楊清春 李星亮

1.重慶能投渝新能源有限公司中心橋煤礦重慶402160；2.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶402260

摘要：針對中心橋煤礦通風(fēng)系統(tǒng)阻力測定過程、對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行了阻力分布、阻力坡度分布、自然風(fēng)壓等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，對系統(tǒng)存在問題提出了針對性建議和對策，為煤礦安全生產(chǎn)提供了指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)阻力；阻力測定分析；對策措施

中心橋煤礦為提高礦井安全保障能力，提高煤礦本質(zhì)安全水平，為全面掌握礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀和存在的問題，為后期礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)，對礦井通風(fēng)阻力進(jìn)行了測定和分析。

1 概況

中心橋煤礦采用斜井開拓方式，兩級絞車串車提升，劃分了+65m、300m、600m等三個水平，+200m和70m兩個輔助水平?，F(xiàn)布置了32303、32304、38104等3個采煤工作面，以及3個掘進(jìn)工作面。礦井采用中央邊界式抽出式通風(fēng)方法，礦井采用斜井進(jìn)風(fēng)，甘家?guī)X風(fēng)井回風(fēng)，總進(jìn)風(fēng)量為5850m3/min，總回風(fēng)量為6300m3/min。甘家?guī)X風(fēng)井安裝有2臺FBCDZ8№24B/2×250kW對旋軸流式主要通風(fēng)機。采煤工作面采用全風(fēng)壓通風(fēng)，“Z”型通風(fēng)方式。

2 通風(fēng)阻力測定方法

（1）測定方法選擇。根據(jù)MT/T4402008中規(guī)定，礦井通風(fēng)阻力測定方法可分為壓差計法和氣壓計法，氣壓計法又可分為氣壓計基點測定法和氣壓計同步測定法。三種測差法均有各自優(yōu)缺點，在眾多文獻(xiàn)[1～3]中均有論述。根據(jù)中心橋煤礦的系統(tǒng)布置，七次選用氣壓計基點測定法，此種比較簡便、省時、省力，可滿足測定精度要求。

（2）測定路線與測點布置通風(fēng)阻力測定路線應(yīng)選擇通風(fēng)線路中最長，通過風(fēng)量最大、且包括回采工作面，并盡可能包括不同支護(hù)類型的從進(jìn)風(fēng)到回采工作面到回風(fēng)井的主要路線。并為檢測測定數(shù)據(jù)的可靠性還可選擇一條次要路線。根據(jù)中心橋煤礦開拓開采系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)的具體情況，本次測定工作選用一條主要路線和一條次要路線。具體路線如下：主要路線（外煤組）：副斜井—300m暗斜井—300m北翼運輸大巷—300m北二采區(qū)提升上山—32303工作面上風(fēng)巷—32303工作面—32305工作面運輸巷—300m北二采區(qū)回風(fēng)上山—38103工作面上風(fēng)巷—0水平中組石門—總回風(fēng)巷—甘家?guī)X風(fēng)井。次要路線（中煤組）：300m中煤組北一采區(qū)提升上山—38104工作面上風(fēng)巷—38104工作面—38104工作面運輸巷—300m中煤組北一采區(qū)回風(fēng)上山。

在風(fēng)流分岔點、斷面變化較大、不同支護(hù)形式以及安有運輸轉(zhuǎn)載等地點，按規(guī)范要求選取測點，為了保證測定數(shù)據(jù)誤差較小，測點盡量選取風(fēng)流穩(wěn)定，斷面規(guī)整，有準(zhǔn)確標(biāo)高的地點。

（3）數(shù)據(jù)測定與處理。在選取的測點處，測量使用DYM3空盒氣壓計測定大氣壓力、使用DHM2通風(fēng)干濕球溫度計測定干溫度和濕溫度、使用風(fēng)表測定測點前后風(fēng)速、使用CP02/20精密氣壓計測定前后測點的壓力差值，現(xiàn)場測定斷面尺寸。利用提供的采掘工程圖在圖上量測測點間距離和確定測點標(biāo)高。根據(jù)所測數(shù)據(jù)，計算處理出相應(yīng)測段的阻力、摩擦阻力系數(shù)、風(fēng)阻，礦井總阻力及總風(fēng)阻和等積孔等。

（4）測定誤差檢驗。通風(fēng)阻力測定后要對測定誤差進(jìn)行檢驗，誤差檢驗包括并聯(lián)線路阻力誤差檢驗和系統(tǒng)誤差檢驗。系統(tǒng)誤差檢驗利用風(fēng)機房靜水柱計讀數(shù)與測定通風(fēng)阻力、并考慮自然風(fēng)壓影響等因素進(jìn)行校對計算。一般認(rèn)為誤差≤5%為滿足精度要求。

本次主要路線測定阻力為2007.04pa，計算的自然風(fēng)壓為307.12pa；次要路線測定阻力為1915.41pa，自然風(fēng)壓為25171pa。風(fēng)硐動壓為110.23pa，靜水柱計在測定期間平均讀數(shù)為2350Pa。經(jīng)計算，并聯(lián)路線誤差為4.8%，主要路線和次要路線系統(tǒng)誤差分別為3.85%和3.65%。誤差均小于5%，符合精度要求，說明本次通風(fēng)阻力測定數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的，計算結(jié)果可以作為通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。

3系統(tǒng)通風(fēng)狀況分析

通測定通風(fēng)系統(tǒng)阻力分布狀況分析可以摸清各區(qū)段的風(fēng)壓消耗，發(fā)現(xiàn)阻力大的巷道和地點，能了解礦井風(fēng)量的分配情況。通風(fēng)狀況分析可以發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)管理存在的問題，找出礦井通風(fēng)的薄弱環(huán)節(jié)，這對礦井通風(fēng)管理是非常重要的。

（1）按通風(fēng)路線測段阻力分布分析。通過本次測定工作，發(fā)現(xiàn)在主要路線中32303工作面的進(jìn)風(fēng)巷、采煤工作面和回風(fēng)巷等區(qū)段阻力較大的原因是巷道內(nèi)材料、物品較多，且工作面斷面高度較??；300m北二采區(qū)回風(fēng)上山中安設(shè)了調(diào)節(jié)風(fēng)窗，造成阻力大。次要測定路線中的300m中煤組北一采區(qū)提升上山中材料車較多，且該巷道有風(fēng)量漏出，阻力大；38104采煤工作面的進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)材料、物品較多，工作面的支柱影響以及斷面較小造成局部阻力較大；300m中煤組北一采區(qū)回風(fēng)上山中安設(shè)的調(diào)節(jié)風(fēng)窗造成局部阻力大。

（2）按進(jìn)風(fēng)段、用風(fēng)段和回風(fēng)段通風(fēng)阻力分析。主要路線進(jìn)風(fēng)段長度為4930.80m，本段是系統(tǒng)路線中最長段，阻力占比為31.73%，平均百米阻力為12.92Pa；用風(fēng)段路線長為2138.70m，在整個測定路線中最短，長度占比僅為18.78%，阻力占比為27.62%；回風(fēng)段巷道長為4320.20m，回風(fēng)段通風(fēng)阻力占比達(dá)40.65%。進(jìn)風(fēng)段：用風(fēng)段：回風(fēng)段的分配比約為2∶1∶2。次要線路中進(jìn)風(fēng)段：用風(fēng)段：回風(fēng)段的分配比約為11∶1∶5。

（3）通風(fēng)路線上阻力坡度分析。根據(jù)礦井通風(fēng)阻力測定路線長度和各段計算阻力分布情況繪制出的阻力坡度圖中很容易可以看出阻力坡度變化情況。主要路線上通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)阻力坡度總體上變化不大。從圖47中的折線可以看出，次要路線上通風(fēng)阻力坡度變化主要是在3237m至4037m之間，說明在次要路線上用風(fēng)段和回風(fēng)段處的阻力變化較快。

4 存在主要問題與建議

（1）礦井測定總阻力已達(dá)2007.04pa，即將達(dá)到礦井通風(fēng)總阻力建議標(biāo)準(zhǔn)即不超過2940Pa，因此建議對礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化，及時調(diào)整系統(tǒng)。（2）在測定兩條線路中，在32303工作面的進(jìn)風(fēng)巷、采煤工作面和回風(fēng)巷的段的阻力達(dá)352Pa，在38104采煤工作面的進(jìn)風(fēng)巷、采煤工作面和回風(fēng)巷段的阻力達(dá)751 Pa，主要原因是在工作面進(jìn)回風(fēng)巷堆放了大量的材料和物品，另一主要原因是采煤工作面支柱多、高度低造成的有效斷面較少。建議規(guī)范材料物品管理，按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行管理。（3）在北二采區(qū)回風(fēng)上山、北一采區(qū)回風(fēng)上山的通風(fēng)阻力分別達(dá)到171 Pa、301Pa，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，是在此兩條回風(fēng)上山中為控制風(fēng)流而設(shè)置了調(diào)節(jié)風(fēng)窗?？偦仫L(fēng)巷通風(fēng)阻力這103Pa，原因是總回風(fēng)巷歷史較長，斷面變小所至。建議按需調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，減少回風(fēng)巷的通風(fēng)設(shè)施設(shè)置。（4）在兩條線路中回風(fēng)段阻力占總路線附圖比例均超過40%，因此，應(yīng)注意維護(hù)回風(fēng)巷道的斷面和支護(hù)狀況，減少回風(fēng)段的通風(fēng)阻力，提高礦井抗災(zāi)能力，保證礦井安全生產(chǎn)。（5）該礦在現(xiàn)階段的自然風(fēng)壓為307.12Pa，為正值，幫助主要通風(fēng)機工作，但自然風(fēng)壓數(shù)值偏大。建議加強在夏季和冬季對自然通風(fēng)情況調(diào)查研究和實際測量工作，握自然風(fēng)壓的大小和方向，以及對主通風(fēng)機工作的影響，根據(jù)情況適時調(diào)整主通風(fēng)機工況點。

5 結(jié)論

（1）本次通風(fēng)阻力測定中，主要路線通風(fēng)阻力為200704pa，次要路線通風(fēng)阻力為1915.41pa，并聯(lián)線路誤差為4.8%，主要路線和次要路線系統(tǒng)誤差分別為3.85%和3.65%。誤差均小于5%，測定結(jié)果滿足礦井通風(fēng)阻力測定和通風(fēng)系統(tǒng)分析的精度要求。（2）本次測定結(jié)果摸清了礦井阻力分布情況和局部阻力變化的原因，采煤工作面及其進(jìn)回風(fēng)巷，礦井總回風(fēng)段巷道通風(fēng)阻力偏大，并根據(jù)實際情況提出了按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求堆放材料和物品，及時清理、修護(hù)巷道及其他異常區(qū)域治理等措施。（3）提出了及時優(yōu)化調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)，以達(dá)到礦井通風(fēng)系統(tǒng)降阻減耗的目的，保證通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、合理、可靠運行的建議。