)高點(diǎn)處。同時(shí)還應(yīng)在通風(fēng)系統(tǒng)示意圖上或記錄 表的測點(diǎn)位置欄中記清測點(diǎn)的詳細(xì)位置。測定前準(zhǔn)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(hào)及生產(chǎn)廠家儀表或用具名稱型號(hào)數(shù)量生產(chǎn)廠家備注數(shù)字氣壓計(jì)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(jī)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(jì)算方法1. 井下大氣物理參數(shù)用通風(fēng)濕度計(jì)測量各測點(diǎn)空氣的干、濕溫度，用氣壓計(jì)測量各測點(diǎn)靜壓，計(jì)算 空氣相對(duì)濕度和密度，具體計(jì)算方法如下。1.1空氣相對(duì)濕度的計(jì)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(shí)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(duì)濕度為：= 100 巴(5)F2Psat1.2空氣密度的計(jì)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(duì)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(jì)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(jì)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(hào)意義同上。2.2風(fēng)量采用線路法用風(fēng)表測量風(fēng)速，計(jì)算通過井巷的風(fēng)量：v以及測點(diǎn)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(diǎn)實(shí)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(jì)算(1)各測段巷道通風(fēng)阻力計(jì)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(diǎn)空氣絕對(duì)靜壓，Pa；P' p'i 分別為讀取Pi和Pi+i壓力值時(shí)，基點(diǎn)校正氣壓計(jì)的相應(yīng)測值，Pa；Ki K2分別為井下測量用氣壓計(jì)與基點(diǎn)校正氣壓計(jì)的校正系數(shù)；其余符號(hào)意義同前。（2）總阻力計(jì)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(jìn)、回風(fēng)井井口不在同一個(gè)水平，進(jìn)、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(biāo)高的巷道以上，進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)兩列垂直空氣 柱的重力壓強(qiáng)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(gè)測點(diǎn)的高差，m；p 第i與i+1個(gè)測點(diǎn)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(biāo)高為 +937.5m,回風(fēng)井出口標(biāo)高 為+1095.0m，井下最低點(diǎn)在三盤區(qū)1#回風(fēng)巷（46#測點(diǎn)），標(biāo)高+882.0m。進(jìn)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(jì)算得到的礦 井自然風(fēng)壓為96.2Pa,計(jì)算結(jié)果表明，目前礦井自然風(fēng)壓會(huì)對(duì)于通風(fēng)阻力產(chǎn)生一定影響。 這是因?yàn)檫M(jìn)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(huì)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(duì)于礦井通風(fēng)阻力的影響還會(huì)增大。4. 風(fēng)阻及摩擦阻力系數(shù)4.1風(fēng)阻的計(jì)算巷道風(fēng)阻計(jì)算公式為：1 十1/Q2 N s2/m8（19）式中Rii+1巷道兩測點(diǎn)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(jì)算

12、：3Q = (Vis,v, dS| 1) /2 m / s式中Vi,vi+i巷道兩測點(diǎn)位置風(fēng)速值，m/s；Si,Si+1巷道兩測點(diǎn)位置斷面積，m2。巷道的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻：(21)2 8Rsii 10Rii 1 / ii 1N S / m式中訂為井下空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的密度，0 = 1.2kg/m3 ；匚i 1 為實(shí)測巷道的平均密度，kg/m3。巷道的百米風(fēng)阻計(jì)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(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻，Ns2/m8。4.2摩擦阻力系數(shù)的計(jì)算計(jì)算公式為：LUN s2 /m4(23)式中Rii+1巷道風(fēng)阻，Ns2/m8;其余符號(hào)意義同

13、前。標(biāo)準(zhǔn)巷道摩擦阻力系數(shù)計(jì)算公式:Pi i 1N s2 /m4式中a s 巷道標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4;其余符號(hào)意義同前三、礦井通風(fēng)阻力測定附表測點(diǎn)序號(hào)巷道名稱測點(diǎn)位置斷面 形狀支護(hù)方式底 寬（m全高（m）周長（m）面積（m）測點(diǎn) 間距（m）附注12345678910111213時(shí)間(hh:mm)絕對(duì)壓 力Pa相對(duì)壓力(mmHO)時(shí)間(hh:mm)絕對(duì)壓力Pa相對(duì)壓力(mmHO)時(shí)間(hh:mm)絕對(duì)壓力Pa相對(duì)壓力(mmHO)時(shí)間(hh:mm)絕對(duì)壓力Pa相對(duì)壓力(mmHO)表3-3 測點(diǎn)絕對(duì)靜壓及測點(diǎn)標(biāo)高表測點(diǎn)序號(hào)巷道名稱測點(diǎn)位置時(shí)間相對(duì)差壓(mmHO基點(diǎn)讀數(shù)(mmH 2O)校正后讀數(shù)(mmH 2O)大氣壓力(Pa)測點(diǎn)標(biāo)高(m)第一次第二次第三次平均1234567891011121314151617181920