大众煤矿井通风阻力测定报告文档格式.docx
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即13201运输巷、201采区回风巷、102中平巷。
各采掘面通风情况如下(参照2011年10月份测风报表)
1、12201采煤工作面配风90m3/min,由主平硐进风,经12201运输巷至12201采煤工作面至12201回风巷至总回风回到总回巷最后到风井。
2、13201运输巷掘进工作面采用一台2*5.5kw对旋风机供风,工作面风量75m3/min。
3、201采区回风巷掘进工作面采用一台2*5.5kw对旋风机供风,工作面风量93.75m3/min。
4、102中平巷掘进工作面采用一台2*5.52kw对旋风机供风,工作面风量75m3/min。
二、矿井通风阻力测定内容及测定方案
1.测定内容
根据大众煤矿测定要求,对该矿通风系统中的主要巷道通风阻力进行了测定。
本次矿井通风阻力测定工作的主要内容是测定矿井通风总阻力以及测定并计算井下主要巷道通风摩擦阻力系数。
2.测定方案
2.1测定方法
矿井巷道通风阻力的测定方法都是根据能量守恒定律(即流体力学理论的伯努利方程)建立起来的,目前,煤矿井下通风阻力测定方法通常有压差计法和精密气压计法。
其中压差计法测量精度较高,但费时费工,工作量大;
精密气压计法测量操作简便,但测量结果精度比压差计法低。
考虑到大众煤矿矿井通风路线长(3000m左右)的实际情况,以及进行矿井总的通风阻力测定的技术要求,即要在尽可能短的时间内完成全矿井主要巷道的阻力测定工作,以避免因为地面气候条件变化(这里主要是指地面空气压力和温度)而造成的比较大的测量误差。
因此,我们采用精密气压计法来进行大众煤矿井下各通风参数的测定。
本次矿井通风阻力测定采用的是气压计逐点测定法,将基点定在主平硐峒口。
把两台同型号的精密气压计放置在平峒口基点处,同时读取绝对压力值后,再将仪器切换到相对压力测量状态,一台气压计留在基点,每隔5分钟记录一次气压计变化值;
另一台气压计用于井下沿预定测定路线逐点测压,记录测压时间并读取压力变化值,待全部测定完毕,重新回到基点,再校对气压计的读数。
在测压的同时,测量其它通风相关参数。
2.2测量参数
(1)、各测点的干、湿球温度:
可以通过温湿度传感器、毛发湿度计以及干、湿球温度计等仪器测量。
测定数值除了能够反映矿井通风巷道环境状态外,还用于计算通风巷道的空气密度。
(2)、各测点的风速:
主要通过现场常用的机械师风表进行测量,其它测量风速的仪表还有矿用风速传感器、热球式风速计等。
测定的数值除了能够反映矿井通风巷道的风速情况外,还用以计算巷道风量。
(3)、各测点的静压:
主要是指绝对静压(巷道空气的绝对压力),可以通过空盒气压计、绝对压力传感器或者绝对压力传感器配合相对压力传感器(或压差计)等一起进行测量。
测定的数值除了反映通风巷道的能量损失之外,还用来进行巷道通风阻力的计算。
(4)、各测点的巷道断面几何参数,用皮尺、巷道断面几何测定仪等工具进行测量。
所测的数值除了反映通风巷道的断面状况外,还用来进行计算巷道的风量。
(5)、各测段距离,主要用皮尺、测绳或者全站仪等工具进行测量,主要用来计算矿井通风巷道的摩擦风阻和摩擦阻力系数等。
2.3测量路线
矿井通风阻力测定路线的选择,是根据通风流程最大、通风阻力最大的原则进行确定。
结合大众煤矿通风系统的实际情况,该矿通风系统为中央分列式通风,现有一个进风井筒和一个回风井。
依据上述原则,我们选择了如下通风阻力测定路线:
主平硐(平峒口)—→1155集中运输巷(车场1)—→1155集中运输巷(车场2)—→13201轨道上山—→103回风上山—→1155集中回风巷—→总回风巷—→回风井—→风峒口
测定路线见图1:
大众煤矿通风阻力测定路线图。
在具体实施测定过程中,由于矿井进风平巷为一个平峒(主平峒)进风,因此在测定过程中,我们选择了主平峒作为测定巷道。
2.4测定组织
根据测定内容,参测人员分别负责指挥、测压、测风、测断面、记录、协调等工作。
为了更好的进行现场实际的测定工作,我们在进行井下测定工作之前,对测量小组人员进行了培训,使每个工作人员明确了工作内容,熟悉了所用仪器的作用,并且让他们掌握了有关仪器的使用方法,为下井实测做好了充分的准备工作。
2.5测量仪
所用仪器仪表主要有:
JYF-1精密气压计2台
风扇式干湿温度计1个
机械式风表1套(高、中、低速各1个)
秒表2块
三、矿井通风阻力有关参数的计算方法
1.井下大气物理参数
用通风湿度计测量各测点空气的干、湿温度,用气压计测量各测点静压,计算空气相对湿度和密度,具体计算方法如下。
1.1空气相对湿度的计算
(1)干、湿球温度下空气的饱和水蒸汽压为:
(1)
(2)
式中Psat——在温度td下空气的饱和蒸汽压,kPa;
Psat1——在温度tw下空气的饱和蒸汽压,kPa;
td——干球温度,℃;
tw——湿球温度,℃。
(2)矿井空气的实际水蒸汽压为:
(3)
式中F1——干球温度下水蒸汽饱和蒸汽压;
P——大气压力,kPa;
(4)
式中F2——湿球温度下水蒸汽饱和蒸汽压。
(3)空气相对湿度为:
(5)
1.2空气密度的计算
(6)
式中P——大气压力,kPa;
φ——空气相对湿度,%;
Psat——在温度td下空气的饱和蒸汽压,kPa;
td——干球温度,℃;
2.巷道断面参数与风量
2.1巷道断面积
(1)面积计算公式:
半圆拱形状:
(7)
式中S——巷道断面面积,m2;
H——巷道全高,m;
a——巷道宽,m。
三心拱形状:
(8)
梯形形状:
(9)
式中S——巷道断面面积,m2;
a——巷道宽,m;
b——为巷道顶宽,m。
(2)周长计算公式:
(10)
或者:
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
式中U——巷道周长,m;
其余符号意义同上。
2.2风量
采用线路法用风表测量风速,计算通过井巷的风量:
v以及测点巷道的断面面积S算出:
(16)
式中Q——巷道风量,m3/S;
S——巷道断面面积,m2;
v——测点实际平均风速,m/S。
3.通风阻力及自然风压
3.1通风阻力计算
(1)各测段巷道通风阻力计算公式为:
(17)
式中——i,i+1测段通风阻力,Pa;
PiPi+1——测点空气绝对静压,Pa;
P’iP’i+1——分别为读取Pi和Pi+1压力值时,基点校正气压计的相应测值,Pa;
K1K2——分别为井下测量用气压计与基点校正气压计的校正系数;
其余符号意义同前。
(2)总阻力计算
通风系统总阻力为测定路线各测段通风阻力的累加。
3.2自然风压测算
大众煤矿地处山区,进、回风井井口不在同一个水平,进、回风流有温差,应考虑矿井自然风压的影响。
自然风压是在井下最低标高的巷道以上,进风与回风两列垂直空气柱的重力压强之差,用公式表示为:
(18)
式中Z——第i与i+1个测点的高差,m;
ρ——第i与i+1个测点的平均空气密度,。
大众煤矿通风阻力测量路线上的主平峒峒口标高为+1050m,回风井出口标高为+1155m,进回风侧高程为105m。
结合测定数据表(表1~5)的有关大气条件参数数据,由公式(18)计算得到的矿井自然风压为96.2Pa,计算结果表明,目前矿井自然风压会对于通风阻力产生一定影响。
这是因为进风井口在山沟、回风井口在山上,气候条件变化作用的结果。
此外,由于该矿井的煤层埋深比较浅,巷道风流温度还是会受到地面气象条件的影响,所以,在气候有较大变化的情况下(如冬季),自然风压对于矿井通风阻力的影响还会增大。
4.风阻及摩擦阻力系数
4.1风阻的计算
巷道风阻计算公式为:
(19)
式中Ri~i+1——巷道两测点之间风阻,Ns2/m8;
hi~i+1——测定得到的巷道通风阻力,Pa;
风量由下式计算:
(20)
式中vi,vi+1——巷道两测点位置风速值,m/s;
si,si+1——巷道两测点位置断面积,m2。
巷道的标准风阻:
(21)
式中——为井下空气标准状态的密度,;
——为实测巷道的平均密度,。
巷道的百米风阻计算式为:
(22)
式中L——测段巷道的长度,m;
Rsi~i+1——巷道的标准风阻,Ns2/m8。
4.2摩擦阻力系数的计算
计算公式为:
(23)
式中Ri~i+1——巷道风阻,Ns2/m8;
其余符号意义同前。
标准巷道摩擦阻力系数计算公式:
(24)
式中αs——巷道标准摩擦阻力系数,Ns2/m4;
四、矿井通风阻力测定结果及其检验
1.矿井通风阻力测定计算结果
根据第三章所述的测定计算方法,我们通过精心的计算,完成了大众煤矿通风系统中各类参数的计算,其测定记录及计算结果详见如下各表:
表1风机静压记录表;
表2井巷规格参数记录表;
表3基点气压计测压记录表;
表4测点绝对静压及测点标高表;
表5测点风速、湿度、密度记录表;
表6井巷通风阻力计算汇总表;
表7矿井主要巷道摩擦风阻和摩擦阻力系数计算汇总表。
表1风机静压记录表
时间
静压
时间
时间
10月11日
(Pa)
8:
00
455
11:
10
471
14:
462
17:
20
460
470
461
30
465
468
40
467
463
50
459
18:
12:
15:
458
9:
464
456
19:
13:
16:
10:
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