【正文】 960606161626263636464674 測定結(jié)果分析及通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀評價 阻力測定精度的評價主測路線實測礦井通風(fēng)總阻力： h阻測 = ∑h阻AB ()式中：h阻測——實測礦井的通風(fēng)阻力，Pa； h阻AB——實測巷道AB段的通風(fēng)阻力，Pa。同時為便于與同類巷道相互比較，以及為計算或設(shè)計后期通風(fēng)系統(tǒng)，需要將實測的α換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值，其換算公式如下所示： ()式中：α標(biāo)——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(ρ= kg/m3)巷道的摩擦阻力系數(shù)，NS2/m4；α——實測巷道的摩擦阻力系數(shù)，NS2/m4；ρ——實測巷道的空氣密度，kg/m3； h阻AB——主測路線上各段間的通風(fēng)阻力，Pa。兩測點AB間的通風(fēng)阻力h阻AB為： h阻AB =ΔhS +ΔhZ +ΔhV () 式中： h阻AB——兩測點AB間的通風(fēng)阻力，Pa； ΔhS——兩測點AB間的靜壓差，Pa； ΔhS =PA PB + ()式中：PA，PB——A,B兩測點上兩臺儀器的同時讀數(shù)值，Pa； ——兩臺儀器的基準(zhǔn)及變檔差值校正，Pa； ΔhZ ——同上； ΔhV——兩測點A,B間的動壓差，Pa； () 式中：——同上； vA , vB——A,B兩測點斷面上的平均風(fēng)速，m/s。井巷風(fēng)量： Q = V實 () 式中： ρ——空氣密度，kg/m3； P——空氣絕對靜壓，Pa； φ——空氣相對濕度，%； Ps——飽和水蒸氣分壓力，Pa； t——空氣溫度，℃。以精密氣壓計測阻法中基點法完成本次測定工作。 梁北礦通風(fēng)阻力測定路線根據(jù)該礦通風(fēng)系統(tǒng)的具體情況，選擇一條主測線路和一兩條輔測線路。另外，只有以井巷風(fēng)阻作為基礎(chǔ)參數(shù)，才可解算礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計優(yōu)化的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)選主要通風(fēng)機裝置，最終給出一個最優(yōu)的通風(fēng)系統(tǒng)方案。運用在礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化工作中。中央風(fēng)井預(yù)計于2012年9月份投用，服務(wù)于21采區(qū)通風(fēng)，實現(xiàn)21采區(qū)的獨立通風(fēng)。11采區(qū)配風(fēng)量8600 m3/min（目前由于采區(qū)硐室增加等因素，配風(fēng)量不足，實際需風(fēng)量10400 m3/min），21采區(qū)（修復(fù)）配風(fēng)量1700 m3/min，32采區(qū)開拓工程配風(fēng)量2800 m3/min。東風(fēng)井安裝兩臺BDK8N032型防爆對旋軸流式通風(fēng)機，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用,額定風(fēng)量6000～16000m3/min，承擔(dān)著全礦井的通風(fēng)任務(wù)。二1煤自燃等級為Ⅲ類不易自燃，最短發(fā)火期為82d?！?5176。礦井開拓方式為立井單水平上下山開拓，生產(chǎn)水平為550m水平。礦井尚未進(jìn)行技術(shù)改造、整合改造或改擴建，但對原設(shè)計的采煤工藝進(jìn)行了變更，由原來的綜采放頂煤工藝變更為大采高綜采一次采全高。梁北礦由河南省新峰礦務(wù)局于1990年開始立項，1992年經(jīng)中華人民共和國能源部批準(zhǔn)開始建設(shè)。梁北礦隸屬河南省神火集團，企業(yè)性質(zhì)屬于股份制企業(yè)。以前的通風(fēng)需求是很小的，但是隨著開采深度的增加對通風(fēng)的要求會更高。要保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)，就必須掌握礦井主要通風(fēng)機的工況點和井下通風(fēng)網(wǎng)路中的各種通風(fēng)基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)。而及時、準(zhǔn)確地獲得和控制全礦井通風(fēng)環(huán)境技術(shù)參數(shù)，則是實現(xiàn)安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的重要保障。眾所周知，受生產(chǎn)條件的制約，礦井井下自然災(zāi)害嚴(yán)重，傷亡事故較多。而通風(fēng)系統(tǒng)是否合理，與通風(fēng)機裝置的性能及與之匹配的井下網(wǎng)路系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。隨著礦井開采的繼續(xù)，礦井通風(fēng)阻力的大小和分布也會發(fā)生變化。1礦井概況 礦井概況梁北礦位于河南省禹州市城南6km，以禹州市為起點，東距許昌市37km，西經(jīng)登封至洛陽市160km，南至襄城縣37km，至平頂山約62km，向北經(jīng)新鄭至鄭州80km。礦區(qū)內(nèi)部有專用運煤鐵路與平禹準(zhǔn)鐵路相接，礦外有專用公路與鄭平公路和禹郟公路相接，路面平坦，風(fēng)雨無阻，交通十分便利。原批準(zhǔn)的核定生產(chǎn)能力為90萬t/a。礦井可通過風(fēng)機反轉(zhuǎn)進(jìn)行反風(fēng)。煤厚0～，一般厚為3～6m，傾角8176。根據(jù)地質(zhì)報告和煤科總院重慶分院煤樣試驗分析報告，二1煤層具有煤塵爆炸危險性，爆炸指數(shù)為Va=%。進(jìn)風(fēng)井筒有2個，即主井、副井，其中主井井筒直徑5m，；副井井筒直徑6m，；回風(fēng)井筒1個，即東風(fēng)井。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)目前，井下現(xiàn)布置有3個采區(qū)，分別11采區(qū)（生產(chǎn)）、21采區(qū)（修復(fù)）及32采區(qū)開拓工程。 通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃根據(jù)礦井總體發(fā)展規(guī)劃，工業(yè)廣場內(nèi)新施工的混合井工程、中央風(fēng)井（現(xiàn)主井）風(fēng)道及風(fēng)硐已全部完成，中央風(fēng)井風(fēng)機已安裝調(diào)試完成。通風(fēng)阻力測定的主要內(nèi)容和目的是通過測量各種類型井巷的通風(fēng)阻力和風(fēng)量，以標(biāo)定它們的標(biāo)準(zhǔn)摩擦風(fēng)阻值和標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù)值，作為礦井通風(fēng)技術(shù)管理的基本資料。通過礦井摩擦阻力的測算，可以掌握礦井通風(fēng)阻力的分配狀況、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)效率、各礦井主要通風(fēng)機裝置的地點、運行效率以及礦井通風(fēng)能耗等的情況，然后通過論證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟合理性，為是否有進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化改造的必要性提供理論依據(jù)。⑶應(yīng)選擇沿主風(fēng)流方向且便于測定工作順利進(jìn)行的線路作為測定路線。附圖21河南許昌新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司梁北礦通風(fēng)系統(tǒng)圖（）附圖22河南許昌新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司梁北礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（） 測定方法和儀器儀表本次測定選擇精密氣壓計測阻法。梯形： S = HB () U = ()半圓拱： S = B（h+）= B（） () U = 2H+ = ()三心拱： S = B（h+） () U = () 式中：S ——井巷斷面積，m2； B ——巷道寬度（梯形為平均寬），m； H ——巷道高度，m； h ——巷道拱基高，m； U ——巷道周長，m。V真 () 式中：V實——實際風(fēng)速，m/s； V真 ——表測風(fēng)速，m/s； K ——測風(fēng)方法校正系數(shù)； () 式中：S ——實測斷面，m2； c ——常數(shù)。礦井自然風(fēng)壓計算： HN == = ∑(ΔhZ) () 式中： HN ——礦井自然風(fēng)壓，Pa ； ΔhZ ——同上 。對于實測巷道的摩擦阻力系數(shù)由下式計算 ()式中：α——實測巷道的摩擦阻力系數(shù)，NS2/m4；R——同上；S——實測巷道的斷面積，m2；L——實測巷道的長度，m；U——實測巷道斷面的周長，m。 0高標(biāo) 對表3000檔39。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析 礦井通風(fēng)阻力分布狀況礦井通風(fēng)阻力沿程分布狀況如圖31所示。而服務(wù)年限較長的礦井由于礦井開拓范圍較大，回風(fēng)巷道變形等原因一般會導(dǎo)致回風(fēng)段阻力偏大，一般認(rèn)為此時的回風(fēng)段阻力不超過50%即基本合理。礦井東風(fēng)井總回風(fēng)量為Q1＝，主測路線Ⅰ通風(fēng)阻力h1= Pa，則主測路線Ⅰ系統(tǒng)的礦井等積孔為：主測路線Ⅰ系統(tǒng)的礦井風(fēng)阻為：從礦井等積孔、礦井風(fēng)阻值總體來看，河南省許昌市新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司梁北礦屬于通風(fēng)難易程度為容易的礦井。（3）從礦井阻力分布來看，三段阻力分布基本合理。21采區(qū)是梁北礦首采區(qū)的下山采區(qū)，32采區(qū)目前處于開拓階段，三個區(qū)域的通風(fēng)任務(wù)均由東風(fēng)井負(fù)擔(dān)，總風(fēng)量較大，導(dǎo)致礦井負(fù)壓偏高，井下局部地點風(fēng)速超限。見附圖一，梁北礦采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀。2．回風(fēng)巷道失修較多，有效通風(fēng)斷面不足。礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化主要從兩個方面采取措施：一方面，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)21采區(qū)的獨立通風(fēng)，減少11采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)量；另一方面，增加11采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力，保證足夠的回風(fēng)巷道的斷面，消除回風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)速超限現(xiàn)象。預(yù)計2012年9月份進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，中央風(fēng)井將服務(wù)于21采區(qū)通風(fēng)，21采區(qū)將實現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)。預(yù)計工期3年，改造資金2515萬元。11輔助進(jìn)風(fēng)上山1185m，11皮帶上山902m，11軌道上山1214m，刷擴總工程量為19905 m179。3）方案三：新掘一條回風(fēng)上山，由三進(jìn)兩回形成三進(jìn)三回新掘一條回風(fēng)上山，位置在11回風(fēng)上山東側(cè)，計劃巷道間距30m。合計出矸量為40564 m179。見附圖4，11采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案三。利于巷道全面的維護，提高其利用率。因在回風(fēng)作業(yè)工程量大，工期長，拉底須全礦停產(chǎn)，嚴(yán)重影響礦井原煤產(chǎn)量及開掘進(jìn)尺。施工均為刷擴老巷道，施工工藝比較簡單。對回風(fēng)上山落底時較方案一對原煤產(chǎn)量和采掘進(jìn)尺有一定影響。相對較少。為11回風(fēng)上山拉底采用皮帶出矸創(chuàng)造了條件，可以加快11回風(fēng)上山清矸速度。6 梁北礦通風(fēng)優(yōu)化改造后通風(fēng)能力核定 改造后通風(fēng)概況 通風(fēng)方式、方法礦井通風(fēng)方式為中央分列與中央并列混合抽出式，11采區(qū)、21采區(qū)實行分區(qū)通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定、可靠。 礦井瓦斯等級、礦井瓦斯等級、瓦斯和二氧化碳的絕對、相對涌出量礦井為煤與瓦斯突出礦井，；。東風(fēng)井安裝兩臺BDK8№32型防爆對旋軸流式通風(fēng)機，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用,額定風(fēng)量6000～24000m3/min。依據(jù)2013年礦井生產(chǎn)經(jīng)營計劃：11采區(qū)布置有2個采煤工作面（一采一備），6個掘進(jìn)工作面，采區(qū)布置有2條專用回風(fēng)巷道。所有采掘工作面及炸藥庫、充電硐室、瓦斯泵站、采區(qū)變電所及泵房等硐室均實行獨立通風(fēng)。Q采= 200=2072m3/min2）按回采工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速計算（見表1）Q采= 60V采 S采 （m3/min）V采——回采工作面風(fēng)速，m/s；S采——回采工作面的平均斷面，m2；Q采= 60 = 1491 m3/min3）按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)計算每人供風(fēng)量≮ 4 m3/min；Q采＞ 4 N （ m3/min）N——回采工作面最多人數(shù)，考慮以交接班時間內(nèi)兩班人數(shù)進(jìn)行計算；Q采＞4852=680m3/min4）按風(fēng)速進(jìn)行驗算：15S＜Q采＜ 240S表1 回采工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速選擇表回采工作面空氣溫度℃回采工作面風(fēng)速 m/s配風(fēng)調(diào)整系數(shù)＜2020～23～～23～26～～26～28～～28～30～～S——回采工作面平均斷面，m2。掘進(jìn)工作面的需要風(fēng)量，選用230kw對旋式高效局部通風(fēng)機供風(fēng)，額定風(fēng)量360～630 m3/min，煤巷掘進(jìn)工作面采用爆破落煤，一般一次爆破最大炸藥消耗量為3kg，巖巷掘進(jìn)工作面采用光爆工藝，一般一次爆破最大炸藥消耗量為12kg；掘進(jìn)工作面小班最多出勤人數(shù)24人。同時還應(yīng)保證局部通風(fēng)機吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間的風(fēng)速，以防止局部通風(fēng)機吸入循環(huán)風(fēng)或這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯，造成瓦斯積聚。煤巷掘進(jìn)工作面：Q煤掘 ＞ 4 24 2 = 192m3/minQ煤掘 ＞ 253 = 75 m3/min巖巷掘進(jìn)工作面：Q巖掘 ＞ 4 24 2 = 192 m3/minQ巖掘 ＞ 2512 = 300 m3/min4）按風(fēng)速進(jìn)行驗算：9S＜Q巖掘＜ 240S （m3/min）15S＜Q煤掘＜ 240S （m3/min）S——掘進(jìn)工作面平均斷面，m2。+Q硐n∑Q硐——所有獨立通風(fēng)硐室需要風(fēng)量總和，m3/min；Q硐式中：V為爆破材料庫的體積，m3。 Q 硐n——各其它井巷需要風(fēng)量，m3/min；按其風(fēng)速驗算：Q其i＞ 9 S其i (m3/min)S其i——第 i個其它井巷斷面，m2。礦井總需風(fēng)量Q總=（∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）.K （ m3/min）∑Q采——采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和，m3/min；∑Q備——備用工作面實際需要風(fēng)量的總和，m3/min；∑Q掘——掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q硐——硐室實際需要風(fēng)量的總和，m3/min；∑Q其它——礦井除了采、掘、硐室地點以外的其它巷道實際需要風(fēng)量的總和，m3/min；K ——礦井通風(fēng)系數(shù)，（～，～）。④22采區(qū)有1個巖巷掘進(jìn)工作面，即22采區(qū)總回風(fēng)巷。Q總132=2100+6704+6706+2310+270 =11380m3/min ③21采區(qū)有5個巖巷掘進(jìn)工作面，即21071底抽巷、21軌道下山延伸、21皮帶下山延伸、21西回風(fēng)下山延伸及21輔助進(jìn)風(fēng)斜巷。11071備采工作面平均傾斜長156m，