1、1232023 年第 5 期郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析华丰煤矿通风阻力测定及分析郑 治（新汶矿业集团有限责任公司华丰煤矿，山东 泰安 271400）摘 要 为了解矿井现有通风系统中各通风巷道风量和阻力分布，找出风量不足或过剩以及高风阻区段，对华丰矿井通风阻力进行测定，选用气压计基点测量法，得出华丰矿井通风阻力结果并分析。结果表明：用风、回风路段通风阻力占比大，存在较多拐弯，个别巷道严重变形；等积孔为4.1 m2，华丰煤矿为较为容易通风矿井。关键词 华丰煤矿；通风系统；阻力测定；等积孔中图分类号 TD724 文献标识码 B doi:10.3969/j.i
2、ssn.1005-2801.2023.05.040Measurement and Analysis of Ventilation Resistance in Huafeng Coal MineZheng Zhi(Huafeng Coal Mine of Xinwen Mining Industry Group Co.,Ltd.,Shandong Taian 271400)Abstract:In order to understand the distribution of air volume and resistance in various ventilation roadways in
3、the existing ventilation system of the mine,identify sections with insufficient or excessive air volume and high air resistance,measure the ventilation resistance of Huafeng Mine,select the barometer base point measurement method,obtain and analyze the ventilation resistance results of Huafeng Mine.
4、The results show that the ventilation resistance in the air using and return air sections accounts for a large proportion,there are many bends,and some roadways are severely deformed;The equivalent orifice is 4.1 m2,and Huafeng Coal Mine is a relatively easy to ventilate mine.Key words:Huangfeng Coa
5、l Mine;ventilation system;resistance measurement;equivalent orifice郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析华丰煤矿通风方式、通风方法分别为中央分列式、抽出式1，矿井现有 6 个进风井、1 个回风井。进风井包括 1#主井、1#副井、皮带井、管子井、2#主井和 2#副井；回风井即北风井。本次测定中，矿井回风井安装两台型号为 FBCDZ 37 型轴流式通风机，配备两台功率为 1000 kW 电机。矿井通风阻力是利用能量方程根据已经测得的数据（井巷始末断面的风流参数）进行解算，从而得到巷道通风阻力。通过对华
6、丰矿井通风系统阻力的分布情况等进行分析，为科学核定矿井通风能力以及优化矿井通风系统奠定良好基础。1 华丰煤矿通风阻力测定1.1 测定方法及主要测定参数矿井通风阻力基础数据的测定需要根据矿井通风情况进行。通风阻力测定方法有很多种，其中压差计法和气压计法是常用的两种测定方法。气压计法包括基点法（逐点测量法）和同步法2。华丰煤矿通风阻力测定选择气压计基点测量法，测定仪器使用 CZC5B 通风阻力检测仪。本次对华丰煤矿进行测定有测点标号、测点名称、测点标高、测点空气湿度、测点空气密度、基点相对压力、测点相对压力、测点绝对压力等测定参数。1.2 测定步骤在测定时使用 CZC5B 通风阻力测定仪的具体测定
7、步骤如下：1）提前预热 30 min，预热后校对仪器。在进口位置设基点测量，放置一台便携式多参数测定器，接下来进行数据的测定，并时刻观察仪器的运行情况。2）便携式多参数测定器能够自动读取相对压力值并自动记录数据，仪器的间隔时间为 1 min，这给测定过程节省了很多时间，提高了工作效率。其余多参数测定器设为节点测量。3）将第一个测点布置在相对比较安静的环境收稿日期 2022-10-28作者简介 郑治（1987），男，山东宁阳人，2013 年函授毕业于山东科技大学采矿工程专业，本科，工程师，现从事通防管理技术工作，研究方向：矿山通风管理。1242023 年第 5 期中，等数据趋于稳定后进行数据保存
8、。在同一时间进行风速和巷道断面数据等的测定。根据已有的条件和测点的数据，绘制实际地形草图。4）第一个测点结束后，测量第二个测点，测量的过程与步骤同 2），进行数据统计和记录，其他测点同上。以此类推，将数据测完为止。1.3 测定路线选择依据华丰矿井通风系统状况、通风阻力测定的有关标准等来测定华丰矿井通风阻力。本次选择了两条主测路线和一条辅测路线作为测定路线。-1100深部用风区域和二采区主测定路线具体巷道如下：1）-1100 深部用风区域主测定路线一段主井二段主井-750 m 矸石井-1010以下用风区域-750 m 二号回风暗斜井-680 m二号回风暗斜井-608 m 回风立井地面风硐；2）二
9、采区主测定路线二号副井二采区主上山二采主上山与二采联络通道二采区轨道上山-608 m 回风暗斜井-608 m 回风立井地面风硐。1.4 测点布置根据阻力测定的基本目的和基本要求，在布置测点时需要考虑如下几点：1）测点布置时，应尽量避开与井筒相近的地方、有堆积杂物的地方等，选择其前后 3 m 之内巷道支护情况良好的位置。2）设置测点时，尽可能地保证各相邻之间的压差大于等于 20 Pa，并且压差在仪器规定的量程范围内。3）在井巷的分叉等位置布置测点时，选择在巷道前方时，测点距离要 3 倍巷道宽度；选择在巷道后方时，测点距离要 8 倍巷道宽度。4）布置测点时，应布置在相近的位置上或者其他适宜位置等。
10、根据矿井通风系统情况和测点布置原则，经过认真研究，针对本次所经过的测定路线，确定这次阻力测定一共布置 29 个独立测点。2 通风系统阻力测定结果及分析2.1 通风阻力结果统计根据所测定的数据，初步分析华丰矿井通风阻力情况，并对所测数据进行了简要汇总，然后利用通风阻力解算软件进行解算。根据解算数据，汇总整理结果并对-1100 m 深部和二采区主测通风路线的通风阻力分布进行分析。区段、总长度等内容的详细分布见表 1。表 1 矿井通风阻力分布表测定路线区段端头测点编号总长度/m通风阻力分布实测值/Pa占总阻力/%-1100 m 深部主测通风路线进风段1-104 011.0421.515.7用风段10
11、-254 044.01 967.773.3回风段25-271 818.8294.311.0合计1-279 661.82 683.5100二采区主测通风路线进风段28-461 497.0301.111.2用风段46-51997.032.51.2回风段51-271 960.82 361.987.6合计28-274 454.82 695.51002.2 结果检验及误差分析在测定过程中，由于受测量条件、测量仪器以及人为因素等影响，测试中存在一些误差。为了检验结果，判定在各个测点测定工作过程中结果准确性，排除由于其他因素而对测定数据带来的误差3。因此，对测定结果进行检验以及误差分析，从而得出华丰煤矿通风
12、阻力测定结果检验表。水柱计读数等数据以及检验结果见表 2。根据表 2 中的检测结果可知，-1100 m 深部、二采区主测通风路线的相对误差分别为4.2%、4.1%，因 4.2%5%且 4.1%5%，则通风阻力测定结果符合矿井通风阻力测定的有关精度要求，同时也符合矿井通风系统的有关精度要求。2.3 矿井通风阻力及等积孔因为巷道存在较多拐弯，个别巷道严重变形，而矿井通风的难易程度还不足以用矿井总风阻来体1252023 年第 5 期郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析郑 治：华丰煤矿通风阻力测定及分析现，且不能完全展现矿井通风系统的安全程度。鉴于此种情况，选择用另外一个指标-矿井等积孔来衡量矿井通风的
13、难易程度，具体表示如下：矿井通风系统总阻力、矿井总风量分别如下式（1）、（2），其中总阻力取两条主测路线中的最大值。hR=hi=2 695.5 Pa （1）Q=10 746 m3/min （2）将（1）、（2）代入矿井等积孔计算公式中并得出计算结果，如式（3）：2R1.194.10 m60QAh=（3）式中：A 为矿井等积孔，m2；Q 为矿井总风量，m3/h；hR为矿井通风系统总阻力，Pa。从上式可以看出，矿井通风系统总阻力为 2 695.5 Pa，矿井总风量为 10 746 m3/min，进一步得出结果：矿井等积孔为 4.10 m2。由此得出结论：华丰煤矿为较为容易通风矿井。表 2 华丰矿井
14、通风阻力测定结果测定路线水柱计读数/Pa风硐断面速压/Pa自然风压/Pa理论通风阻力/Pa实测通风阻力/Pa相对误差/%-1100 m深部主测通风路线249038.4348.62 800.22 683.54.2二采区主测通风路线249038.4359.02 810.62 695.54.13 结论结合华丰煤矿矿井现场实际情况以及通风阻力计算结果，可以得出以下结论：1）根据测定结果，-1100 m 深部主测通风路线和二采区主测通风路线的通风阻力分别为 2 683.5 Pa、2 695.5 Pa，因 4.2%5%且 4.1%5%，则通风阻力测定结果符合矿井通风阻力测定的有关精度要求，同时也符合矿井通
15、风系统的有关精度要求。2）-1100 m 深部主测通风路线的进风段实测阻力为 421.5 Pa，用风段实测阻力为 1 967.7 Pa，进风、用风段实测阻力分别占总阻力的 15.7%、73.3%。由此可见，用风段阻力值偏高且所占比重也偏高，其偏高的原因是巷道存在较多拐弯，个别巷道严重变形。回风段阻力值为 294.3 Pa，占总阻力的 11%，所占比重相对偏低。因此，在矿井通风系统优化时，应加强巷道维护和管理3。3）二采区主测通风路线的进风段阻力值为301.1 Pa，回风段阻力值为 2 361.9 Pa，分别占总阻力的 11.2%、87.6%。回风段阻力值偏高最重要的原因是存在较多的拐弯，个别巷
16、道变形严重。用风段阻力值为 32.5 Pa，其阻力值占比重为 1.2%。矿井等积孔为 4.1 m2，华丰煤矿为较为容易通风矿井。【参考文献】1 程卫民.矿井通风与安全 M.北京：煤炭工业出版社，20182 王玉和，张普，陈文国，等.气压计基点法在矿井通风阻力测定中的应用 J.煤炭科技，2015，34（03）：196-199.3 丁焱.辛安煤矿通风阻力测定与分析 J.山东煤炭科技，2014（01）：85-88.（上接第 122 页）的方式，可对现有通风系统进行有效优化，实现了掘进巷道按需供风、实时预警、高效节能的目的，使风量供应更加可靠。2）单 风 机 单 风 筒 压 入 式 通 风 方 式 采 用FBDY 8.0/275 kW 智能变频局部通风机配合直径为 1200 mm 和 1000 mm 的大直径柔性风筒，可以有效解决近 4000 m 掘进巷道的通风问题。403 运输巷实测风量 750 m3/min，瓦斯浓度 0.15%，回风巷实测风量 756 m3/min，瓦斯浓度 0.2%，通风系统各项数据能够符合要求。3）利用软件对巷道内风流运移进行模拟，发现瓦斯易于在风流涡流区和巷道出风口
