1、河南省济源煤业有限责任公司通 风 阻 力 测 定 报 告河 南 理 工 大 学二 O 一七年六月I目 录0 引 言 .11 矿井概况 .32 矿井通风阻力测定 .62.1 测定路线的选择与测点布置 .62.1.1 测定路线的选择原则 .62.1.2 测定路线的确定 .62.1.3 测点布置 .62.2 测定方法与仪器仪表 .72.2.1 测量方法 .72.2.2 测定采用仪器 .72.3 测定数据的整理与计算 .72.3.1 井巷断面尺寸的计算 .72.3.2 空气密度计算 .82.3.3 测点风速风量计算 .92.3.4 测定段位压差及矿井自然风压计算 .92.3.5 通风阻力计算 .102
2、.3.6 巷道风阻值计算 .102.3.7 巷道摩擦阻力系数计算 .112.3.8 测定结果整理计算表及附图 .113 通风阻力测定结果分析与建议 .133.1 阻力测定精度的评价 .133.2 矿井通风阻力分布状况 .143.3 矿井等积孔与风阻 .143.4 矿井风量分配 .153.5 通风阻力测定结论 .16II3.6 存在问题及建议 .16附件 1矿井通风阻力 测算表 .17附件 2矿井通风系统示意图、网络图和阻力分布图 .2310 引 言煤矿井下生产包括采煤、掘进、提升、运输、通风、排水等多个生产环节，通风是整个生产环节中保障矿井安全生产的一个重要环节。众所周知，受生产条件的制约，矿
3、井井下自然灾害严重，伤亡事故较多。而及时、准确地获得和控制全矿井通风环境技术参数，则是实现安全生产和提高生产效率的重要保障。一个良好的矿井通风系统是保证矿井安全高效生产的前提与基础。矿井通风系统是由通风机装置、通风网络及各种通风设施等所组成的。而通风系统是否合理，与通风机装置的性能及与之匹配的井下网络系统有着密切的关系。要保证矿井通风系统处于良好的运行状态，就必须使矿井主要通风机在最佳工况点运行，就必须掌握全矿井井下通风网络中的各种通风基础技术参数。全矿井通风阻力指的是由井筒、巷道及通风构筑物构成的通风网路所产生的通风总阻力，它是衡量矿井通风能力的重要指标，影响矿井通风阻力大小的因素很多，有井
4、巷断面的大小、井巷支护状况、通风距离的长短、井下分区网络布置的合理性及风量调节方法的合理性等诸多因素。随着矿井开采过程的变化，矿井通风阻力的大小和分布也会发生变化。因此，经常了解和掌握矿井通风阻力大小和分布状况，是进行矿井通风科学管理、风量调节和通风设计的根本依据。所以， 煤矿安全规程第 119 条明确规定：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通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。通过矿井通风阻力测定，可以达到下列目的：（1）了解通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力较大的区段和地点，了解矿井井巷的维护状况，了解矿井通风能力
5、与潜力，便于正确2调节风量以满足生产的需要，确保矿井通风系统经济合理地运行；（2）提供紧密结合矿井实际的井巷通风阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合实际，使风量调节有可靠的依据；（3）为调节风压控制火灾提供必须的基础资料，使这一方法的应用更合理、有效；（4）为发生事故时制定灾变处理计划提供重要的基础资料；（5）为矿井通风自动化及矿井通风系统优化、改造提供基础数据等。为了实现上述目标，河南省济源煤业有限责任公司一矿特委托我单位对河南省济源煤业有限责任公司一矿进行通风阻力测定。根据委托方要求，我单位于 2017 年 6 月 9 日组织相关的技术人员对河南省济源煤业有限责任公司一矿进行了矿井通风
6、阻力测定，并于2016 年 6 月 20 日编制完成了河南省济源煤业有限责任公司一矿矿井通风阻力测定报告。31 矿井概况济源煤业有限责任公司一矿属地方国有企业，位于济源市北约10 km 的克井镇石河村北，隶属济源煤业有限责任公司管辖。矿区位于克井盆地西北侧，地势北高南低，最高海拔 280 m，最低海拔213 m，高差 67 m，地形相对平坦开阔。矿区内整体地势北高南低，地表全部由蟒河冲洪积物及山前坡积物所覆盖。济源煤业有限责任公司一矿于 1970 年 4 月 25 日破土动工，1976 年 2 月 18 日建成投产，年设计生产能力为 45 万吨。由于开采工艺落后，2001 年前从未达产，每年生
7、产原煤 30 万吨左右。2001年引进综采轻型放顶煤新工艺，当年产量达到 60 万吨。2003 年核定生产能力 90 万吨，同年生产 90 万吨，2007 年由于资源储量减少，矿井又进行了实际生产能力核定，核定能力 66 万吨。井田面积为5.2786 km2，煤层北厚南薄，煤层厚度 4.56.6 m，平均厚度 5.5 m。矿井剩余可采储量 784.63 万吨，剩余服务年限为 9 年。矿井生产开采煤层为二 1 煤层，开采标高为+12550 m，煤层产状受石河背斜和椿树庄向斜控制，总体煤层向北倾斜，倾角较缓，一般 512。煤层顶板为大占砂岩，中细粒结构，薄厚层状构造，泥质胶结。层面含较多的云母和炭
8、质，层厚 1530 m，岩石坚硬，裂隙不发育。稳定性较好。煤层伪顶为泥岩或炭质泥岩，厚 3.234.49 m，岩石遇水易膨胀，易坍塌，稳固性较差。煤层底板为砂质泥岩或粉砂岩组成，厚度 820 m。岩石坚硬，岩石中节理裂隙不发育。但煤层与底板之间常夹有 1.142.25 m 的炭质泥岩伪底，岩石遇水易膨胀、易底鼓。本区二 1 煤浮煤挥发分含量1.7810.94，平均 2.83，焦渣特征为粉状，属低中灰、低硫、高热值无烟煤，可作为冶金、动力及化肥、炭素等化工原料，粉煤4可作为民用煤。根据豫煤行201632 号文河南省煤炭工业管理办公室关于2015 年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复结果显示，济源煤
9、业有限责任公司一矿相对瓦斯涌出量为 1.26 m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.87 m3/min，属瓦斯矿井；二 1 煤层自燃等级为类，属不易自燃煤层；煤尘爆炸指数为 3.05，二 1 煤层无爆炸性危险。矿井现采用两立井、一斜井开拓，由于煤层埋藏不深，井下共划分为一个开采水平，水平标高为+25m，主要大巷及井底车场、硐室等位于煤层底板稳定的岩层中。主井井深 205.5m，净直径 4.5m，断面 15.9m2，采用混凝土砌碹支护，井筒装备 1 对 4 吨箕斗，担负全矿井的提煤任务。副斜井斜长 434.8m，断面 9.4m2，料石砌碹支护，副斜井担负全矿井的人员和物料升降等辅助提升任务。升降物料时使
10、用一吨标准矿车，提升人员时使用 XRC-12/6 型斜井人车，副斜井为矿井进风井，井筒内敷设有人行台阶，作为矿井一个安全出口。回风立井井深 196m，净直径 3m，断面 8.06 m2，支护形式为混凝土砌碹。担负全矿井回风任务，井筒内安装有金属梯子间，作为矿井另一个安全出口。二 1 煤层采用走向长壁后退式放顶煤采煤法，一次性采全高，全部垮落法管理顶板，回采工艺为综采。工作面支护选用撑掩护式低位放顶煤液压支架支护，最大控顶距 3.48m，最小控顶距 2.88m。该矿井采用中央并列式通风系统，通风方法为抽出式。通风系统为主立井、副斜井进风，乏风由回风立井抽出地面。回风井口附近安装两台主要通风机，一
11、用一备，风机型号为 FBCDZ620A，功率为 2160 Kw。掘进工作面采用 FBD5 型局部通风机，电机功率 25.5 Kw。5目前，矿井的总进风量 2950m3/min，有效风量 2065m3/min，总回风量 3160m3/min。 2017 年 6 月 9 日实测矿井通风总阻力为1474Pa，等积孔为 1.63m2，矿井通风难易程度属于中等。该矿装配了“KJ70N”型矿井安全监控系统，设中心主机 2 台（一台备用） ，具有断电和馈电状态检测、报警、显示、存储和打印报表功能，另有备用电源。采集矿井提升、通风等重要设备的开停，风机风硐内负压、风速等参数。对采煤、掘进、运输、排水、通风等主
12、要设备的开停，采、掘工作面的瓦斯、粉尘及水仓水位信号，主要风门的开关，工作面及总回风巷的风速等参数进行采集处理、信息传输、超限报警断电、远方控制等。采煤工作面、掘进工作面配备了瓦斯风电闭锁。地面及井下变电所设电力传感器，检测变电所的电流、电压、功率、开关状态等电力参数。62 矿井通风阻力测定2.1 测定路线的选择与测点布置 2.1.1 测定路线的选择原则（1）有并联风路中应选择风量较大且通过回采工作面的主风流风路作为测定路线。（2）选择路线较长且包含有较多井巷类型和支护形式的线路作为测定路线。（3）选择沿主风流方向且便于测定工作顺利进行的线路作为测定路线。2.1.2 测定路线的确定根据本矿通风
13、系统的具体情况，选择的测定路线为：主测路线：副井口副井底井底车场+25 西大巷皮带下山12011 进风巷12011 工作面12011 回风巷西翼回风上山上巷集中皮带巷回风总巷回风井底回风井口风硐。2.1.3 测点布置根据矿井通风阻力测定测点布置的一般原则，本次测定测点的具体布置情况，详见通风系统示意图。2.2 测定方法与仪器仪表2.2.1 测量方法本次测定采用基点法：即用两台精密气压计，一台放置在地面副斜井口附近作为基点每隔十分钟读取一次大气压读数。另一台气压计下井，在井下各测点以整十分钟倍数为间隔读取井下各测点气压值。根据对应时间计算地表至该点总静压差，进而计算测点之间7的静压差。2.2.2 测定采用仪器测定采用的仪器仪表有：BJ-1 型精密气压计 2 台DHM-2 型通风干湿球湿度计 1 台风表 2 块秒表 2 块钢卷尺 1 个皮 尺 1 个2.3 测定数据的整理与计算2.3.1 井巷断面尺寸的计算梯形：S=HB （2.1） （2.2）4.16US半圆拱：（2.3） (0.39)(0.)SBhHB215784S（2.4）三心拱： (0.26)SBh（2.5）2h.3U（2.6）式中：S 井巷断面积， m2；
