舊街煤業(yè)通風(fēng)阻力測(cè)定結(jié)果分析及精度檢驗(yàn)

荊忠林

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)舊街煤業(yè)有限公司， 山西 陽(yáng)泉 045201）

引言

礦井通風(fēng)安全是井下安全的重要組成部分，而通風(fēng)阻力測(cè)定是保障井下通風(fēng)安全的測(cè)定方法。煤礦安全規(guī)程中詳細(xì)提到，新投產(chǎn)礦井或生產(chǎn)系統(tǒng)等發(fā)生改變的礦井，必須進(jìn)行井下通風(fēng)阻力測(cè)定。因此，為保障井下安全通風(fēng)，進(jìn)行通風(fēng)阻力測(cè)定是必不可少的。目前，山西舊街煤業(yè)有限公司9號(hào)煤層已采完，在2號(hào)煤層正常開采的同時(shí)，進(jìn)行4、5號(hào)煤層配采，生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生變化，按照規(guī)程需進(jìn)行通風(fēng)阻力測(cè)定。本文對(duì)該礦通風(fēng)阻力測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析及檢驗(yàn)。

1 工程背景

山西舊街煤業(yè)有限公司位于陽(yáng)泉市東南約18 km的連福鎮(zhèn)樊王溝村、上西埜村、下西埜村一帶，為兼并重組整合生產(chǎn)礦井，生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/年；批準(zhǔn)井田面積7.141 2 km2，開采2～11號(hào)煤層，現(xiàn)開采2、4、5號(hào)煤層，2號(hào)煤?jiǎn)为?dú)布置開采，4號(hào)、5號(hào)煤層采用外錯(cuò)式聯(lián)合布置分層開采，4、5號(hào)煤工作面隔天交替開采，4號(hào)煤工作面超前5號(hào)煤工作面130推進(jìn)。頂板管理方式采用全部自然垮落法。

全井田共劃分兩個(gè)采區(qū)，F(xiàn)2斷層以南2、4、5、9號(hào)煤層劃分一采區(qū)；F2斷層以北2、4、5號(hào)煤層劃分為二采區(qū)；開采順序依據(jù)采區(qū)編號(hào)進(jìn)行。現(xiàn)在一采區(qū)巷道左翼布置有020102綜采工作面，巷道右翼布置有040101高檔普采工作面和綜采050101工作面。現(xiàn)布置有6個(gè)掘進(jìn)工作面，采掘比為2∶6。

2 通風(fēng)阻力測(cè)定結(jié)果分析

依據(jù)風(fēng)阻測(cè)定原則，結(jié)合本礦實(shí)際通風(fēng)情況，本次測(cè)定選擇2條線路進(jìn)行通風(fēng)阻力測(cè)定。具體線路如下：

第一條測(cè)線線路（一采區(qū)綜采工作面）：副斜井→集中軌道下山→一采區(qū)軌道下山→2102運(yùn)輸順槽→2102工作面→2102回風(fēng)順槽→一采區(qū)回風(fēng)下山→集中回風(fēng)下山→總回風(fēng)巷→回風(fēng)立井。

第二條測(cè)線線路（二采區(qū)下山聯(lián)絡(luò)巷）：主斜井→集中運(yùn)輸下山→二采區(qū)運(yùn)輸下山聯(lián)絡(luò)巷→二采區(qū)回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷→集中回風(fēng)下山→總回風(fēng)巷→回風(fēng)立井。

將測(cè)定參數(shù)進(jìn)行處理，得出如下結(jié)論：

分析第一條測(cè)線線路阻力分布情況：進(jìn)風(fēng)段、工作面段和回風(fēng)段阻力分別占通風(fēng)線路總阻力的33.57%、20.06%和46.39%。進(jìn)風(fēng)大阻力段主要分布在副斜井中，占通風(fēng)線路總阻力的20.09%。工作面大阻力段主要分布在2102綜采工作面中，占通風(fēng)線路總阻力的8.75%。回風(fēng)大阻力段主要分布在回風(fēng)立井中，占通風(fēng)線路總阻力的16.34%。從各段阻力分布情況看，通風(fēng)阻力線路基本平衡。最終測(cè)定路線的通風(fēng)阻力為1 026.77 Pa。

分析第二條測(cè)線線路阻力分布情況：進(jìn)風(fēng)段和回風(fēng)段阻力分別占通風(fēng)線路總阻力的34.12%、65.88%。進(jìn)風(fēng)大阻力段主要分布在主斜井中，占通風(fēng)線路總阻力的15.77%。回風(fēng)大阻力段主要分布在集中回風(fēng)下山中，占通風(fēng)線路總阻力的24.16%。最終測(cè)定路線的通風(fēng)阻力為1 009.35 Pa。

3 通風(fēng)阻力測(cè)定精度檢驗(yàn)

3.1 系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)阻力誤差值可按式（1）計(jì)算：

式中：hr′為理論通風(fēng)阻力，Pa；hr為實(shí)測(cè)該路線的通風(fēng)總阻力，Pa；φ為誤差限值，%。其中hr計(jì)算公式為：

式中：hi—j為 i—j段的實(shí)測(cè)通風(fēng)阻力，Pa；

本礦通風(fēng)方式采用抽出式通風(fēng)，通風(fēng)阻力理論數(shù)值可按式（3）計(jì)算：

式中：hs為U型水柱計(jì)的讀數(shù)，Pa；hv為風(fēng)硐測(cè)壓管斷面上速壓，Pa；hn為礦井自然風(fēng)壓，Pa。

3.2 風(fēng)阻測(cè)定精度要求

全礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定的精度要求如表1所示。

表1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力精度表

3.3 本次阻力測(cè)定誤差分析

本次測(cè)定，實(shí)測(cè)了兩條設(shè)定測(cè)線，其精度檢驗(yàn)公式仍按式（1）（2）（3）計(jì)算。

但是其中：hr為主測(cè)干線上支路通風(fēng)阻力之和，Pa；∑hi—j為進(jìn)風(fēng)井口至回風(fēng)井風(fēng)硐口主測(cè)干線上支路通風(fēng)阻力之和，Pa；hs為主扇相對(duì)靜壓，根據(jù)風(fēng)機(jī)房U型水柱計(jì)實(shí)測(cè)相對(duì)靜壓為1 090 Pa；hv為風(fēng)硐內(nèi)的動(dòng)壓，依據(jù)風(fēng)硐巷道斷面及風(fēng)量，計(jì)算得hv=17.36 Pa。

一采區(qū)綜采工作面：

二采區(qū)下山聯(lián)絡(luò)巷：

對(duì)于通風(fēng)阻力低于1 500 Pa的礦井，若φ≤15%，則認(rèn)為測(cè)定是正確的。顯然本次通風(fēng)阻力測(cè)定結(jié)果正確，測(cè)定結(jié)果可作為礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析的依據(jù)。

4 礦井等積孔與風(fēng)阻的測(cè)算結(jié)果

礦井等積孔與風(fēng)阻計(jì)算公式：

式中：A 為等積孔面積，m2；Q 為井下總風(fēng)量，m3/s；h為通風(fēng)阻力，Pa；R 為總風(fēng)阻，N·s2/m8。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：礦井回風(fēng)井總回風(fēng)量Q=124.17 m3/s，礦井通風(fēng)阻力 h=1 026.77 Pa。則：A=4.611（m2），R=0.067（N·s2/m8）。

從礦井等積孔、礦井風(fēng)阻值來看，該礦井通風(fēng)難易程度屬容易。

5 結(jié)論

1）分析第一條測(cè)線線路阻力分布情況，可知通風(fēng)阻力線路基本平衡，最終測(cè)定路線的通風(fēng)阻力為1 026.77 Pa。分析第二條測(cè)線線路阻力分布情況，可知進(jìn)風(fēng)段和回風(fēng)段阻力分別占通風(fēng)線路總阻力的34.12%、65.88%，最終測(cè)定路線的通風(fēng)阻力為1 009.35 Pa。

2）對(duì)各線路本次測(cè)定結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，誤差限值分別為0.29%和2.45%，小于15%，認(rèn)為本次測(cè)定結(jié)果正確。

3）經(jīng)計(jì)算，該礦井的等積孔為4.611 m2，風(fēng)阻值為0.067 N·s2/m8，確定該礦井通風(fēng)難易程度屬容易。