仙泉煤业通风系统阻力测定分析

宋朝春

(山西正诚矿山安全技术研究所，山西 晋城 048000)

矿井通风阻力测定是矿井通风安全管理的基础工作之一，经过全矿井阻力测定，不仅能详细摸清矿井阻力分布和系统现状，而且能检查出阻力较大区域，为优化通风系统打好基础，也能为矿井井巷延伸、扩建改造提供数据依据[1]。

1 矿井概况

仙泉煤业位于长治市上党区，年产量为120万t/a，开采的15号煤具有爆炸性，煤的吸氧量0.74 cm3/g，煤的自燃倾向性为自燃，等级为Ⅱ类。矿井采用斜井开拓，共布置3个进风井，1个回风井，采用中央分列式的通风方式，通风方法为机械抽出式，主通风机为FBCDZ№26型轴流式风机，配用电机功率为2×400 kW。

2 通风阻力测定

矿井通风阻力测定的方法主要有气压计基点测定法和倾斜压差计法两种[2]，倾斜压差计法具有精度高、同步性强等优点，同时各测点的标高也不需要一一测定，方便快捷，且在随后的数据处理过程中数据方便分析记录。虽然倾斜压差计法具有诸多优点，但是其测量之前必须进行胶管铺设，工程量较大，延长了检测时间。气压计基点法虽然在位压测试上不具备优势，但具有测试方法简单，实施比较容易，耗费人员和时间较少等优点，而且在位压测试上的不足，可以通过矿方生产技术部门已有的巷道标高数据进行弥补，所以大家一般使用气压计基点法。

2.1 测定方法

本次选取气压计基点法。测试当天在副斜井井口调好通风阻力测试仪，一人在副斜井井口持仪器每10 min记录一次大气压变化，其他仪器分别按后面所述测点安排，进行各测点的气压测试，与此同时每个测点还要对巷道风速、温度以及巷道相关参数和测点间距进行测试。

2.2 测点布置

为使测定数据准确可靠，根据仙泉煤业通风系统的特点，此次测定在主要路线之外还选择了一条辅助路线，进一步全面掌握矿井井巷阻力分布情况。

主要路线：主斜井井口— 一采区东翼运输大巷风机前测风站—集中胶带下山300 m处—集中胶带下山测风站—胶带大巷测风站—15106进顺—15106回顺—15106回风口—回风大巷(3)测风站—回风大巷(4)测风站—回风下山测风站—回风立井井底测风站—风硐。

辅助路线：副斜井井口—副斜井井底—辅运大巷50 m处—辅运大巷(主水仓上风侧15 m)—辅运大巷(15106停车口上风侧50 m处)—辅运大巷(15106泵站口上风侧30 m处)—辅运大巷(2)测风站—辅运大巷回风大巷延伸风机前测风站—回风大巷(1)测风站。

2.3 人员组织与分工

为便于分工协作，提高测试效率，测定人员分成三组，地面一组，井下两组。地面组一人进行地面气压参数记录，每隔10 min记录一次时间和气压；井下组负责阻力测定线路参数的测定，井下组每组由3人组成，1人专门负责风量测定，1人负责干湿球温度测定，1人负责测量巷道断面参数和测定井下各点压差及相关数据记录。

3 测定结果分析

3.1 测定结果汇总

通过对测定的数据汇总、整理计算，汇总部分数据,见表1。经测定矿井总风量为9 472.80 m3/min，实测矿井总阻力为1 284.66 Pa，根据风机房水柱计负压读数计算系统阻力值为1 339.78 Pa，根据矿井通风系统的测定误差公式[3]计算测定误差，进一步验证测定结果的有效性。

表1 测定数据汇总

式中:h'r为系统计算阻力值，Pa；htr为累计测定阻力值，Pa；δ为相对误差，%。

计算得相对误差为4.11%，小于5%，因此测定结果有效。

表2 矿井通风阻力等级分类

从矿井等积孔A与风阻R值来看，矿井为小阻力矿井，通风难易程度属通风容易矿井。

3.2 矿井通风系统阻力分布状况分析[5]

通过对测定数据的计算分析，得出矿井阻力分布表(见表和图1)。

图1 矿井阻力分布

如表3所示，线路进风段(1～5点)阻力为446.50 Pa，占总阻力的34.76%，其中阻力最大产生在1(主斜井井口)～2(一采区东翼运输大巷风机前测风站)之间，阻力为216.85 Pa，占进风段总阻力的48.57%，阻力产生的主要原因是此段巷道高差变化大、拐弯多，而且线路内布置有胶带机。今后在巷道设计布置时,应避免拐急弯，增大巷道的拐弯半径，对于坡巷，要平缓，杜绝急上、急下。

表3 通风阻力最大路线阻力分布

线路用风段(5～9点)总阻力为458.18 Pa，占总阻力的35.66%，所占比例最大，其中阻力最大产生在8(15106回风联络巷测风站)～9(回风大巷(3)测风站)之间，阻力为176.14 Pa，占用风段总阻力的38.44%，阻力产生的主要原因是此段为综采工作面的回风联络巷，不仅布置有调风设施，而且巷道有一定的变形。今后工作面及用风巷道要注意加强巷道的维护，尤其是要加强对受采动影响的工作面上下隅角及回风口处的支护，提前补打支护锚杆、锚索或木垛，保证通风断面。

回风段(9～13点)总阻力为379.98 Pa，占总阻力的29.58%，所占比例较小，但要加强回风巷沿线风门的管理，做好风门闭锁，避免风流紊乱，减小各设施处的漏风。

4 结 语

《煤矿安全规程》规定：新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后至少每3 a测定一次；生产矿井转入新水平、改变一翼或者全矿井通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定[6]。在矿井通风阻力测定过程中，不仅能摸清全矿各巷道阻力分布情况，而且能发现通风系统的薄弱环节，通过测定能为矿井通风系统优化提供数据支撑。矿井通风阻力测定是一个短期的工作，但矿井通风系统管理是一个必须常抓不懈的工作，只有稳定、可靠、合理的通风系统，才能保证矿井的安全生产。