矿井通风阻力测定与改进.pdf

120/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理0 引言在煤矿井下的开采工作中，通风阻力具有多变性的特点，在增加矿井的通风阻力后会严重影响井下开采的安全性，不利于煤矿企业的发展。为此，有必要对通风的阻力进行测定，在进行测定数值研究后，提出对应的改进措施，以满足井下的通风需要。1 工程概况 某矿区开采选择立井开拓的方式，具有瓦斯矿井的特征，在通风方式上选择中央并列式，实际工作中风井负责回风，主、副井负责进风，能基本满足井下各风点的环境质量并能提高开采的安全性。以该矿区 2#煤层为例，选择综放开采方式，煤层厚度处于 6.613.7m 之间，均厚 8.8m。为了提高该煤层的通风效果，需要对其通风阻力进行测定，下面进行具体分析1。2 矿井通风阻力测定方案设计2.1 测定方法选择结合通风阻力测定在井下通风管理中的重要组成地位，需要通过通风阻力的测定，实现对通风系统阻力分布的了解。矿区条件需要使用基点法对井下通风阻力进行测定，具体要将气压装置置于井下或者地表某一基准点位置，同时需要间隔 5min进行该基准点气压的变化情况测量，进而为井下其他风阻点的测量校对提供数据参考。气压计还需要结合预先设计的线路进行逐点的气压值测量，在获得对应的测点标高、气压、风速、断面积和湿度后，便可以获得相邻两点的通风阻力2。2.2 测定线路选择在进行井下风阻测定线路选择中，需要结合以下原则进行：第一，选择通风线路长，且具备不同支护方式的线路作为测定线路。第二，在通风方式为并联时，要求将风流流经采煤工作面且风量较大的线路作为测定线路。结合以上测定原则，并分析实际的采煤工作面情况，最终将煤矿井下的测定主线路设定，如考图 1 所示。2.3 测点位置选择结合井下风阻测定的目标，需要对开采工作中的通风阻力分布、分支风阻等情况进行了解。在测定线路的位置选择中，需要尽量涵盖矿井立井、上山、回采巷道等位置，也需要对各类型的支护形式、巷道断面进行测定，最后对设备多和人员较多的巷道也进行风阻测定，提高风阻测定的真实有效性3。矿井通风阻力测定与改进许津津（山西焦煤山煤国际霍尔辛赫煤业有限公司，山西长治 046000）摘要：在煤矿开采中，井下生产对于通风的需求较高，如何有效降低通风阻力，提高通风效果，成为很多煤矿企业需要考虑的问题。分析某井下工程概况，合理选择对通风阻力的测定方法并设计测定方案，提出通风系统的优化策略并进行应用效果的讨论。在结合生产规划和计算机分析后，优化后的通风系统可以满足未来五年内的开采通风需要。关键词：井下开采；通风阻力测定；改进措施图1 煤矿井下风阻测定主线路设定2023.10 矿业装备/1213 矿井通风阻力测定及分析 3.1 通风阻力测定误差分析结合以上矿井通风阻力测定数据，可以计算出矿井井下通风系统的总阻值为 1833Pa，为了计算通风系统的测量误差，需要参考公式（1）：hj=(hRs-hRm)/hRm （1）式（1）中，hRs为矿井通风系统风阻实测值（取值1833Pa）、hRm为通风系统风阻计算值，具体计算可以参考公式（2）：hRm=hW+hZ-hV （2）式（2）中，hV为风硐动压（取值 213Pa）、hZ为自然风压（取值 10.6Pa）、hW为风井机房内的水柱计负压显示（取值 2050Pa），最终计算可以得出hRm为1847.6Pa，将其带进公式（1），可以得出 hj为 0.79%，该数值小于规定中的 5%误差，确保风阻实测值具有可靠性下，也能为通风系统管理作参考依据。3.2 通风系统三段风阻分析结合巷道在风流中的位置，能够细分为回风段、进风段和用风段，在各风段的划分中，需要结合矿井的实际通风情况，以该煤矿的 2#煤层开采为例，可以将进风石门到回风石门段当做通风系统的用风段；将井底车场、主副立井和进风大巷当做通风系统的进风段。结合井下通风系统的阻力分析，可以发现回风段、用风段和进风段的风阻比例为 46.4:26.4:27.2，与最合理的30:45:25 有着明显差距，主要因素为回风段的风阻占比较高，具体有以下几方面因素：第一，回风段的风阻较大。在部分巷道断面缩小、联络巷围岩变形严重和回风段中有巷道直转弯的现象下，容易提高回风立井、胶带巷和总回风巷的风阻，造成局部风阻较大。第二，通风系统出现部分巷道漏风。井下部分采取的巷道在密封不严下，容易出现风流进入采空区，不仅会降低通风系统的通风效果，也会存在采空区遗煤的自燃风险。同时，受到西翼胶带运输巷存在的遗弃溜煤岩，在风流从溜煤眼中通过时，也会制约通风系统的价值发挥。第三，井下布置的通风设施也会提高通风系统的通风阻力，进而降低了井下的通风效率。第四，井下存在多个采区不均衡供风问题。结合开采计划，当前主要开采工作集中在五采区，为了提高开采效率和安全性，需要提高设备散热效果和降低瓦斯浓度，因此需要提高采取的供风量。不过在提高风速增加风量下，会在巷道断面、支护方式不变下的影响下，风阻值得到提高。4 通风系统优化及应用效果讨论4.1 系统优化措施 第一，选择合理的巷道围岩支护方式，在保证巷道围岩稳定的前提下，降低井巷摩擦力，同时也要降低急弯的出现，避免局部阻力过高。第二，对个别受到采动动压影响而出现巷道变形的区域进行修整，确保有足够的断面降低风阻。第三，通过对开采作业的优化，实现采掘接替，在降低价值低的用风点数量和降低闲置巷道数量后，实现均衡通风。第四，对部分不用风区域进行风墙施工，在对长期不用风空间进行密闭后，可以减低漏风量提高通风利用率。4.2 应用效果讨论在结合以上优化措施进行井下通风改进后，为了验证通风系统的通风能力，在结合井下生产计划和计算机对五年（20212025）通风网络进行模拟计算后，可以预测到未来五年的井下通风情况。结合预测未来五年中通风系统等积孔都大于 2m2，通风总风阻、风量都可以满足对应通风规范要求，有着通风简单的特点。5 结束语确保井下通风系统有着较强的通风效果，既可以提高井下开采的安全性，也能提高开采的质量的效率，满足煤矿企业的需要。结合矿井开采的情况，决定使用基点法进行风阻测量，在对测量工作进行实际分析后，可以发现一些风阻问题，在选择合理的巷道围岩支护方式、做好巷道变形区域的修整和部分不用风区域的风墙施工后，可以实现风阻的降低，实现矿井通风系统的优化。此外，在进行系统优化和应用中，通过计算通风系统可以满足矿井未来五年的安全开采工作需要，因此通风阻力的测定和改进具有重要价值。参考文献1 武志远.矿井通风阻力测定及改进分析J.能源与节能,2021(5):209-210.2 申龙.矿井通风阻力测定及改进分析 J.能源与节能,2020(11):89-90+180.3 成春莲,辛程鹏,丁攀.纳雍某矿井通风阻力测定改进研究J.山西化工,2016,36(4):70-72.