唐山礦通風(fēng)阻力測(cè)定與分析

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1、唐山礦通風(fēng)阻力測(cè)定與分析張瑞江（開灤唐山礦河北唐山063000）摘要：通過對(duì)唐山礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行阻力測(cè)定，分析了目前礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布情況，找出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化，提供基本的通風(fēng)技術(shù)參數(shù)。關(guān)鍵詞礦井通風(fēng)阻力測(cè)定分析1唐山礦通風(fēng)系統(tǒng)概況唐山礦始建于1878年，年產(chǎn)量為300萬(wàn)噸/年。礦井現(xiàn)有11水平南翼、12水平北翼、西翼、南翼、13水平南翼、14水平及鐵路煤柱一采區(qū)、二采區(qū)等生產(chǎn)區(qū)域。唐山礦井深巷遠(yuǎn)，最大通風(fēng)流程16000m，礦井主要開拓方式為單翼多水平階段石門開采，現(xiàn)生產(chǎn)及延伸水平有11、12、13、14水平，各水平主要進(jìn)、回風(fēng)巷位于同一水平，中

2、間通過聯(lián)絡(luò)橫管聯(lián)系。唐山礦歷年來(lái)局批復(fù)均為高瓦斯礦井，2002年鑒定瓦斯絕對(duì)涌出量為58.624m3/min，瓦斯相對(duì)涌出量為8.178m3/t.d；有5、8、9、12主要可采煤層，各煤層均有煤塵爆炸性危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)為28.61～38.95%，除5煤層外，8、9、12煤層均為自然發(fā)火煤層，發(fā)火期8—12個(gè)月。唐山礦主要進(jìn)風(fēng)井有五個(gè)（1＃、2＃、3＃、9＃、10＃），回風(fēng)井有兩個(gè)（1＃、2＃）。礦井通風(fēng)系統(tǒng)為單翼對(duì)角式（1994年停止中央風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)）。擔(dān)負(fù)礦井通風(fēng)任務(wù)的是兩臺(tái)K4-73-01No32F型離心式通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，配套電機(jī)為兩臺(tái)TD-173-66-10電機(jī)，功率為2

3、500kW。主扇排風(fēng)量180～530m3/s，工作風(fēng)壓為2400～5700Pa，工作方法為抽出式。2、測(cè)定方法2.1測(cè)量?jī)x器、儀表選擇JFY型礦井通風(fēng)參數(shù)檢測(cè)儀、風(fēng)扇式通風(fēng)干濕球溫度計(jì)、風(fēng)表、秒表、皮尺、長(zhǎng)桿等。2.2測(cè)量方法的選擇本次通風(fēng)阻力測(cè)量選擇氣壓計(jì)測(cè)量法，采用同步法測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高、誤差小，受通風(fēng)系統(tǒng)及生產(chǎn)變化影響小，缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)量大。2.3測(cè)點(diǎn)的確定對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)流分、匯處前后均布置測(cè)點(diǎn)。為避免渦流影響,測(cè)點(diǎn)一般設(shè)在距風(fēng)流流入的分風(fēng)點(diǎn)或合風(fēng)點(diǎn)10～15m處。共計(jì)測(cè)點(diǎn)216個(gè)2.4測(cè)算公式⑴空氣密度的測(cè)算5p0.378*φ*Psρ=0.003484--

4、---(1-------------)TP式中：ρ---空氣密度，kg/m3P---空氣的絕對(duì)靜壓，PaT---空氣的絕對(duì)溫度：T=t+273，KPs---空氣的飽和水蒸氣壓力，Paφ---空氣的相對(duì)濕度，%⑵風(fēng)量的計(jì)算S拱型=寬×（高-0.1073×寬），m2S梯型=巷高×巷中寬，m2V均=K×V真Q=V真×S式中：Q---風(fēng)量，m3/sS---巷道的斷面積，m2V均---巷道的平均風(fēng)速，m/sV真---由風(fēng)表風(fēng)速較正曲線查得的真實(shí)風(fēng)速，m/sK---校正系數(shù)，K=（S-0.4）/S⑶速壓的計(jì)算V2hV=-------×ρ2式中:hV---測(cè)點(diǎn)的速壓，PaV---測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)速，m

5、/sρ---空氣的密度，kg/m3⑷井巷通風(fēng)阻力的計(jì)算本次阻力測(cè)定采用氣壓計(jì)同步法h1-2=（P1-P2）+(hv1-hv2)+(Z1-Z2)×g×ρ1-2式中:h1-2---測(cè)點(diǎn)1至2間的通風(fēng)壓力，PaP1，P2---測(cè)點(diǎn)1、2的絕對(duì)靜壓，Pahv1，hv2---測(cè)點(diǎn)1、2的速壓，PaZ1，Z2---測(cè)點(diǎn)1、2的標(biāo)高，mg---重力加速度，取9.81m/s25ρ1-2---測(cè)點(diǎn)1至2間的空氣平均密度，kg/m3ρ1-2=1/2（ρ1+ρ2）⑸、井巷的風(fēng)阻及摩擦阻力系數(shù)的計(jì)算h1-2R1-2=-------Q21-21.2R標(biāo)1-2=-------R1-2ρ1-2式中：R1-2---

6、測(cè)點(diǎn)1至2的實(shí)測(cè)風(fēng)阻，N·S2/m8h1-2---測(cè)點(diǎn)1至2的通風(fēng)阻力,PaQ1-2---測(cè)點(diǎn)1至2的風(fēng)量,m3/sR標(biāo)1-2---測(cè)點(diǎn)1至2的井巷標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻,N·S2/m8ρ1-2----同上,kg/m33測(cè)定結(jié)果按照礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的要求，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖各個(gè)主要區(qū)域進(jìn)行測(cè)定，主要區(qū)域通風(fēng)阻力分布狀況如表1,礦井內(nèi)外部漏風(fēng)如表2主要進(jìn)、回風(fēng)巷風(fēng)量分配如表3。4礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的精度檢驗(yàn)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)圖繪制現(xiàn)狀通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，將阻力測(cè)定數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模擬。4.1應(yīng)用軟件現(xiàn)狀通風(fēng)模擬所使用的軟件為中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)采礦研究室研制的FORTRAN語(yǔ)言礦井穩(wěn)態(tài)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解

7、算軟件。主要區(qū)域通風(fēng)阻力分布狀況表1序號(hào)系統(tǒng)名稱系統(tǒng)阻力進(jìn)風(fēng)段用風(fēng)段回風(fēng)段阻力Pa%阻力Pa%阻力Pa%1鐵一9s系統(tǒng)3365.33748.5222.24855.5925.421761.4252.342西翼系統(tǒng)3365.9791.823.52954.328.351619.848.133鐵一5s系統(tǒng)3377.5933.7427.64616.6118.261827.254.104北翼系統(tǒng)3367.7788.423.42687.520.411891.856.17