煤矿井下通风系统阻力测定实践
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【摘 要】矿井通风阻力测定工作是煤矿安全生产的一项重要工作。本文以贵州某煤矿通风阻力测定为背景，对通风阻力测定的原理与方法作以简要介绍，并对此次通风阻力测定的结果进行了分析，为煤矿的通风安全管理工作提供了理论依据。
【关键词】矿井通风；通风阻力；结果分析
引言
风排瓦斯是治理瓦斯事故的必经途径，矿井通风阻力测定是煤矿安全管理重要内容之一。通过测定矿井通风阻力可掌握矿井通风系统现状和必要的技术参数，为矿井安全生产和井下职工安全提供可靠的技术保障。《煤炭安全规程》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生产系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。按照《煤炭安全规程》，对通风系统进行了全面的、系统的测定，全面了解了通风系统现状，是通风系统扩建、改造及制定各种通风安全措施的重要基础。
1 矿井通风概况
某矿现有的生产采区有十采区、北一采区、北二采区、七采区、八采区，其中十采区为主要生产采区，北一、北二采区通风系统不够完善，通风能力相对不足，未达到各30万吨的设计能力，七采区已处于收尾阶段。2012年末可开采储量为3300.3万吨。
（1）矿井现有通风系统为两翼对角抽出式，矿井进风井有四个，+295主平硐进风、+400大同沟平硐进风、东区主、付斜井进风。回风井有二处，+400西三风井回风，+347风井回风。矿井主要通风机房分别设在+400西三风井和东区+347风井，风机型号均为4-72-11No16B，+400西三风井的电机为40k，东区+347风井的电机功率为40K，每个机房均装有双风机双电机。
（2）西三风井2台主要通风机于1998年安装使用，由于使用时间长，机房地势低洼，较为潮湿，加上周边小煤窑的生产，粉尘较大，且在周边使用煤炉，风道、机壳腐蚀严重，去年己更换了部分机壳，今年己安排了风道的更换。因该主要通风机为离心式风机，叶轮的锈蚀产生的动平衡偏移，风机的运行效率低。
（3）东区+347风井2台主要通风机，1#机组1999年安装投入使用，2#机组（旧风机）为2011年7月份安装，电机功率30K，电机皮带轮350mm。2013年又对2#机组进行改造，对该风机主轴基础进行重新灌制。该风机电机仍使用旧式J02-82-6型，功率40K，以保证风机正常运转。
在矿井通风阻力测定过程中，因多种干扰因素的影响，使测定值存在一定误差，如果测定方法择得当，可以在满足精度的情况下提高测定速度，并能给测定工作带来方便。采用基点法，其基本原理为：用气压计测量出巷道风流前后两测点的静压差，同时测量测段内巷道风速、断面、干湿温度等参数，从而计算出两测点间的通风阻力。具体作法是用2台气压计，1台井上，1台井下。井上的1台固定在入风井口的基点上，监测地面大气压的变化，井下的1台沿测定路线巡回测定。这种方法的优点是测定方便，省时省力，数据处理工作简单，适合于全矿性的大规模测量，缺点是误差较大。其测定结果能够满足一般性要求。本次测定采用气压计测定法中的基点法进行测定。
3 通风阻力测定线路及测点布置
3.1 测定线路、测点布置
测点及测量线路的布置：测点及测量线路的确定是矿井通风阻力测定的关键所在，测量线路既要能全面控制全矿网络，又能很好地反映矿井风网的实际情况。根据该矿的矿井通风系统图，结合井下风量分配和风流方向，在局、矿技术人员的参与和配合下，合理的确定了两条测阻线路及各个测点的位置。在风流分支点和汇合点前后、风量急剧变化的地段及巷道断面突变的地方均布置了测点，有效地控制了风量的变化情况，保证了测定数据的可靠性。这次测定共布置两条测阻线路。全矿共布置测压点37个，测风点45个，并在+295主平硐口设置仪器监测地表大气压力的变化。
+67水平测阻线路及主要测压点如下：+295主平硐口295主平硐第一岔口295主平硐第二岔口副暗斜井第一岔口副暗斜井第二岔口副暗斜井第三岔口副暗斜井第四岔口副暗斜井与+l00水平集运巷交点主暗斜井与+100水平集运巷交点+l00水平至二水平分岔口二水平+l00车场口二水平轨道下山去+67水平岔口二水平到+100总回风巷交点+100-38#N石门口+125-37#石门口+160总回风巷与+l60石门门口+270回风口+347风硐口分地表。
八采区测阻线路及主要测压点如下：+295主平硐口295主平硐第一岔口295主平硐第二岔口副暗斜井第一岔口副暗斜井第二岔口副暗斜井第三岔口副暗斜井第四岔口副暗斜井与+100水平集运巷交点主暗斜井与+100水平集运巷交点+100水平至二水平分岔口七采区与八采区分岔口八采区+100水平石门分岔口八采区人行上山进口八采区轨道上山去人行上山分岔口+l50石门口八采区轨道上山与人行上山进口进八采区人行上山与轨道上山联络口八采区人行上山与轨道上山交点+300总回风巷与+295总回风巷交点七采区+295总回风巷与+295总回风巷交点二采区石门与+295总回风巷交点+295总回三又交点五采区人行上山通总回风巷口+400风硐口分地表。
3.2 测定方法
在进行测定时，位于+295主平硐口设置仪器监测地表大气压力的变化，对矿井各测压点的绝对静压进行测定的同时，对各测压点的温度和干湿度及45个测风点的风速及其对应巷道处的尺寸都进行了测定。
4 结果分析
（1）所测的+67水平主干测阻线路的总通风阻力是415.98Pa，其进风段（1-12）、用风段（12-13）和回风段（13-22）的通风阻力分别为156.49Pa（占总阻力的37.62%）、60.72Pa（占总阻力的14.60%）和198.77Pa（占总阻力的47.78%），进风段、用风段和回风段阻力分配的比例为3.7621.4604.778。由此可见，该矿通风系统的阻力分布基本合理，其具体表现如下：
①进风段的阻力分布比例偏大：该段的阻力为所测+67水平测阻线路矿井通风系统总阻力的37.62%，这一阻力分配有点偏大；经分析可知，这是由于进风线路较长（进风线路长为1677米，占所测线路总长3766m的38.98%），部份巷道的标准摩擦系数偏大等原因所造成的。
②用风段的阻力所占比例较小：该段的阻力为所测+67水平测阻线路矿井通风系统总阻力的14.60%，该段阻力分布比例较大。经分析可见，这主要是由于用风路线较短且工作面均采用局部通风机供风所至。
③回风段的阻力所占比例合理：从测定数据可见，回风段（13-22）的阻力占该测阻线路所测总阻力的47.78%。由通风理论可知，该段的阻力所占比例合理。
（2）对于八采区测阻线路矿井通风阻力分布分析，所测的八采区主干测阻线路的总通风阻力是571.41Pa，其进风段（1-11）、用风段（11-19）和回风段（19-25）的通风阻力分别为191.79Pa（占总阻力的33.57%）、216.46Pa（占总阻力的37.88%）和163.16Pa（占总阻力的28.55%），节点编号参考矿井通风阻力测试汇总表及通风系统示意图，进风段、用风段和回风段阻力分配的比例为3.3573.7882.855。由此可见，该矿通风系统的阻力分布基本合理。
参考文献：
[1]陈宙，赵恩平等.矿井通风阻力测定数据平差处理方法及应用[J].中国矿业，2006（10）.
[2]王国臣.矿井通风阻力测定及微机处理系统研究[J].中国矿业，2007（5）.