仙泉煤業通風系統阻力測定分析

宋朝春

(山西正誠礦山安全技術研究所，山西 晉城 048000)

礦井通風阻力測定是礦井通風安全管理的基礎工作之一，經過全礦井阻力測定，不僅能詳細摸清礦井阻力分布和系統現狀，而且能檢查出阻力較大區域，為優化通風系統打好基礎，也能為礦井井巷延伸、擴建改造提供數據依據[1]。

1 礦井概況

仙泉煤業位于長治市上黨區，年產量為120萬t/a，開采的15號煤具有爆炸性，煤的吸氧量0.74 cm3/g，煤的自燃傾向性為自燃，等級為Ⅱ類。礦井采用斜井開拓，共布置3個進風井，1個回風井，采用中央分列式的通風方式，通風方法為機械抽出式，主通風機為FBCDZ№26型軸流式風機，配用電機功率為2×400 kW。

2 通風阻力測定

礦井通風阻力測定的方法主要有氣壓計基點測定法和傾斜壓差計法兩種[2]，傾斜壓差計法具有精度高、同步性強等優點，同時各測點的標高也不需要一一測定，方便快捷，且在隨后的數據處理過程中數據方便分析記錄。雖然傾斜壓差計法具有諸多優點，但是其測量之前必須進行膠管鋪設，工程量較大，延長了檢測時間。氣壓計基點法雖然在位壓測試上不具備優勢，但具有測試方法簡單，實施比較容易，耗費人員和時間較少等優點，而且在位壓測試上的不足，可以通過礦方生產技術部門已有的巷道標高數據進行彌補，所以大家一般使用氣壓計基點法。

2.1 測定方法

本次選取氣壓計基點法。測試當天在副斜井井口調好通風阻力測試儀，一人在副斜井井口持儀器每10 min記錄一次大氣壓變化，其他儀器分別按后面所述測點安排，進行各測點的氣壓測試，與此同時每個測點還要對巷道風速、溫度以及巷道相關參數和測點間距進行測試。

2.2 測點布置

為使測定數據準確可靠，根據仙泉煤業通風系統的特點，此次測定在主要路線之外還選擇了一條輔助路線，進一步全面掌握礦井井巷阻力分布情況。

主要路線：主斜井井口— 一采區東翼運輸大巷風機前測風站—集中膠帶下山300 m處—集中膠帶下山測風站—膠帶大巷測風站—15106進順—15106回順—15106回風口—回風大巷(3)測風站—回風大巷(4)測風站—回風下山測風站—回風立井井底測風站—風硐。

輔助路線：副斜井井口—副斜井井底—輔運大巷50 m處—輔運大巷(主水倉上風側15 m)—輔運大巷(15106停車口上風側50 m處)—輔運大巷(15106泵站口上風側30 m處)—輔運大巷(2)測風站—輔運大巷回風大巷延伸風機前測風站—回風大巷(1)測風站。

2.3 人員組織與分工

為便于分工協作，提高測試效率，測定人員分成三組，地面一組，井下兩組。地面組一人進行地面氣壓參數記錄，每隔10 min記錄一次時間和氣壓；井下組負責阻力測定線路參數的測定，井下組每組由3人組成，1人專門負責風量測定，1人負責干濕球溫度測定，1人負責測量巷道斷面參數和測定井下各點壓差及相關數據記錄。

3 測定結果分析

3.1 測定結果匯總

通過對測定的數據匯總、整理計算，匯總部分數據,見表1。經測定礦井總風量為9 472.80 m3/min，實測礦井總阻力為1 284.66 Pa，根據風機房水柱計負壓讀數計算系統阻力值為1 339.78 Pa，根據礦井通風系統的測定誤差公式[3]計算測定誤差，進一步驗證測定結果的有效性。

表1 測定數據匯總

式中:h'r為系統計算阻力值，Pa；htr為累計測定阻力值，Pa；δ為相對誤差，%。

計算得相對誤差為4.11%，小于5%，因此測定結果有效。

表2 礦井通風阻力等級分類

從礦井等積孔A與風阻R值來看，礦井為小阻力礦井，通風難易程度屬通風容易礦井。

3.2 礦井通風系統阻力分布狀況分析[5]

通過對測定數據的計算分析，得出礦井阻力分布表(見表和圖1)。

圖1 礦井阻力分布

如表3所示，線路進風段(1～5點)阻力為446.50 Pa，占總阻力的34.76%，其中阻力最大產生在1(主斜井井口)～2(一采區東翼運輸大巷風機前測風站)之間，阻力為216.85 Pa，占進風段總阻力的48.57%，阻力產生的主要原因是此段巷道高差變化大、拐彎多，而且線路內布置有膠帶機。今后在巷道設計布置時,應避免拐急彎，增大巷道的拐彎半徑，對于坡巷，要平緩，杜絕急上、急下。

表3 通風阻力最大路線阻力分布

線路用風段(5～9點)總阻力為458.18 Pa，占總阻力的35.66%，所占比例最大，其中阻力最大產生在8(15106回風聯絡巷測風站)～9(回風大巷(3)測風站)之間，阻力為176.14 Pa，占用風段總阻力的38.44%，阻力產生的主要原因是此段為綜采工作面的回風聯絡巷，不僅布置有調風設施，而且巷道有一定的變形。今后工作面及用風巷道要注意加強巷道的維護，尤其是要加強對受采動影響的工作面上下隅角及回風口處的支護，提前補打支護錨桿、錨索或木垛，保證通風斷面。

回風段(9～13點)總阻力為379.98 Pa，占總阻力的29.58%，所占比例較小，但要加強回風巷沿線風門的管理，做好風門閉鎖，避免風流紊亂，減小各設施處的漏風。

4 結 語

《煤礦安全規程》規定：新井投產前必須進行1次礦井通風阻力測定，以后至少每3 a測定一次；生產礦井轉入新水平、改變一翼或者全礦井通風系統后，必須重新進行礦井通風阻力測定[6]。在礦井通風阻力測定過程中，不僅能摸清全礦各巷道阻力分布情況，而且能發現通風系統的薄弱環節，通過測定能為礦井通風系統優化提供數據支撐。礦井通風阻力測定是一個短期的工作，但礦井通風系統管理是一個必須常抓不懈的工作，只有穩定、可靠、合理的通風系統，才能保證礦井的安全生產。