宋朝春

(山西正誠礦山安全技術(shù)研究所，山西 晉城 048000)

礦井通風(fēng)阻力測定是礦井通風(fēng)安全管理的基礎(chǔ)工作之一，經(jīng)過全礦井阻力測定，不僅能詳細摸清礦井阻力分布和系統(tǒng)現(xiàn)狀，而且能檢查出阻力較大區(qū)域，為優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)打好基礎(chǔ)，也能為礦井井巷延伸、擴建改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)[1]。

1 礦井概況

仙泉煤業(yè)位于長治市上黨區(qū)，年產(chǎn)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(fēng)井，1個回風(fēng)井，采用中央分列式的通風(fēng)方式，通風(fēng)方法為機械抽出式，主通風(fēng)機為FBCDZ№26型軸流式風(fēng)機，配用電機功率為2×400 kW。

2 通風(fēng)阻力測定

礦井通風(fēng)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(yōu)點，同時各測點的標(biāo)高也不需要一一測定，方便快捷，且在隨后的數(shù)據(jù)處理過程中數(shù)據(jù)方便分析記錄。雖然傾斜壓差計法具有諸多優(yōu)點，但是其測量之前必須進行膠管鋪設(shè)，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(yōu)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(yōu)點，而且在位壓測試上的不足，可以通過礦方生產(chǎn)技術(shù)部門已有的巷道標(biāo)高數(shù)據(jù)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(dāng)天在副斜井井口調(diào)好通風(fēng)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(fēng)速、溫度以及巷道相關(guān)參數(shù)和測點間距進行測試。

2.2 測點布置

為使測定數(shù)據(jù)準確可靠，根據(jù)仙泉煤業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)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(qū)東翼運輸大巷風(fēng)機前測風(fēng)站—集中膠帶下山300 m處—集中膠帶下山測風(fēng)站—膠帶大巷測風(fēng)站—15106進順—15106回順—15106回風(fēng)口—回風(fēng)大巷(3)測風(fēng)站—回風(fēng)大巷(4)測風(fēng)站—回風(fēng)下山測風(fēng)站—回風(fēng)立井井底測風(fēng)站—風(fēng)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(fēng)側(cè)15 m)—輔運大巷(15106停車口上風(fēng)側(cè)50 m處)—輔運大巷(15106泵站口上風(fēng)側(cè)30 m處)—輔運大巷(2)測風(fēng)站—輔運大巷回風(fēng)大巷延伸風(fēng)機前測風(fēng)站—回風(fēng)大巷(1)測風(fēng)站。

2.3 人員組織與分工

為便于分工協(xié)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(shù)記錄，每隔10 min記錄一次時間和氣壓；井下組負責(zé)阻力測定線路參數(shù)的測定，井下組每組由3人組成，1人專門負責(zé)風(fēng)量測定，1人負責(zé)干濕球溫度測定，1人負責(zé)測量巷道斷面參數(shù)和測定井下各點壓差及相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

3 測定結(jié)果分析

3.1 測定結(jié)果匯總

通過對測定的數(shù)據(jù)匯總、整理計算，匯總部分數(shù)據(jù),見表1。經(jīng)測定礦井總風(fēng)量為9 472.80 m3/min，實測礦井總阻力為1 284.66 Pa，根據(jù)風(fēng)機房水柱計負壓讀數(shù)計算系統(tǒng)阻力值為1 339.78 Pa，根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的測定誤差公式[3]計算測定誤差，進一步驗證測定結(jié)果的有效性。

表1 測定數(shù)據(jù)匯總

式中:h'r為系統(tǒng)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(jié)果有效。

表2 礦井通風(fēng)阻力等級分類

從礦井等積孔A與風(fēng)阻R值來看，礦井為小阻力礦井，通風(fēng)難易程度屬通風(fēng)容易礦井。

3.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力分布狀況分析[5]

通過對測定數(shù)據(jù)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(fēng)段(1～5點)阻力為446.50 Pa，占總阻力的34.76%，其中阻力最大產(chǎn)生在1(主斜井井口)～2(一采區(qū)東翼運輸大巷風(fēng)機前測風(fēng)站)之間，阻力為216.85 Pa，占進風(fēng)段總阻力的48.57%，阻力產(chǎn)生的主要原因是此段巷道高差變化大、拐彎多，而且線路內(nèi)布置有膠帶機。今后在巷道設(shè)計布置時,應(yīng)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(fēng)阻力最大路線阻力分布

線路用風(fēng)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(chǎn)生在8(15106回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷測風(fēng)站)～9(回風(fēng)大巷(3)測風(fēng)站)之間，阻力為176.14 Pa，占用風(fēng)段總阻力的38.44%，阻力產(chǎn)生的主要原因是此段為綜采工作面的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，不僅布置有調(diào)風(fēng)設(shè)施，而且巷道有一定的變形。今后工作面及用風(fēng)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(fēng)口處的支護，提前補打支護錨桿、錨索或木垛，保證通風(fēng)斷面。

回風(fēng)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(fēng)巷沿線風(fēng)門的管理，做好風(fēng)門閉鎖，避免風(fēng)流紊亂，減小各設(shè)施處的漏風(fēng)。

4 結(jié) 語

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：新井投產(chǎn)前必須進行1次礦井通風(fēng)阻力測定，以后至少每3 a測定一次；生產(chǎn)礦井轉(zhuǎn)入新水平、改變一翼或者全礦井通風(fēng)系統(tǒng)后，必須重新進行礦井通風(fēng)阻力測定[6]。在礦井通風(fēng)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(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，通過測定能為礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。礦井通風(fēng)阻力測定是一個短期的工作，但礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理是一個必須常抓不懈的工作，只有穩(wěn)定、可靠、合理的通風(fēng)系統(tǒng)，才能保證礦井的安全生產(chǎn)。