卷子坪煤矿通风阻力测定实施方案

卷 子 坪 煤 矿

矿井通风阻力测定实施方案

三维红坭矿业有限责任公司 二〇一一年六月二十八日

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卷 子 坪 煤 矿

矿井通风阻力测定实施方案

根据《煤矿安全规程》第119条:“矿井每3年至少进行1次矿井通风阻力测定”的规定，卷子坪煤矿决定于2011年7月开展矿井通风阻力测定工作，为认真做好本次测定工作，特编制矿井通风阻力测定工作方案。

1 目的和意义

1.1 掌握矿井通风基本参数，完善基础技术资料。

1.2 实现通风系统管理科学化。通过矿井通风阻力测定，并对通风网路进行解算，发现通风系统存在的问题，针对问题提出解决的措施和办法。在此基础上开展矿井通风系统评价体系研究，建立矿井通风系统评价准则和评价方法。

1.3 锻炼队伍、提高通风管理人员的业务素质。 1.4 为优化矿井通风系统，做好前期调查工作。

2 测定时间

2011年6月29日至7月1日:按测定方案要求，线路选择，布臵测点并作好标记。

2011年7月1日：准备测定工具。 2011年7月2日：业务培训、实际操作演练 2011年7月3日：矿井阻力测定。

3 组织领导

为确保方案顺利实施，卷子坪煤矿成立矿井通风阻力测定工作领导

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小组。

组 长：陈贵清 副组长：罗忠贵

成 员：唐大恩 王永伟 肖礼刚 孙建军 孙富祥 刘成仪 孙柏林 蒋贤君 李永松 李祖平

矿井阻力测定小组负责组织、指挥、实施本方案及进行参数的测量工作。

4 测定方法

5.1压差计法

用皮托管、U形压差计测量出风流中两点间的势压差，用风表、空盒气压计、通风干湿温度计测量出风速及空气密度的相关参数，计算出两点间的动压差，再计算出两点间的通风阻力。 5.2测定原理

测定巷道1、2两断面之间的通风阻力，仪器布臵如下图所示。

a图中，作用在压差计A端的压力为p1-ρgz，作用在压差计B端的压力为p2，故压差计的读数p读应为：

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p读=（p1-ρ1-2gz）-p2= p1-p2-ρgz

式中p1 p2—分别为1、2两测点风流的绝对静压，pa

Z—1、2两测点的标高差，m

ρ—1-2两测点风流空气密度的平均值，按ρ1-2=（ρ1+ρ2）/2计算kg／m3

g—重力加速度 取9.8m/S2

b图中，作用在压差计A端的压力为p1，作用在压差计B端的压力为p2+ρgz，故压差计的读数p读应为：

p读=p1-（p2+ρgz）= p1-p2-ρgz

上两式说明：U形压差计的p读为1、2两断面之间的静压差与位压差之和（势压差）。且不论将压差计放在2点之后，1点之前或1、2两点之间，其测量结果是相同的。

根据伯诺利方程，1、2两段面之间的通风阻力为：

h阻1-2=（p1-p2）+（0-ρgz）+（ρV12 /2- ρV22/2）= p读±△hd 式中△hd—1、2两点间的动压差

V1、V2—1、2断面的平均风速

上式说明：用U形压差计测通风阻力时，需经过动压校正，即1断面的平均动压大于2断面的平均动压时，△hd为正值，反之为负值。

5 准备工作

5.1线路选择 5.1.1原则

对矿井通风系统进行详细调查，根据不同的目的选择测量路线。若为全矿性阻力测定，则首先选择风路最长、风量最大的干线为主要测量

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线路，然后再决定其他次要线路，以及那些必须测量的区段。若需进行网路解算，还需满足网路解算的要求。 5.1.2线路选定

通过对矿井通风系统图进行认真研究、分析，绘制了通风网络图，选择了测定线路，并在通风系统图上标出了各测点位臵。

测定线路：

+1600运输平峒→+1600水平车场→集中轨道上山→+1830总回风平峒→引风峒→地表 5.2测点布臵

⑴ 首先在通风系统图上按选定测定线路布臵测点，并按顺序编号（详见通风系统图）。然后再按井下实际情况确定测点位臵，并作标记。 本次测定线路共布臵5个测点.

⑵ 选择测点时应满足下列要求：

① 测点应在分风点或合风点前(或后)处选定。选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；

② 需要在巷道转弯处、断面变化大的地方选点时，选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；

③ 测点前、后3m内巷道应支护良好，巷道内无堆积物； ④ 两测点间的压差应不小于20Pa

⑤、测点应尽量避免靠近井筒和风门，选择在风流比较稳定的巷道内。

⑥、测段长度（两测点间距）：在平巷中为150-450m，在斜井中为100-300m。 5.3测定仪器及工具

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⑴ 普通型空盒气压计3台，测量范围80-106kPa，最小分度值50Pa； ⑵ U型压差计5台，测量范围0～4000Pa，最小分度值10Pa； ⑶ 通风干湿温度计2台，测量范围-25～+50℃，最小分度值0.2℃； ⑷ 皮托管5台，校正系数0．990～1．01； ⑸ 风速表：高、中、低速各两块，要求见下表： 分 类 测量范围，m／s 低速 0.3～5 中速 0.5～10 高速（叶轮） 0.8～25 ⑹ 秒表5块：最小分度值0.1s； 启动风速，m／s ≤0.2 ≤0.4 ≤0.6 ⑺ 卷尺：5m钢卷尺5把，50m皮尺3把； ⑻ 胶管：长度500m+500m，内径4～5mm；

⑼ 管接头50个：内径3～4mm，外径5～6mm，长度50～80mm； ⑽ 三角架5个; ⑾ 打气筒2个； ⑿ 小刀两把;

⒀ 通讯工具（如灾区电话） ⒁记录表格若干。 5.4人员组织、分组分工、培训 5.4.1人员组成

测量人员主要由三维红坭矿业有限责任公司相关专业技术组人员组成。 5.4.2分组分工

⑴ 根据矿井实际，选定的测定线路必须在一个工作班内测完，考虑到该测定线路较短，故将测定人员并为一组，从入风侧开始测起（即

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从1号测点起），直至回风侧。

⑵ 本次测定工作安排2个组，井下参数测定安排1个组，共9人， 2人负责安设皮托管（即安设三角架），4人负责敷设胶管，1人测风，1人负责测空气湿度及绝对静压，1人负责测压和记录；地面通风机房记录水柱计示数安排1个组1人。其具体人员分组、分工安排详见下表

通风阻力测定人员分组、分工安排表

测定负责人 工作安排 （组长） 唐大恩 王永伟 1、顺风流方向（从1#测点开始）测定。 肖礼刚 2、1人负责测风量。 第 孙建军 3、1人负责测干湿温度、大气压力及温度。 一 孙富祥 罗忠贵 4、4人负责敷设胶管。 刘成仪 组 5、2人负责安设三角架、打气并接好红胶管。 孙柏林 6、1人负责测压并做记录 蒋贤君 李永松 第二李祖平 陈贵清 每隔20分钟记录一次主通风机房水柱计示数 组 5.4.3培训 组测定人别 员 由阻力测量组统一对测量人员进行培训，具体时间为2011年7月2日。

5.5测定时信号传递方式

由于测定路线较长，用手势、灯光等信号来进行信号联络不方便，为此，利用救灾电话进行联络。当测定两点间皮托管均安设好后，由压差计安设处读数人员先对胶管打气，等胶管内空气排完后（时间在3-5分钟），打电话给另一处安设压差计人员，开始准备测定，另一边测定

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人员接电话后，可以进行读数测定，读完数后，由压差计读数人员打电话通知已测完，可以收管、移设架子，当测定过程中，发现读数误差较大，由压差计读数人员通知铺设胶管的人员对胶管进行检查，直至找出问题所在，并按上述信号联络方式重新进行测定。

6 参数测量

6.1风压测量

⑴ 从测点1开始，在测点1、2两处用三角架各架设一个皮托管，一般在测点2的下风侧6～8m处安设压差计。待橡胶管内的空气温度等于巷道内的空气温度后（可用打气筒对橡胶管换气），用其将固定于1、2断面的皮托管的静压接口（-端）与U形压差计相连，待压差计液面稳定后读数，并填入表1中，该读数为1、2两点间的势压差。

皮托管应设臵在风流稳定的地点，正对风流，皮托管的静压口要尽量与风流方向垂直。压差计应靠近巷道壁安设平稳。橡胶管要防止折叠和被水、污物等堵塞。

测点1、2测完后，压差计可以不动，将测点1移至测点3位臵，进行测点2、3间的测量。这时仪器位于两测点之间，为减少人体挡风对测值的影响，只需一人测压读数。依次按测点的顺序进行测量，直至全路线测完为止。逆风流方向测定时类同。

⑵ 在进行通风阻力测定的同时，其他人员测量测点的风速、干、湿温度、气压。

⑶ 每隔一定时间（一般20min）读取通风机房水柱计的示数一次。 6.2风速测量

用风速表测量风速，需测量三次，取其平均风速值。并填入表2中。

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6.3大气物理参数测量

用空盒气压计测量大气压力；用通风干湿温度计测量空气的干球温度和湿球温度。并填入表3中。 6.4巷道断面积和周长参数测量

按测点的巷道断面形状，用钢卷尺进行测量。并填入表4中。 6.5测点间距测量

用皮尺测量两测点间的距离（沿巷道中心）。并填入表4中。

7 数据处理

7.1 计算

通过计算，将结果填入表A5。 7.1.1 空气密度计算

ρ=3.484*10-3(P0-0.3779ψ.Psh)/(273.15+t) 式中：ρ—测点的空气密度，kg／m3；

P0—测点的大气压力，Pa； ψ—空气相对湿度，％；

Psh—测点温度为℃时，空气的绝对饱和蒸气压力，Pa； t—测点的空气温度，℃。 7.1.2 巷道断面积和周长计算

按测点巷道断面形状，计算其断面积和周长。 7.1.3 风量计算

Q=S.v

式中：Q—测点的风量，m3／s；

S—测风处巷道断面积，m2；

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v—测风断面的平均风速，m／s。 7.1.4 动压计算

hd =ρ.v2/2

式中：hd—测点的动压，Pa。 7.1.5 通风阻力计算

hr=h+(hd1-hd2)

式中：hr—两测点间的通风阻力，Pa；

h—两测点间的势压差，Pa； hd1—测点1的动压，Pa； hd2—测点1的动压，Pa。 7.1.6风阻计算

R= hr / Q1-22

式中：R—测量段的风阻

Q1-2—测量段的平均风量 7.1.7摩擦阻力系数计算

α= hr S1-2 3/ L U1-2 Q1-2 2 式中：α—摩擦阻力系数，N〃S2／m4；

L—两测点间距，m；

S1-2—两测点巷道的平均断面积，m2； U1-2—两测点巷道的平均周长，m； Q1-2—两测点的平均风量，m3／s。

7.1.8标准状态下的通风摩擦阻力系数值按下式计算：

αb =1.2α/ρ1-2

式中：αb—标准状态下，通风摩擦阻力系数，N〃S2／m4；

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ρ1-2—两测点的平均空气密度，kg／m3。 7.2 校验和数据可靠性分析

⑴ 因测定的数据需换算成标准状态下的数据,所以凡与空气密度有关的数据均需进行校验。

⑵ 将测定线路的通风总阻力与通风机房水柱计的示数（矿井通风阻力）进行比较，如数据偏差在5%以内，说明数据偏差在5%以内的通风总阻力可代表矿井的通风总阻力；否则，应考虑对线路进行重新测量。 7.3 总阻力确定

根据数据可靠性分析确定矿井通风总阻力。 7.4整理风阻（R）值表

根据通风网路解算的要求，整理风阻（R）值表。

8 分析与总结

8.1 分析矿井通风阻力分布情况及其合理性。 8.2 提出改善矿井通风状况的建议。 8.3 此次通风阻力测定工作的经验和教训。 8.4 编写技术报告。

9 测定工作的要求

9.1提前对矿井通风系统进行全面细致的调查,弄清矿井漏风和巷道失修情况,备齐相关资料，如实上报公司。

9.2 为减小测定时的工作量，提前对巷道断面积、周长和测点间距进行测量。

9.3进行测量工作前，所有参与方案实施的人员都必须由测量小组统一培训，并能较熟练地掌握各项相关的操作和方法及注意事项。

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9.4测量所需仪器和工具统一进行购买和保管，供矿井测定时使用。测量仪器需经过计量检定并在有效期内。

9.5所有参与方案实施的人员必须听从领导小组的统一指挥，对方案中的每一项工作、要求都必须严肃认真对待。

9.6 在进行每一项测量工作后，必须及时做好记录，并妥善保存。为保证精度，所有数据保留小数点后两位。 附：1、压差计测压记录表(表1)

2、风速记录表（表2） 3、大气条件记录表（表3） 4、巷道参数记录表（表4） 5、矿井通风阻力测定汇总表（表5） 6、卷子坪矿通风阻力测点布臵示意图 7、卷子坪矿通风网络图

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压差计测压记录表 表1

测点序号 1 2 3 4 5 +1600主平硐 +1600轨道上山车场 50 135 测定地点 压差计读数 仪器校（Pa） 正系数 测点间势能差 （Pa） 50 135 515 190 180 仪器名称型号 K= 备注 +1600轨道上山 515 +1830回风巷 +1830引风硐 190 180 测量日期： 审核人： 测量人：

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风速记录表 表2

测点表速 平均 实际风速 m／s 仪器号 备 注 序号 第一次 第二次 第三次 1 2 3 4 5 156 36 36 290 290 158 35 35 292 292 158 37 37 291 291 157 2.77 36 36 0.3 0.3 291 4.85 291 4.85 测量日期：2011-7-1 审核人：罗忠贵 测量人：蒋贤军 14

大气条件记录表 表3

测点序号 1 2 3 4 5 干温度 湿温度 ℃ 25.8 20 16 18 18 ℃ 22.8 19.8 15.8 17.8 17.8 干湿温度差 ℃ 3 0.2 0.2 0.2 0.2 相对大气仪器名备 湿度 压力 ％ 77 91 90 91 91 Pa 称编号 注 测量日期： 2011-7-1 审核人： 罗忠贵 测量人：王永伟

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巷道参数记录表 表4

巷道规格 测点序号 巷道名称 测点位断面形支架类臵 状 型 上宽 下宽 高 m 1 +1600主平硐 1600轨道上山车场 1600轨道上山 1830总回风 1830总回风引风筒 拱形 喷浆 m 2.8 m 拱基高 m 断面积 M2 周长 m 测点累计测点标高m 备注 间距 长度m m 10 2.8 1.5 7.0 9.68 +1600 2 拱形 喷浆 4.1 2.7 1.6 8.8 12 363 +1600 3 拱形 喷浆 3.4 2.6 1.0 6.1 10 534 +1816 4 拱形 喷浆 2.5 2.2 15 3.75 8 108 +1817 5 拱形 喷浆 2.5 2.2 15 3.75 8 454 +1818 16

矿井通风阻力测定汇总表 表5

测测点序号 +16001 主平硐 +16002 轨道上山 +18303 轨道上山 +18304 回总风 +18305 引风硐 6 巷道名称 段支架类型 喷浆 喷浆 喷浆 喷浆 喷浆 7.0 9.68 0.34 2.77 1.03 测点断面2测点周长空气密度3风速(m/s) 速压（Pa） 测点间速压差（Pa） 测点间势能差测点间通风阻测点间距累计测定距离累计通风阻力风阻 （×10） 4阻力系数（×10） 4标准阻力系数 （×10） 4备注 （m） (m） (kg/m） （Pa） 力（Pa） （m） （m） (Pa) 50 50 10 10 50 6.52 0.102329883 0.454799 8.8 12 0.34 0.3 0.012 1.018 135 135 363 373 185 1.11 0.001146303 0.005095 6.1 10 0.34 0.3 0.012 0 515 -211 534 907 -26 12.01 0.257910447 1.190356 3.75 8 0.34 4.85 3.18 3.168 190 190 108 1015 164 1.9 0.002342222 0.01041 3.75 8 0.34 4.85 3.18 0 180 180 454 1469 344 0.54 2.37039E-05 0.000105

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fnj3.html