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馬堡礦通風阻力測定與評價

文檔作者：王彬文檔來源： 1．山西省煤礦節(jié)能監(jiān)測中心 2．山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月23日
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煤礦現(xiàn)代化 2015年第6期 總第129期
馬堡礦通風阻力測定與評價
王彬 ，
(1．山西省煤礦節(jié)能監(jiān)測中心，山西太原030045；2．山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心，山西太原030045)
摘要運用氣壓計基點測定法對馬堡礦進行了通風阻力測定，分別在8號煤層和15號煤層布置一
條測定路線，通過計算，掌握了礦井通風阻力分布情況，對結(jié)果進行了分析評價，并對礦井通風系統(tǒng)阻
力誤差進行了分析，為礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化提供了依據(jù)。結(jié)果表明：8號煤層和15號煤層通風難易程度
均為容易；對8號煤層和15號煤層進行了比較可知：8號煤層通風阻力較大，主要是因為其系統(tǒng)風量
大，通風路線遠，回風段管道多，部分巷道不規(guī)整。
關(guān)鍵詞 氣壓計基點測定法；通風阻力；等積孔；風阻
中圖分類號：TD722 文獻標志碼：A 文章編號：1009—0797(2015)06一O1 13—03
礦井通風阻力是衡量礦井通風能力的主要指標
之一，也是進行礦井通風設(shè)計和礦井通風管理的主
要依據(jù)之一，其主要目的有：① 了解礦井通風系統(tǒng)的
阻力分布情況；② 為生產(chǎn)礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化和合理
配風提供基礎(chǔ)資料和參數(shù)；③ 為礦井防滅火以及井
下災害控制和風流調(diào)節(jié)提供必要的基礎(chǔ)資料；④為
礦井通風能力核定提供基礎(chǔ)參數(shù)【 。并且《煤礦安全
規(guī)程》對此有明確規(guī)定：“新井投產(chǎn)前必須進行1次
礦井通風阻力測定，以后每3年至少進行1次。礦井
轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風系統(tǒng)后，必須重新
進行礦井通風阻力測定[31”。目前礦井通風阻力主要
依據(jù)《MT廠I’440—2008礦井通風阻力測定方法》進行
測定，并依照礦井等積孔和礦井總風阻對礦井通風
阻力難易程度進行評價 】。
l 礦井概況
馬堡礦位于山西省武鄉(xiāng)縣內(nèi)， 井田面積
12．8805km2，礦井采用立井開拓，采用斜井立井混合
開拓方式，開采8號和15號煤層，采用兩個水平分區(qū)
開采，8號煤層水平標高+950m，15號煤層水平標高
為+900m。全礦井共有進風井3個，分別為主斜井、
副斜井和進風斜井；回風井共3個，分別為8號煤回
風立井、15號煤回風立井和安全出口立井(與15號
煤回風立井并聯(lián)使用)。8號煤回風立井和15號煤回
風立井各安裝兩臺FBCDZ54—8一No27型對旋軸流式
通風機，電機功率355kW×2，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用。
通風阻力測定期間，礦井在8號煤層布置有：
8204回采工作面，8206備用工作面，8207回風順槽
掘進工作面和8207運輸順槽掘進工作面；15號煤層
布置有：15108回采工作面，152膠帶下山掘進工作
面和152回風下山掘進工作面。
2 測定方法和路線
2．1 測定方法
采用氣壓計基點測定法進行測定嘲，即：在井口
調(diào)試好2臺JFY一2型礦井通風參數(shù)測試儀(一、二)，
并記錄初始讀數(shù)，儀器一留在原地監(jiān)視大氣壓力變
化，每隔5rain記錄一次數(shù)，儀器二按設(shè)定路線分別
測出各測點風流的壓力。
測點x和測點y間通風阻力h 為兩側(cè)點間靜
壓差(△hs)、速壓差(△hv)、位壓差(△hz)之和，其計算公
式為：
h _v=△hs+△h +△h =I (P毋一P阻)+K。Pl徹一P )+— ． _一
學+ z )g
式中：h 為測定段x—y的通風阻力，Pa；Ko、K 分別
為基點與測點氣壓計校正系數(shù)； 、 分別為測定
x、y測點時的大氣壓力值，Pa；P 、P 分別為測點X、y
的大氣壓力值，Pa；Z 、Z 分別為測點x、y的標高，m；
p 、P 分別為測點x、y的空氣密度，kg／m3；V 、V 分
別為測點x、y的風速，ngs；g為重力加速度，9．81
m／s ；p 為測定段x—y的空氣平均密度，kg／m 。
其中：
一3．484(P-O．3779 P ) r，)、
式中：P為空氣密度，kg／m。；P為測點處的空氣絕對
靜壓，kPa；巾為測點處空氣的相對濕度，％；P 為測
點處空氣的飽和水蒸汽絕對壓力，kPa；t為實測的氣
溫值，℃。
則礦井通風總阻力h 為進風口到出風口之間各
測點通風阻力之和。即：
hr=Σh (3)
2．2 測定路線
首先在礦井通風系統(tǒng)圖上按照測定路線布置測
點，再按照井下實際情況確定最終的測點位置，并根
· 1l3·
煤礦現(xiàn)代化 2015-r第6期 總第129期
據(jù)測定結(jié)果確定礦井最大阻力路線。選擇測點應(yīng)滿
足下列原則：①測點選在風流的匯合處或分流處；②
測點前后3m內(nèi)巷道斷面規(guī)整、支護良好，并且沒有
堆積物；③2測點問壓差不應(yīng)小于20Pa；④相鄰測點
之間不允許有風流的匯合或分叉。
根據(jù)上述測點布置原則，結(jié)合馬堡礦實際生產(chǎn)
情況，分別在8號煤層和15號煤層布置一條測定路
線，共布置37個測點。其中，8號煤層測定路線為：副
斜井一8號煤副石門一8號煤副下山一8號煤軌道下
山一82采區(qū)軌道平巷 82采區(qū)軌道下山一8204回
采工作面一82采區(qū)回風下山一82采區(qū)回風平巷一8
號煤北回風下山一8號煤回風立井一風硐；15號煤
測定路線：行人進風斜井一15號煤輔助運輸石門一
l5號煤軌道下山一l5108回采工作面一l5號煤回風
下山一l5號煤回風立井一風硐。
3 計算結(jié)果與評價
馬堡礦2個回風井分別服務(wù)2個煤層，應(yīng)對每
臺主要通風機所服務(wù)的系統(tǒng)分別進行計算，予以分
析評價。
3．1 阻力計算
礦井主要常見巷道形狀有半圓拱、三心拱、矩
形、梯形，計算巷道斷面積和周長的時候，只需要測
量巷道的凈高H和對應(yīng)的巷道寬度B即可，各形狀
巷道斷面積和周長與巷道凈高H、巷道寬度B間的
關(guān)系見表1。
表l 巷道面積和周長與巷道凈高及寬度之間關(guān)系
注：半圓拱、三心拱j
道寬度為巷道中寬。
巷道測點風速計算依據(jù)所測風表讀數(shù)，帶人風
表曲線進行計算，計算公式為式(4)：
V =aV +h (4)
式中：V 為風速，m／s；V 為讀數(shù)，m／s；a，b為常數(shù)。
各段通風阻力按照式(1)進行計算，各系統(tǒng)通風
阻力按照式(3)進行計算。
3．2 阻力分布情況
通過對礦井實測數(shù)據(jù)的整理計算，得到了8號
煤層和15號煤層2個通風系統(tǒng)的通風阻力及其分
布情況，見表2和表3。
由表2可知，8號煤層通風阻力為2 278．8Pa，進
風段、用風段、回風段阻力所占比例為43．0：13．2：
43．8?？梢姡?號煤層進、回風段通風阻力所占比例較
大，主要原因是進、回風路段風量大，路線較長，部分
巷道不規(guī)整，且回風巷道內(nèi)管道較多，都為增加通風
· 114·
阻力創(chuàng)造了條件。
表2 8號煤層通風阻力分布情況
由表3可知，15號煤層通風阻力為1 111．5Pa，
進風段、用風段、回風段阻力所占比例為31．9：32．0：
36．1?？梢姡?號煤層通風阻力相對較小，進風段、用
風段、回風段所占比例相差不大，其中回風段路線較
短，但是管道較多、部分巷道不規(guī)整，造成了其阻力
占比增大。
3_3 通風難易程度評價
通常根據(jù)礦井等積孔A和總風阻R來判定通風
的難易程度，礦井通風難易程度分級見表4。礦井等
積孔和總風阻計算公式分別為式(5)和式(6)。
A：1．19 (5)
、／
R— h
一-U (6)
式中：A為礦井等積孔，m ；Q為礦井總回風量，m3／s；
h為礦井通風阻力，Pa；R為礦井總風阻，N·s2／ms。
表4 礦井通風難易程度分級
表5 礦井等積子L與風阻結(jié)果
通過計算，8號煤層通風系統(tǒng)風量為5
310m3／min，等積孔為2．21m ，總風阻為0．2910 N·S ·
m—s；15號煤層通風系統(tǒng)風量為4 808m3／min，等積孔
為2．86m2，總風阻為0．1731 N·S ·m 。通過比對表5
可知，8號煤層和l5號煤層通風系統(tǒng)通風難易程度
均為容易，且8號煤層較15號煤層阻力大，其主要
是由于8號煤層風量較大，通風路線較遠，回風段管
道較多，部分巷道不規(guī)整等原因造成的。
4 結(jié)論
煤礦現(xiàn)代化 2015年第6期 總第129
綜采放頂煤條件下地表塌陷區(qū)管理探討
王玉平
(潞安環(huán)能股份有限公司王莊煤礦地測科，山西長治046031)
摘要本文基于綜采放頂煤開采強度大、回采率高，地表移動變形尤為劇烈的特點，對綜采放頂煤
地表塌陷區(qū)管理辦法進行探討。塌陷區(qū)管理分為回采前、地表塌陷過程中和塌陷后治理三個階段，回
采前以塌陷預計和管理方法制定為主，地表塌陷過程中主要以地表移動規(guī)律、地物地貌受影響程度監(jiān)
測為主，而塌陷后治理主要以按照區(qū)域生態(tài)特點恢復生態(tài)平衡為主。本文研究對綜采放頇煤開采塌陷
區(qū)管理方法的選擇和應(yīng)用提出了寶貴的參考。
關(guān)鍵詞綜采放頂煤；采煤塌陷；管理；生態(tài)平衡
中圖分類號：TD325．4 文獻標志碼：A 文章編號：1009—0797(2015)06—01 15—03
綜采放頂煤采煤法是一種可連續(xù)化生產(chǎn)、高產(chǎn)
高效、經(jīng)濟效益好的生產(chǎn)的采煤工藝。由于綜采放頂
煤是一次采全高，全部垮落法管理頂板，開采強度
大、回采率高，地表移動尤為劇烈，對采煤塌陷影響
范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物、農(nóng)田、水利設(shè)施、輸電線路、公
路等造成了不同程度的破壞和損毀『l_5】。為了保護生
態(tài)環(huán)境，消除煤炭開發(fā)與人地之間的矛盾，需要對采
煤塌陷區(qū)進行科學性、合理性的管理，以達到煤炭資
源得到充分開發(fā)利用的基礎(chǔ)上，區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到
最小化的擾動，構(gòu)建和諧礦山生態(tài)【 。
本文基于綜采放頂煤采煤塌陷地的特點，以潞
安礦區(qū)某工作面為例，針對區(qū)域生態(tài)環(huán)境特點，提出
合理的塌陷區(qū)管理方法，對采煤造成的區(qū)域生態(tài)擾
動進行監(jiān)測、修復，達到煤炭資源開發(fā)利用與區(qū)域生
態(tài)環(huán)境保護并重的目的。
1 工作面概況
本次研究以潞安礦區(qū)中南部某工作面為例，該
區(qū)域地勢平坦，交通較為方便，西為太長高速，東為
208國道，北為絳河，周圍均為未采區(qū)。該工作面近走
向布置，采寬270m，2013年9月開始回采，至2014
年10月共推進500m，平均推進速度為1．65m／d。工
作面開采煤層為二迭系山西組3號煤，煤層傾角
9。，采厚4．7～7m，平均埋深380m，采煤方式為綜采
放頂煤一次采全高，全部垮落法管理頂板。工作面所
處區(qū)域地質(zhì)條件較為簡單，呈一略向西傾的單斜構(gòu)
造，煤層上覆巖層主要由巖層、泥巖、砂質(zhì)泥巖和第
四系黃土層組成，其中第四系表土層厚度約122m。
2 綜采放頂煤開采地表塌陷特點
(1)8號煤層通風系統(tǒng)風量為5 310mTmin，等積
孑L為2．21m ，總風阻為0．2910 N·S ·m—s；15號煤層通
風系統(tǒng)風量為4 808m3／min，等積孔為2．86m ，總風阻
為0．1731 N·82·m-s。8號煤層和l5號煤層通風系統(tǒng)
通風難易程度均為容易。
(2)8號煤層進風段、用風段、回風段通風阻力所
占比例為43．0：13．2：43．8，進、回風段所占比例較大；
15號煤層進風段、用風段、回風段通風阻力所占比例
為31．9：32．0：36．1，三段所占比例差別不大。
(3)8號煤層阻力較大，主要是因為其系統(tǒng)風量
大，通風路線遠，回風段管道多，部分巷道不規(guī)整等
造成的。
及優(yōu)化方案[J]．煤炭科學技術(shù)，2012，40(2)：63—66．
[3】袁河津．《煤礦安全規(guī)程》專家解讀[M]．徐州：中國礦業(yè)大學
出版社，2011：136．
『4]李偉，楊勝強，程濤，等．保德煤礦通風阻力測定及結(jié)果分
析『J1．煤炭科學技術(shù)．201 1，39(8)：54—56．
[5】程根銀，朱鍇，石建軍，等．晉普山煤礦通風系統(tǒng)阻力測定
與分析『J]．中國安全科學學報，20【)5，15(9)：67—72．
I6】凌志儀 ，曲方，樊海兵，等．長廣七礦通風阻力測定及分析
[J]．中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)．2009，5(2)：150—153
[7】黃顯東，劉志梅，陳世龍，等．礦井通風阻力測定方法及應(yīng)
用[J]．煤礦安全，2004，35(8)：13—15．
(8】M1yr440—2008，礦井通風阻力測定方法[S1．
參考文獻： 作者簡介：
【1]鮮林，高朋杰．礦井通風阻力測定結(jié)果分析與對策措施[J]．
中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2010(6)：100—103．
【2] 王文才，王俊峰，劉靖元，等．王晁煤礦通風系統(tǒng)阻力測定
王彬(1986．11一)，女，碩士，山西太原人，2013年畢業(yè)于中
國礦業(yè)大學(徐州)安全工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事礦井通風安全
工作及研究。 (收稿日期：2015—9—11)
· ll5·

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