矿井通风阻力

矿井通风阻力（精选九篇）

矿井通风阻力 篇1

通风系统在矿井中, 能起到改善工作环境、稀释有害物质, 调节井内湿度与温度的作用, 在矿井建设设计中, 具有重要作用。我国煤矿开采技术, 相比国外水平, 还有所不足。并且工人施工条件较差, 施工安全性较低。故而, 本文对矿井的通风系统进行分析。

1 造成煤炭矿井的通风阻力的原因

煤炭矿井中, 不同的通风流动状态, 会导致不同的通风阻力现象。通常情况下, 引发风阻问题的原因主要有以下两种。

由于井巷壁面与巷内流通空气之间, 会形成摩擦, 从而对空气的正常流通, 形成阻碍作用。这种阻碍作用被即为摩擦阻力, 这种阻力对矿井通风的影响最为明显。

巷道面积的骤然变化, 以及转角、交汇、分叉等局部位置, 会对流通冲动空气, 产生结构性的阻力, 这种阻力即为局部阻力。

2 降低空气阻力的对策

2.1 降低摩擦阻力

(1) 摩阻系数与矿井结构有关, 为了在不影响矿井整体结构的前提下, 减少其摩阻系数, 应首选针对矿井的支护方式进行改造。在设计过程中, 对钢带、锚索、砌碹等结构, 应确保其质量达到技术标准的要求, 并以光面爆破的方式, 保证井壁的光滑程度与平整度, 使空气流通时, 所受到的摩擦阻力降低。此外, 还需保证支架的整齐, 并对损坏的支架, 及时的采取手段修复。修复时, 需注意修整好底板、两帮等结构, 从而最大限度的降低摩阻系数。

(2) 由风阻公式可以看出, 巷道风量与摩擦阻力之间, 存在正相关关系。所以风量越大, 所造成的通风阻力也就越大, 而通风效率的损失也就越大。因此, 应结合具体的生产特点, 选择最为适宜的通风量。在初期掘进时, 控制局部通风机的风量, 并对主通风机进行调节。使井巷内富裕风量下降。同时, 防止井内风量集中而产生的紊流问题。

(3) 井巷断面周长越长, 则通风的摩擦阻力越大。而井巷断面面积越大, 则通风的摩擦阻力越小。因此, 在对井巷断面进行设计时, 应对周长与面积以及实际使用情况进行综合考虑。由于同面积下, 圆形设计, 具有最小周长。因此, 应尽量采取圆形断面。而大巷、斜井等结构, 因考虑其使用的方便性, 故而采用仅次于圆形结构的拱形断面, 从而降低断面周长, 提升通风流畅性。

(4) 巷道越长, 则发生紊流情况的几率就越高, 通风摩擦阻力也就越大。因此, 在满足工作需要的前提下, 应尽量减少巷道长度。对采空区, 以及废弃管巷, 应及时予以封闭。

2.2 降低局部阻力

局部阻力, 通常是由井巷内, 局部结构的变化和损坏所引起, 从而导致通风流向、流速发生改变。所以, 应对产生风阻的局部结构, 进行改善和优化, 避免风力冲击现象与涡流现象, 提高风力流动效率。

(1) 保障空气流动的流畅性, 首先应改善井巷结构, 使巷内断面积的变化量尽量降低, 避免出现面积突变现象, 防止风力受到结构性阻碍和冲击。其次, 对于铁风桥, 要对其直径进行控制, 使之尽量减少。设计时, 合理设置调风窗。最后, 对其他产生风阻的局部结构, 也应予以改良。

(2) 对面积不同的两巷道之间, 应采取圆滑连接、光滑过渡的方式。对巷道转弯位置, 需增加弧度过渡结构。在满足生产需求的条件下, 尽量减少巷道汇合与分叉的情况。

(3) 生产中备用材料和工具, 应按照生产需求向井巷中运送, 不可将大量材料和工具堆积在井巷内部。日常做好检查工作, 及时清理各种阻力物。

3 提高通风动力的措施

为了保证井巷具有良好的通风状况, 克服各种通风阻力, 因此需要为井巷提供一定的风压。矿井通风的压力来源有两种, 分别是自然风压以及机械风压。

3.1 自然风压的利用

自然风压是矿井所在位置, 由自然环境条件所生成的风压。因此, 在设计时, 应对当地的气候条件与地形环境, 做好充分考虑, 并结合气候规律, 对主通风机进行调整, 达到节能目的。此外, 还可以在你复杂井巷内, 通过钻孔的形式, 构成通风回流, 增加自然风压的利用率。为了应对非常情况, 可有自然风代替通风机进行风力供给。

3.2 调整工况点

采用通风机进行风力供给时, 通过对工况点的调整和优化, 能有效提升通风效率, 并降低电能消耗, 节约生产成本。

所谓工况点, 是指在特定的风阻与转速条件下, 通风机的各项工作参数。当风力无法满足开采需要时, 可采用增风调节方式, 首先减少总风阻, 并对外部漏风位置, 采取封堵措施。而当井巷内富裕风量较高时, 则通过减风调节方式, 避免井内通风紊流。以轴流式机器为例, 可以首先对其进行增阻调节, 而后提高外部漏风量。

而实际工作中, 在无法对风阻进行调整的情况下, 还可以通过改变风机的特性, 从而提升通风效率。仍以轴流风机为例, 对叶片的安装角度, 进行相应的调整, 则能实现风量调整。而通过调整电机转速, 或调整传动比等形式, 都能有效调整风量。对于离心式风机, 可通过安装前导器, 并针对前导器的叶片, 进行调整。从而达到调整风量的目的。

4 总结

通过提高井壁光滑程度, 改善并优化井内结构, 在保证矿井断面面积的前提下, 尽量缩短断面周长, 缩短井巷长度等方法, 能有效降低井内通风阻力。而合理的利用自然风压, 并结合开采需要, 对通风机工况点进行调整, 则既能保证经济性, 又能提高通风动力。

摘要：煤矿井内通风, 对煤矿开采施工的安全与效率, 有着重要影响。为了保障施工安全, 提升开采效率。所以文章针对煤炭矿井内, 通风阻力产生的原因, 和降低空气阻力的对策进行分析。同时, 针对自然通风和机械通风效果的调整与优化, 提出了几点看法。希望为煤矿行业, 设计与工作人员, 提供借鉴和参考。

关键词：通风阻力,通风动力,煤炭矿井

参考文献

[1]高存友.煤炭矿井内通风阻力和通风动力的研究[J].民营科技, 2014, 12 (02) :92.

[2]闫幸国.煤矿矿井通风阻力测定研究[J].科技风, 2013, 13 (11) :122.

矿井通风阻力 篇2

一、单项选择题（共 25题，每题2分，每题的备选项中，只有1个事最符合题意）

1、根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T 13861—1992)，下列危险和有害因素属于行为性危险和有害因素的是__。A．作业环境不良 B．健康状况异常 C．信号错误 D．指挥错误

2、依据《安全生产法》的规定，下列组织中，有权对建设项目的安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用情况进行监督并提出意见的是__。

A．工会组织 B．行业协会 C．设计单位 D．施工单位

3、生产经营单位转让安全生产许可证，接受转让的单位和个人发生人员死亡生产安全事故的，处的罚款。A：5万元以上20万元以下 B：10万元以上30万元以下 C：30万元以上40万元以下 D：40万元以上50万元以下 E：相对密度(空气=1)为1．19

4、下列说法不正确的是__。

A．闪点是衡量物质火灾危险性的重要参数

B．燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义，在控制燃烧时，需将可燃物的温度降至其燃点以下

C．火灾防治途径有评估、阻燃、火灾探测、灭火等

D．添加型阻燃剂具有赋予组成物或聚合物永久阻燃性的优点

5、根据《注册安全工程师管理规定》，关于办理初始注册的程序表述中，错误的是。A：部门、省级注册机构在收到中请人的申请材料后，应当作出是否受理的决定，并向申请人出具书面凭证；申请材料不齐全或者不符合要求，应当当场或者在5日内一次性告知申请人需要补正的全部内容

B：部门、省级注册机构自受理申请之日起10日内将初步审查意见和全部申请材料报送国家安全生产监督管理总局

C：国家安全生产监督管理总局自收到部门、省级注册机构以及中央企业总公司（总厂、集团公司）报送的材料之日起20日内完成复审并作出书面决定

D：国家安全生产监督管理总局准予注册的，自作出决定之日起10日内，颁发执业证和执业印章，并在媒体上予以公告 E：相对密度(空气=1)为1．19

6、《安全生产法》规定，关于追究法律责任的生产经营单位有关人员的安全生产违法行为．下列说法中，有误的是。

A：生产经营单位的主管人员未履行本法规定的安全生产管理职责的

B：生产经营单位主要负责人在本单位发生重大生产安全事故时，不立即组织抢救或者在事故调查处理期间擅离职守或者逃匿的

C：生产安全事故的责任人员依法承担赔偿责任，经人民法院依法采取执行措施后，仍不能对受害人给予足额赔偿的

D：生产经营单位主要负责人对生产安全事故隐瞒不报、谎报或者拖延不报的 E：相对密度(空气=1)为1．19

7、[2010年考题]煤矿火灾、瓦斯和煤尘爆炸以及爆破作业后都会产生大量的一氧化碳等有毒有害气体。根据《煤矿安全规程》，井下作业场所的一氧化碳浓度不得超过。A：0．02％ B：0．002％ C：0．024％ D：0．002 4％

E：立即转移账户上的资金

8、浓硫酸属于__危险品。A．助燃性 B．刺激性 C．腐蚀性 D．有毒

9、在道路上发生交通事故，车辆驾驶人应当__。A．立即停车，保护现场 B．立即停车，清理现场 C．立即向有关部门报告 D．立即离开

10、残疾人的机动轮椅车、电动自行车在非机动车道内行驶时，最高时速不得超过__km。A．3 B．4 C．5 D．6

11、生产性噪声是由机器转动、气体排放、工件撞击、摩擦等产生的。生产性噪声可分为__三类。

A．振动性噪声、机械性噪声、电磁性噪声 B．冲击性噪声、机械性噪声、电磁性噪声 C．气体性噪声、机械性噪声、电磁性噪声 D．空气动力噪声、机械性噪声、电磁性噪声

12、[2011年考题]放射性疾病常见于放射装置应用中的意外事故，或者由于防护条件不佳所致职业性损伤，我国已将电离辐射防护中的急性、慢性外照射病列为法定职业病范畴，外照射防护的基本方法是。A：时间防护、距离防护、屏蔽防护 B：围封隔离、除污保洁、距离防护 C：个人防护、时间防护、屏蔽防护 D：围封隔离、屏蔽防护、个人防护 E：立即转移账户上的资金

13、常用的职业卫生统计指标有发病（中毒）率、患病率、病死率和__。A．职业病普查率 B．疑似职业病发生率 C．粗死亡率

D．职业卫生合格率

14、安全生产监督管理形式多样，事中的监督管理检查方式主要有__。A．定期巡查，设备维修 B．行为监察，技术监察 C．安全监察，技术改进 D．管理监察，行为监察

15、[2011年考题]产品的维修性设计是设计人员从维修的角度考虑，当运行中的产品发生故障时，能够在早期容易、准确地发现故障，并且易于拆卸、检修和安装。在进行维修性设计中不需要重点考虑的是。A：产品整体运输的快速性 B：可达性

C：零部件的标准化及互换性 D：检修人员的安全性

E：立即转移账户上的资金

16、安全生产管理机构的设置和专、兼职安全生产管理人员的配备，是根据生产经营单位的__、__等因素来确定的。A．生产性质，从业人数 B．危险性，规模大小 C．生产规模，从业人数 D．生产性质，生产规模

17、[2011年考题]当可燃性固体呈粉体状态，粒度足够细，飞扬悬浮于空气中，并达到一定浓度时。在相对密闭的空间内，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。下列各组常见粉尘中，都能够发生爆炸的是。A：纸粉尘、煤粉尘、粮食粉尘、石英粉尘 B：煤粉尘、粮食粉尘、水泥粉尘、棉麻粉尘 C：饲料粉尘、棉麻粉尘、烟草粉尘、玻璃粉尘 D：金属粉尘、煤粉尘、粮食粉尘、木粉尘 E：立即转移账户上的资金

18、依据《安全生产法》的规定，生产经营单位对同一项目的多个承包单位、承租单位的安全生产工作实施。A：统一指挥、管理 B：统一协调、管理 C：统一规划、管理 D：统一考评、管理

E：相对密度(空气=1)为1．19

19、依照《消防法》的规定，关于机关、团体、企业、事业单位应当履行的消防安全职责，下列说法中，不正确的是。A：制定消防安全制度、消防安全操作规程

B：实行防火安全责任制，确定本单位和所属各部门、岗位的消防安全负责人 C：制定灭火和应急疏散预案，定期组织消防演练 D：组织防火检查，及时消除火灾隐患 E：相对密度(空气=1)为1．19

20、法的__在于维护有利于统治阶级的社会关系和社会秩序。A．原则 B．目的 C．内容 D．形式

21、__是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。A．可靠性 B．可靠度 C．故障率 D．维修度

22、《危险化学品安全管理条例》规定，危险化学品出入库，必须进行。A：核查登记 B：成份测定 C：质量检验 D：重新包装

E：相对密度(空气=1)为1．19

23、在金属非金属地下矿山采矿方法中，在薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜(倾角一般小于30°)矿体中，应用。A：空场采矿法 B：房柱采矿法 C：留矿采矿法 D：全面采矿法

E：立即转移账户上的资金

24、某化工厂针对本企业存在的危险较大的岗位制定了现场处置方案。依据《生产安全事故应急预案管理办法》，该处置方案至少每个月应组织一次演练。A：12 B：6 C：3 D：1 E：相对密度(空气=1)为1．19

25、某服装厂厂房为一栋6层钢筋混凝土建筑物，厂房l层是铣床车间，2层是平缝和包装车间及办公室，3～6层是成衣车间，厂房一层现有4个门，后2个门被封死，一个门上锁，仅留一个门供员工上下班进出，厂房内唯一的上下楼梯平台上堆放了杂物，仅留0．8m宽的通道供员工通行。半年前，在厂房1层用木板和铁栅栏分隔出一个临时库房。由于用电负荷加大，临时库房内总电闸熔丝经常烧断，为了不影响生产，电工用铜丝代替临时库房内总电闸熔丝。经总电闸引出的电线，搭在铁栅栏上，穿过临时库房，但没有用绝缘套管，电线下堆放了2m高的木料。2008年6月6日，该服装厂发生火灾事故。起火初期火势不大，有员工试图拧开消火栓和用灭火器灭火，但因不会操作未果。火势迅速蔓延至2、3层，当时，正在2层办公的厂长看到火灾后立即逃离现场；2～6层的401名员工在无人指挥的情况下慌乱逃生，多人跳楼逃生摔伤；1层人员全部逃出。该起火灾事故，造成67人死亡，51人受伤，直接经济损失3600万元。事故调查发现，起火原因是1层库房内电线短路产生高温熔珠，引燃堆在下面的木料，整个火灾过程中无人报警，事故前该厂曾收到当地消防机构关于该厂火险隐患的“责令限期改正通知书”，但未整改；厂内仅有一名电工，且无特种作业人员操作证。关于此次事故中逃生时受伤的员工是否定为工伤的问题，按我国相关法律法规，下列说法中，正确的是。A：应该定为，因工作受伤 B：不应定为，不是因工作受伤 C：是否定为由厂工会认定 D：是否定为由厂领导决定

E：是否定为由安全生产监督部门裁定

二、多项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、[2011年考题]电击分为直接接触电击和间接接触电击，针对这两种电击应采取不同的安全技术措施。下列技术措施中，对预防直接接触电击有效的有。A：应用安全电压的设备(Ⅲ类设备)B：应用加强绝缘的设备(Ⅱ类设备)C：将电气设备的金属外壳接地 D：与带电体保持安全距离 E：将带电体屏蔽起来

2、依据《矿山安全法》的规定，矿山企业中，应当具备安全专业知识，具有领导安全生产和处理矿山事故的能力，并必须经过考核合格的人员是 A：总工程师

B：安全生产管理人员 C：矿长

D：特种作业人员

E：相对密度(空气=1)为1．19

3、《生产性粉尘作业危害程度分级》规定了生产性粉尘按危害程度分级，分级指标为粉尘中__。A．游离二氧化硅含量

B．工人接尘时肺的总通气量 C．游离的石棉尘含量 D．粉尘浓度超标倍数 E．粉尘分散度的标准

4、下列事故中，属于电气事故的包括__。A．雷电和静电事故 B．电磁辐射事故

C．电焊操作引燃事故 D．触电事故

E．电气线路短路事故

5、在矿山开采方法中，对于液体开采的表述正确的是。A：液体开采又称特殊采矿法 B：是从天然卤水里、湖里、海洋里或地下水中提取有用的物质 C：对有用矿物加以溶解，再将溶液抽至地面后进行提取 D：主要使用热水驱、气驱或燃烧

E：大多数液体采矿是用钻眼法进行的

6、监督检查的目的是预防事故的发生，其实现手段有__。A．通过广泛宣传，提高全社会的安全意识

B．发挥群众监督和舆论监督的作用，加大对各类违法违规行为的查处力度 C．加强日常工作的监察

D．通过检验发现特种设备在设计、制造等过程中的影响产品安全性能的质量问题

E．对检查发现的问题，用行政执法的手段纠正违法违规行为

7、用人单位应对新职工进行“__”安全教育。A．三级 B．四新

C．特种设备人员 D．全面

8、依据《劳动法》的规定，用人单位不得安排未成年工从事国家规定的__体力劳动强度的劳动和其他禁忌从事的劳动。A．第一级 B．第二级 C．第三级 D．第四级

9、危险化学品安全生产标准体系包括。A：通用基础、安全生产标准 B：安全技术标准 C：安全管理标准 D：安全方法标准 E：用品配备标准

10、法律规范由要素构成。A：假定 B：处理 C：制裁 D：处置 E：判决

11、露天矿作业一般采取的防尘措施有______。A．采用湿式钻孔或干式捕尘

B．确保全面通风的主风扇连续运转 C．加强对司机室的防护

D．碎矿作业时采取密闭、通风、除尘的方法 E．设置水幕

12、特种设备安全监察法规体系中，技术法规主要由各类安全监察__构成。A．考核标准 B．检验规则 C．考核细则 D．管理规定 E．规程

13、爆炸帽是压力容器安全附件的一种，爆破帽为中间具有一薄弱断面的厚壁短管，破压力误差较小，泄放面积较小，多用于__容器。A．低压 B．高压 C．中压 D．超高压

14、依据《特种设备安全监察条例》的规定，的设计文件．应当经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构鉴定，方可用于制造。A：锅炉

B：压力容器中的气瓶、氧舱 C：航空航天器 D：客运索道

E：大型游乐设施

15、安全技术措施按照行业可分为。A：煤矿安全技术措施 B：非煤矿山安全技术措施 C：石油化工安全技术措施 D：防火防爆安全技术措施

E：减少事故损失的安全技术措施

16、《安全生产法》规定，居民委员会、村民委员会发现其所在区域内的生产经营单位存在事故隐患或者安全生产违法行为时，应当向__报告。A．当地人民政府或有关部门 B．生产经营单位主管部门 C．监察部门

D．当地人民政府的上级机构

17、根据《建设工程消防监督管理规定》，下列建设工程中，需要向公安机关消防机构申请消防设计审核，并在建设工程竣工后向出具消防设计审核意见的公安机关消防机构申请消防验收的是 A：建筑总面积1 500㎡的托儿所 B：建筑总面积400㎡的酒吧 C：建筑总面积1 000㎡的商场 D：建筑总面积5 000㎡的体育馆 E：相对密度(空气=1)为1．19

18、某年某月某日，某铁矿发生火灾事故，由于该矿和临矿互通，火灾共涉及5个矿区，造成上百人被困井下。经多方抢救，遇难矿工人数仍达70人。随即成立了国务院事故调查组，调查组由国家安全生产监督管理总局、监察部、全国总工会、国土资源部、省人民政府联合组成，分为综合、技术、管理三个组。国务院事故调查组经初步调查，认定事故发生的直接原因是：该矿的维修工在井筒内使用电焊，焊割下的高温金属残块及焊渣掉落在井壁用于充填护帮的荆笆上，造成长时间阴燃，最后引燃井筒周围的荆笆及木支护等可燃物，引发井下火灾。5个矿区越界开采，造成各矿井下巷道贯通，风流紊乱，火灾烟气蔓延，各矿均未按要求设置井下作业人员逃生的安全通道，直接导致了事故的升级和扩大。生产经营单位的生产经营场所和员工宿舍未设有符合紧急疏散需要、标志明显、保持畅通的出口，或者封闭、堵塞生产经营场所或者员工宿舍出口的。A：责令限期改正

B：逾期未改正的，予以关闭

C：逾期未改正的，责令停产停业整顿

D：造成严重后果的，要依法给予赔偿，不用追究刑事责任

E：造成严重后果，构成犯罪的，依照刑法有关规定追究刑事责任

19、__是指人们通过肉眼或使用仪器观察与分析金属材料或金属构件损坏后的断裂截面，来探讨与材料或构件损坏有关的各种问题的一种技术。A．金相检验 B．硬度测试 C．断口分析 D．耐压试验

20、其他高危行业安全生产费用使用范围包括。A：完善、改造和维护安全防护设备、设施支出 B：安全生产检查与评价支出

C：安全技能培训及进行应急救援演练支出 D：其他与安全生产直接相关的支出

E：防爆机械电气设备配备和完善以及仪器检验检测支出

21、定性安全评价法是对进行的评价，其评价结果是一些定性的指标。A：人员和管理 B：生产系统的工艺

C：生产系统的设备、设施 D：生产系统的环境

E：生产人员的素质结构

22、根据《安全生产违法行为行政处罚办法》的规定，危险物品的生产、经营、储存单位以及矿山企业、建筑施工单位未建立应急救援组织的。A：责令改正，并可以处l万元以上3万元以下的罚款 B：处2万元以上5万元以下的罚款 C：处5万元以上10万元以下的罚款

D：给予警告，并可以处1万元以上3万元以下的罚款 E：相对密度(空气=1)为1．19 23、2007年9月9日上午8时35分，某新材料科技股份有限公司矿冶分公司铅冶炼厂在粗铅冶炼建设项目试生产调试期间发生一起喷炉灼烫事故，造成8人死亡、10人受伤，其中重伤3人。该建设项目于2005年3月由A省冶金研究设计院完成可行性研究，2006年2月该公司与B科技有限公司签订“顶吹沉没炉炼铅新方法”技术转让合同，4月开工建设。该建设项目采用富氧顶吹熔炼工艺，属熔池熔炼，其反应区位于渣层。精矿、熔剂、燃料和富氧空气连续加入炉内，富氧空气输送喷枪头部沉没于渣中，气泡从熔体中逸出形成的烟气通过烟道进入制酸系统。反应产出的粗铅和富铅渣通过炉体下部的放铅口和放渣口间断放出。富氧顶吹熔炼炉和喷枪是该工艺的两个核心设备。事故发生前，该装置尚处于试生产调试阶段。9月9日凌晨在试车中曾从加料口喷出炉渣，将加料皮带烧坏，6时20分开始采用人工加料。8时35分，调试现场指挥打开观察孔向炉内观察，之后指挥控制工下枪，并在观察富氧空气输送喷枪架刻度后，再次指挥控制工下枪，随后又一次观察喷枪刻度，并给出提枪信号，喷枪尚未动作，即从加料口喷出一股白烟，此时，10余吨温度高达1 150℃的炉渣将炉顶盖的西面掀开，直接喷向控制室方向，摧毁了控制室及设施，造成现场9人中6人当场死亡，3人从三楼跳窗坠地后重伤，其中2人经抢救无效死亡。炉渣喷出控制室后，将距炉体47 m的原料厂房玻璃击碎，造成其他人员受伤。本次事故共造成8人死亡、10人受伤，其中3人重伤。以下有关提交、批复事故调查报告的期限要求的说法，正确的是。

A：应当自事故发生之日起30日内提交事故调查报告 B：应当自事故发生之日起60日内提交事故调查报告

C：特殊情况下，经负责事故调查的人民政府批准，提交事故调查报告的期限可以适当延长，但延长的期限最长不超过30日

D：负责事故调查的人民政府应当自收到事故调查报告之日起15日内做出批复 E：负责事故调查的人民政府应当自收到事故调查报告之日起30日内做出批复

24、《消防法》规定，易燃易爆气体和液体的充装站、供应站、调压站，应当设置在__。

A．合理的位置

B．相对独立的安全地带 C．城市的边缘

D．符合防火防爆要求 E．易于运输的地方

25、法的特征包括__。

A．法是由特定的国家机关制定的 B．法是依照特定程序制定的 C．法具有国家强制性

如何做好矿井通风基础工作 篇3

【关键词】矿井通风；通风设施；瓦斯管理；综合防尘

矿井通风安全工作是煤矿安全管理的主要内容，以“一通三防”为中心。矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气；稀释和排除有毒有害气体和矿尘；调节井下气候条件和防止瓦斯、煤尘等重大事故的发生，是保证井下职工的安全和健康，提高矿井生产的效率。所以，我们必须掌握矿井通风安全理论知识、技术、方法和内容，努力做好以下几个方面工作，确保矿井安全生产。

1.正确、合理的选择矿井通风系统

矿井通风系统是指风流由进风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后从回风井排出矿井，风流所经过的整个路线，及其配套的通风设施称为矿井通风系统。矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，通风系统是否合理，对保证各用风地点的供风和安全生产，以及矿井基本建设和降低通风费用起着决定性的作用。因此，正确、合理地选择通风系统能减少通风工程量，降低通风费用，以达到经济合理。

2.加强井下通风设施的管理及维护、减少漏风

矿井通风设施是指为保证进入矿井的风量能按生产的需要定向、定量地流向用风地点而在通风网络中设置的用以引导、隔断和控制风流的设施，也称通风构筑物。合理地安设通风构筑物，并使其能常处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务。如通风设施损坏，不能及时维护就会造成大量漏风。

漏风会使工作地点风量减少，造成瓦斯积聚、空气温度升高、气候条件恶化，影响工人身体健康和矿井安全；使矿井通风系统复杂化，降低通风系统的稳定性、可靠性，影响井下风流控制和调节效果；造成矿井通风电费的大量浪费，甚至使主要通风机的能力不足。

故要加强通风设施的管理力度，经常检查和及时维护，以免造成大量漏风和风流短路。

3.加强局部通风机的管理力度

局部通风机的安装及使用应符合《规程》规定：

（1）局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不得小于10米，吸入风量必须小于全风压供风处的风量，以免发生循环风。

（2）局部通风机和掘进工作面的电器设备，必须装有风电闭锁，当局部通风机停止运转时，能自动切断供风巷道的一切电源。

（3）高瓦斯矿井和低瓦斯矿井的高瓦斯区，煤层掘进工作面必须实现“三专两闭锁”。

（4）严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向一个掘进工作面供风。不得使用一台局部通风机同时向两个作业的掘进工作面供风。

（5）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证局部通风机正常运转。局部通风机在任何时间内都不準停风。因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员、切断电源。在恢复送风时，必须检查停风巷道内的瓦斯浓度，在局部通风机及开关附近10米内，风流中瓦斯浓度不超过0.5%时，方可开动局部通风机。

4.加强瓦斯管理、防止瓦斯积聚

4.1加强瓦斯、盲巷管理，瓦斯检查员必须认真检查及填写瓦斯各种数据，杜绝空班、漏检、假检。及时封闭采空区及各种盲巷，不得在出现瓦斯和有害气体时超限作业。

4.2加强瓦斯浓度的检查，严格执行《规程》关于井下瓦斯检查制度，是及时发现和处理瓦斯超限、瓦斯积聚，防止瓦斯爆炸的前提。所有采掘工作面，低瓦斯矿井每班至少检查两次；高瓦斯矿井每班至少检查三次，突出矿井要经常检查。

4.3及时处理局部积聚的瓦斯。

在生产中瓦斯容易积聚的地方有：

（１）采面的上隅角和采空区边界。（处理方法：a、引导风流带走上隅角的瓦斯。b、利用局部通风机排除瓦斯。c、改变采区通风系统排除瓦斯。d、改变采空区内漏风方向带走瓦斯。）

（２）采面的采煤机附近。（处理方法：可采用水力引射器吹散此处的瓦斯。）

（３）低风速巷道的顶板附近以及停风的盲巷内。（处理方法：采用局部通风机排放瓦斯。）

5.加强综合防尘工作、降低粉尘量

矿尘是矿井建设和生产过程中所产生的各种矿物微粒，煤矿生产中的矿尘，其危害巨大，不仅能引起尘肺病，还具有燃烧性和爆炸性，掌握煤尘危害机理，采取综合防治措施，是防止煤尘爆炸事故的唯一途径。

5.1煤尘爆炸的危害

煤尘爆炸产生高温、高压和生成大量有毒有害气体，又破坏井巷、毁坏设备、伤亡人员，甚至导致整个矿井毁坏，严重地威胁安全生产和人员生命安全。

5.2煤尘爆炸的条件

煤尘爆炸必须同时具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性且悬浮煤尘达到一定的浓度；有充足的氧气；有能引起爆炸的热源。这三个条件缺一不可。

5.2.1煤尘的浓度

具有爆炸危险性的煤尘的浓度不同，其爆炸强度也不一样。从煤尘爆炸下限（45g/m3）开始，随着煤尘浓度的增加，煤尘爆炸的强度变大，直至浓度达到300-400g/m3，爆炸威力最强。如果浓度继续增加，爆炸威力将逐渐减弱，当煤尘浓度超过1500-2000g/m3时，就不会再发生爆炸。

5.2.2空气中氧气的浓度

煤尘爆炸就是煤尘的剧烈氧化现象。实验表明，空气中氧气的浓度小于17%时，煤尘就不会再爆炸。

5.2.3存在引爆热源

煤尘云的着火温度因其可燃挥发分含量、粒度、浓度等的差异而不同，一般为610-1050℃，多数为700-800℃。

5.3综合防尘的措施

预防尘肺病和煤尘爆炸的关键就是降低工作场所的粉尘浓度，使其符合《规程》规定，为此要采取以风、水为主的综合防尘措施。

所谓“风”和“水”，就是以“水”为主、以“风”为辅，采取洒水降尘和通风排尘与净化风流多种措施降尘除尘的粉尘防治方式。具体有以下几种：

5.3.1湿式凿岩

湿式凿岩是一种湿式作业方法，它是指在岩巷掘进过程中，将具有一定压力的水通过凿岩机送入正在钻进的钻孔孔底，湿润并冲洗钻孔中的岩粉，使岩粉在钻孔中变成浆液流出，从而大大减少井巷空气中的含尘量。采用湿式打眼后，降尘率可达90%-98%。

5.3.2通风排尘和净化风流

用通风的方式将矿尘稀释并排出，是降低井下矿尘浓度的重要措施之一。当风速过低时，粗粒矿尘将与空气分离下沉，不被排出。据试验观测，当巷道中风速达到0.15m/s时，5μm以下的矿尘能够悬浮并与空气均匀混合而随风流排出。当风速增加到1.5-2.0m/s时，作业地点的粉尘浓度将降低到最低值。因此《规程》规定：掘进中的岩巷风速应控制在0.15-4m/s，采煤工作面、掘进中的煤巷、掘进中的煤巷和半煤岩巷中的风速应控制在0.25-4m/s。

净化风流是使井巷中的含尘空气通过一定的设备或设施，将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。净化风流的目的主要是提高风质，一般要求矿井入风中粉尘浓度不大于0.25mg/m3,采区入风中粉尘浓度不应大于0.5mg/m3。目前较常用的净化风流方法是在巷道（或风筒）中装设喷雾器或采用湿式除尘风机。

5.3.3个体防护

个体防尘的主要用具是防尘口罩，目前广泛应用的有简易口罩和专用防尘口罩。根据各工作作业环境的差异选择不同的防尘口罩，并坚持正确使用，特别是采掘司机和锚喷工种的工人不能忽视个体防护的作用。

6.结束语

矿井通风工作是防止瓦斯、煤尘等重大事故发生、保证井下职工的生命安全和健康，以及提高劳动生产效率的前提基础。所以，做好通风安全工作，是实现防治瓦斯、煤尘事故的关键。

【参考文献】

［１］伍洞天.矿井通风与安全﹒煤炭工业出版社.2005.2.

［２］国家安全监督管理总局、国家煤矿安全监察.煤矿安全规程.

矿井通风阻力 篇4

矿井井下生产, 需要源源不断地供给新鲜空气, 当空气沿着井下巷道流动时, 由于风流的黏滞性和惯性, 还有巷道周壁对风流的阻碍、扰动等作用, 形成对风流流动的各种阻力, 它是造成风流能量损失的主要原因。为了使空气按照人们设计的方向运动, 就要借助矿井的通风压力 (由通风机或者自然风压形成) 来实现, 通风压力和通风阻力是一对正反作用力, 通过计算矿井的通风阻力, 就可以了解到矿井所需要的通风压力, 从而合理地选择通风设备, 搞好通风设计[1]。

1 矿井通风阻力测定概况

1.1 测算风阻

井巷的风阻是反映井巷通风特性的重要参数, 分析任何通风问题都和这个参数有关。故通风阻力测量的主要内容是通过测量各巷道的通风阻力和风量以标定它们的标准风阻值 (指井下平均空气密度的风阻值) , 并编辑成表, 作为基本资料。这种测量内容不受风压和风量变化的影响, 但精度要求较高, 故可用一个小组 (4~5人) 逐段进行, 不赶时间, 力求精准。只要井巷的断面和支护方式不发生变化, 测一次即可, 发生变化时才需重测。对于掘进通风用的各种风筒, 也要标定出标准风阻表以备用。为了检查或分析比较, 有时还要测算各采区、各水平和全矿井的总风阻或总等积孔。

1.2 测算摩擦阻力系数

支护方式和断面不同的井巷, 其摩擦阻力系数不同。为了适应矿井通风设计工作的需要, 须通过测量通风阻力和风量以标定各种类型的井巷的摩擦阻力系数, 并编辑成表。这也是一项精度要求较高, 以小组人力进行的细致工作。各种风筒的摩擦阻力系数也要进行标定[2]。

1.3 测量通风阻力的分配情况

为了寻求和分析问题, 有时需要沿着通风阻力大的路线, 在尽可能短的时间内, 连续测量各个区段的通风阻力, 以得出整个路线上通风阻力的分配情况。由于各区段的通风阻力难免有波动, 故要根据测量路线的长短分成若干小组, 分段同时进行。

2 矿井通风阻力产生的原因分析

2.1 局部阻力产生的原因

在风流运动过程中, 由于井巷边壁条件的变化, 风流在局部地区受到局部阻力物 (如巷道断面突然变化、风流分叉与交汇、断面堵塞等) 的影响和破坏, 引起风流流速大小、方向和分布的突然变化, 导致风流本身产生很强的冲击力, 形成极为紊乱的涡流, 造成风流能量损失, 这种均匀稳定的风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失, 就叫做局部阻力。

井下巷道千变万化, 产生局部阻力的地点很多, 有巷道断面的突然扩大与缩小 (如采区车场、井口、调节风窗、风桥、风硐等) , 巷道的各种拐弯 (如各类车场、大巷、采区巷道、工作面巷道等) , 各类巷道的交叉、交汇 (如井底车场、中部车场) 等。在分析产生局部阻力的原因时, 常将局部阻力分为突变类型和渐变类型两种[3]。

2.2 正面阻力产生的原因

井巷内存在某些物体 (如罐道梁、电动机车、堆积物) 时, 风流只能从这些物体的周围绕过, 使风流受到附加阻力作用。这种附加阻力, 称为正面阻力。

矿内产生正面阻力的物体有处于通风井巷内的罐笼、罐道梁、矿车、电动机车、坑木堆以及其他器材设备和堆积物。这些对风流产生正面阻力的物体, 称为正面阻力物。正面阻力物的形式多种多样, 但其产生正面阻力、引起正面损失的本质原因却是相同的。当风流从正面阻力物的周围绕过时, 风流速度的方向、大小发生急剧的改变, 导致空气微团相互间的激烈冲击和附加摩擦, 形成紊乱的涡流现象, 从而造成风流能量的损失。

3 降低矿井通风阻力的措施

降低矿井通风阻力, 对保证矿井安全生产和提高经济效益都有十分重要的意义。无论是矿井通风设计还是生产矿井通风技术管理工作, 都要尽可能降低矿井通风阻力。由于矿井通风系统的阻力等于该矿井通风系统最大阻力路线上各分支的摩擦阻力和局部阻力之和, 因此, 在确定降阻之前, 要摸清该矿井的最大阻力路线分布情况, 找出阻力较大的分支, 对其采取降阻措施。

摩擦阻力是矿井通风阻力的主要组成部分, 因此要以降低井巷摩擦阻力为重点, 同时注意降低某些风量大的井巷的局部阻力。

3.1 降低井巷摩擦阻力的措施

1) 减少摩擦阻力系数d。在矿井设计时尽量选用d值较小的支护方式, 施工时要注意保证施工质量, 尽可能使井巷壁面光滑。砌碹巷道a值较小, 一般只有支架巷道的1/3左右, 因此对服务年限较长的巷道应尽可能采用砌碹支护方式。锚喷支护的巷道, 应尽量采用光爆工艺。对于支架巷道, 也要尽可能使支架整齐, 必要时用背板等背好帮顶[4]。

2) 保证有足够大的井巷断面。在其他参数不变时, 井巷断面扩大33%, R局值可减小50%, 井巷通过风量一定时, 其通过阻力和能耗可减小一半。断面增大将增加基建投资, 但要同时考虑长期节电的经济效益。从总经济效益考虑的井巷合理断面称为经济断面。在通风设计时应尽量采用经济断面。在生产矿井改进通风系统时, 对于主风流线路上的高风阻区段, 常采用这种措施。如把某段总回风道的断面扩大, 必要时甚至开掘并联巷道。

3) 选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下, 圆形断面的周长最小, 拱形断面次之, 矩形、梯形断面的周长较大。因此, 立井井筒采用圆形断面, 斜井、石门、大巷等主要井巷要采用拱形断面, 次要巷道以及采区内服务时间不长的巷道才采用梯形断面。

4) 缩短巷道长度。因巷道的摩擦阻力和巷道长度成正比, 故在进行通风系统设计和改善通风系统时, 在满足开采需要的前提下, 要尽可能缩短风路的长度。

5) 避免巷道内风量过于集中。巷道的摩擦阻力与风量的平方成正比, 巷道内风量过于集中时, 摩擦阻力就会大大增加, 因此要尽可能使矿井的总进风早分开, 使矿井的总回风晚汇合。

3.2 降低井巷局部阻力的措施

局部阻力与ξ值成正比, 与断面的平方成反比。因此, 为了降低局部阻力要做到以下几点。

1) 应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小, 断面大小悬殊的井巷, 其连接处断面应逐渐变化。

2) 尽可能避免井巷直角转弯, 在转弯处的内侧和外侧要做成圆弧形, 有一定的曲率半径, 必要时可在转弯处设置导风板[5]。

3) 主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等, 巷内堆积物要及时清除或堆放整齐, 尽量少堵塞井巷断面。

4) 要加强矿井总回风道的维护和管理, 对冒顶、片帮和积水处要及时处理。

4 结语

矿井通风阻力是衡量矿井通风能力的重要指标, 是通风技术管理工作的重要内容之一。目的在于检查通风阻力的分布是否合理, 某些巷道或区段的阻力是否过大, 为改善矿井通风系统、减少通风阻力、降低矿井通风机的电耗以及均压防灭火提供依据。此外, 通过通风阻力测定, 还可掌握矿井各类巷道的实际风阻值、摩擦阻力系数值和局部阻力系数值, 为通风技术管理和通风网络计算提供可靠的依据。

摘要：在矿井生产中, 通过对井下巷道阻力的测定, 可以为降阻工程、局部通风网络改造、加强通风管理、改变通风现状、提高通风效能提供技术资料。针对矿井通风阻力产生的原因及降低阻力的有效措施进行探讨。

关键词：矿井通风,阻力,降低

参考文献

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[2]何飞.南井通风系统改造优化设计[J].煤炭与化工, 2015 (1) :124-127.

[3]张盛强.金华山煤矿通风阻力测定及降低通风阻力对策[J].河南科技, 2014 (3) :104-105.

[4]唐辉雄, 赵伏军, 张柏, 等.基点气压计法在矿井通风阻力测定中的分析[J].煤, 2014 (5) :50-53.

矿井通风系统阻力的测定分析 篇5

伴随近年来煤炭产量的不断增加, 矿井的开采深度与开采范围也不断扩大, 地热、瓦斯等各种危险因素的影响使得矿井通风的重要性愈发突出, 如何实现通风阻力的有效降低, 提升井下通风效率成为所有煤矿工作的重中之重。本文借由对张家矿通风阻力的测定分析, 阐述了通风阻力测定的常规方法, 并通过结果分析对张家矿的通风优化予以指导。

1 矿井概述

张家矿井田范围共计3.52 km2, 矿井可采储量约1 200×104t, 矿井设计生产能力90×104t/a, 井田整体为对称的向斜构造, 其中向斜南翼为倾斜煤层, 煤层倾角12°~25°;向斜北翼为急倾斜煤层, 煤层倾角42°~65°。井田内共有可采煤层3层, 分别为2#、7#、11#, 三煤层均为高瓦斯煤层, 存在爆炸危险。目前矿井主采煤层为11#, 煤厚3.2 m~3.8 m。

矿井通风系统选用中央并列式, 抽出式通风, 地表风机房布设有型号为4-72-11No20B的风机, 配备120 k W电机, 一台运行, 一台备用。全矿为“主立井+暗斜井”开拓, 井下工作面采用长壁采煤法, 垮落法管理顶板。

2 井下通风阻力的测定分析

2.1 测定方法选择

这次张家矿通风阻力的测定选择基点法进行, 这种方法是指将2台气压计分别固定于井上和井下通风系统的某一点上, 前者间隔固定时间进行气压的测量与记录并用以对比调节井下气压;后者则沿设计的路线依次对各点气压值进行测录。式 (1) 为采用基点法测定两测点通风阻力的公式:

式 (1) 中, h12为两侧点间的通风阻力, Pa;K1, K2分别为2台气压计的校正系数;PR1, PR2分别为测量气压计在上、下风点所测的示数, mm H2O;PC1, PC2分别为基点气压计在测量气压计读数PR1时测得的气压指数, Pa;ρ1, ρ2分别为两侧点附近区域的空气密度, kg/m3;V1、V2分别为两侧点风速, m/s;Z1, Z2分别为前后测点的标高, m。

2.2 测定路线的选择

依据通风阻力测定路线选择原则并结合张家矿实际状况, 确定主测路线为:

西侧二水平大巷→二水平进风大巷→行人下山→-300北侧大巷→337石门→3292溜子道→3292工作面→3292材料运输巷道→-350溜煤下山→-425皮带机道→二水平皮带运输大巷→二水平回风大巷→回风立井[1]。

3 通风系统阻力测定结果分析

3.1 阻力测定结果

依据阻力测定计算得知张家矿通风阻力、自然风压及风硐速压分别为1 448.3 Pa、50.02 Pa、56 Pa。结合风机水柱计读数1 480 Pa, 可通过式 (2) 计算出矿井通风阻力的相对误差:

由计算结果可知测定路线上所测的阻力的相对误差不超过5%, 表明此次阻力测定所得结果可达到通风系统分析的精度要求, 能作为井下通风系统改良、优化的参考依据。

3.2 井下通风阻力分布分析

全矿通风系统依照风流的不同位置可划分为进风、用风及回风三段, 其中进风段为进风井至进风大巷;用风段为进风石门至回风石门;回风段为回风石门至回风井。图1所示为计算机处理后绘制处的井下通风测定路线阻力沿程分布状况, 图1中, 9、12、25为井下不同测点编号;表1为不同通风段的风阻百分比统计表。

通过对图1和表1的分析可知, 张家矿通风系统中回风段风阻占据通风阻力总值的58.12%, 用风段风阻占据通风阻力总值的13.78。这显示出井下风阻的分布存在一定的不当, 分析巷道百米阻力值可知不同通风段中回风段风阻最大, 用风段最小, 导致这一现象的发生主要是因为进回风线路过长且局部存在巷道断面过小、巷道日常保养维护状况不佳的现象。总体而言, 张家矿通风系统风阻分布存在不合理性, 有待进一步完善和改良[2]。

3.3 井下风量配给

结合张家矿井下风量汇总实测可知井下通风系统各用风点风量配给状况如表2所示。

自表2分析可见, 全矿井进风总量为38.64 m3/s, 井下通风系统中有效风量为32.44 m3/s, 其有效风量率为83.95%, 井下通风漏风率为16.05%。依据回风井回风总量及风井风机排风量运算可知风井外部漏风率为3.09%;《矿井安全规程》规定:装配有通风机的井口应密封, 其外部漏风率在无提升设备时应小于5%。因此, 张家矿外部漏风率符合安全规程相关规定[3,4]。

4 井下通风中存在的不足与应对措施

依据对张家矿通风阻力测定数据的分析处理及测量路线阻力分布可得出下述结论:a) 回风通道中的二水平皮带巷与二水平回风巷, 其风阻值占据测定路线总阻值的35%, 这表明两巷道的维护工作有待改善;b) 西侧回风大巷、西拾大巷、237轨道下山中回风阻力均相对较大, 这些区域的通风阻力应引起重视;c) 检测中发现部分风门与密闭墙的质量欠佳, 存在严重的漏风现象。

针对上述几点不足, 可通过下述措施予以应对:a) 进一步提升巷道维护质量, 确保巷道原有断面面积的同时对井下巷道中堆放的杂物进行及时清除, 避免由此造成的通风局部阻力;b) 对回风巷道中局部断面不足的区段开展扩巷作业, 其中二水平回风巷道与西侧回风巷道的断面面积分别为4.5 m2和5.1 m2, 可将两者均扩大至7 m2, 如此一来可实现回风巷道中通风阻力的显著降低, 进而实现全矿井通风阻力的降低。同时, 为进一步降低井下巷道风阻, 进行开拓巷道设计时应尽量选择断面积较大的单体巷道模式, 不要选择小断面的多巷道并联模式, 这既有助于提升通风安全性又有助于降低成本;c) 针对巷道中部分地区存在风门漏风、风路串联的现象, 矿方应进一步完善通风管理制度, 安排专人定期对全矿井通风系统进行详实检验, 及时发现潜在的风险因素并予以消除, 以确保风道的始终畅通[5,6]。

5 结语

井下通风作为保障井下生产作业安全持续开展的必要手段, 一直是煤矿管理工作的核心要点之一。而通风阻力作为影响井巷通风有效性的主要因素, 长期以来一直严重威胁着井下生产作业的安全性。针对井巷通风阻力开展深入研究, 通过有效的测定手段, 明确矿井通风系统中的不足之处, 并采取针对性措施, 既有助于井巷风阻的降低, 更有助于降低通风能耗, 促进企业社会效益与经济效益的双赢。

参考文献

[1]王玉和, 张普, 陈文国, 等.气压计基点法在矿井通风阻力测定中的应用[J].煤炭技术, 2015 (3) :196-199.

[2]李雨成, 刘天奇, 周洋, 等.基于风量反演风阻的节点压能解析方法[J].煤炭学报, 2015 (5) :1076-1080.

[3]张长远.海天煤业通风阻力测定及分析[J].煤炭技术, 2015 (8) :189-191.

[4]贺帅, 彭世超, 陈立, 等.郭二庄煤矿通风阻力测定与分析[J].煤炭与化工, 2014 (2) :36-38.

[5]曹永发, 刘贞堂, 于文佳, 等.上深涧煤矿通风系统阻力测定及其探讨[J].煤炭技术, 2014 (6) :84-86.

矿井通风阻力 篇6

1通风阻力测定方法

矿井通风阻力测定方法选择, 应根据矿井通风线路长短、测点布置的多少而选用。结合矿井测量目的和现场实际情况, 选用徐州市东方测控技术研究所型号为CZC5便携式多参数测定器 (通风参数测试仪见图1) , 运用整体控制较好的气压计法进行测定[4]。其基本原理为:用气压计测量出巷道风流前后两测点的静压差, 同时测量测段内巷道风速、断面、干温湿度等参数。从而计算出两测点间的通风阻力。具体做法是使用两台矿井通风阻力测定仪器, 其中一台留在基点, 监测大气压的变化;另一台则随身携带, 分别沿各自预定的测量路线前进, 每至一测点等仪器稳定后便可记下读数 (静压差) 和时间, 与此同时测量该测段内的巷道风速、断面、干温湿度等参数。气压计法就是通过气压计测出测点间的绝对静压差, 再加上动压差和位压差, 以计算通风阻力。井巷两端断面之间的通风阻力按式 (1) 计算[6], 即:

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式中:hi-j—井巷始末测点间的通风阻力, Pa;hs (i, j) —始断面静压与末断面静压之差, Pa;hz (i, j) —始断面位压与末断面位压之差, Pa;hv (i, j) —始断面速压与末断面速压之差, Pa。

从进风井口测点到通风机前风峒内测点之间的全井通风阻力h, 等于任意一条风路线上各分支通风阻力之和, 即:h=∑hi-j。“等积孔”是用一个与矿井通风阻力相当的理想的孔的面积来衡量矿井通风的难易程度, 等积孔A和矿井总风量Q成正比, 和矿井通风总阻力的平方根成反比, 即 (2) 式

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式中:A—矿井通风等积孔;Q—矿井总的风量;H—矿井通风总阻力。认为等积孔大的矿井通风容易, 反之就困难。用等积孔衡量矿井通风难易程度表1。

2通风阻力测点布置与测定线路

三强煤矿矿井开拓方式为主斜井的水平开拓方式, 矿井通风为抽出式通风方式, 在回风斜井口安装一台主扇型号为FBDC2NO12/2×37的主风机和同型号备用风机作为矿井主要供风设备, 通风系统如图1所示。降低矿井通风阻力, 对减少风压损失、降低通风电耗、减少通风费用和保证矿井安全生产、追求最大经济效益都具有重要的意义。为了掌握全矿井的通风阻力分布情况和保证矿井安全生产, 对全矿井各个采区的通风阻力进行测定。具体矿井通风系统图 (如图2) 和矿井测点通风网络图 (如图3) 与测定方法如下。

(1) 测点布置原则上按照分风点和汇合点选择, 但对于风量变化不大、距离相近的巷道, 对阻力测定影响不大的节点进行了适当的合并和简化, 测点编号与井巷名称如表2。

(2) 测定路线的选择原则为:能够反映矿井通风系统特征的最长通风线路作为主要测定路线, 如其中有采、掘工作面等, 其他通风路线则列为辅测路线。根据该矿井巷布置及现场实际选择4条测定线路 (注明: (N) 表示无平行巷道, 如1-2 (N) 表示1测点至2测点之间无平行巷道) , 具体如下:

①按矿井通风系统4011采煤工作面测定路线的测点编号, 测定路线为:

1-2 (N) →2-3 (N) →3-8 (N) →8-9 (N)

②按矿井通风系统4011东采煤工作面测定路线的测点编号, 测定路线为:

1-2 (N) →2-3 (N) →3-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

③按矿井通风系统375北运输大巷测定路线的测点编号, 测定路线为:

1-2 (N) →2-3 (N) →3-4 (N) →4-6 (N) →6-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

④按矿井通风系统375南运输大巷测定路线的测点编号, 测定路线为:

1-2 (N) →2-5 (N) →5-6 (N) →6-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

3通风阻力测定结果与系统阻力分布

(1) 通风阻力测定结果

①矿井通风阻力测定结果:

矿井通风总阻力为1411.52Pa。

②矿井自然风压测定结果:

矿井自然风压为:6.481Pa。

③矿井等积孔结果:

矿井等积孔为0.887m2。

具体测点通风阻力测算结果如表3。

(2) 系统阻力分布

①4011采煤工作面

1-2 (N) →2-3 (N) →3-8 (N) →8-9 (N)

进风段1→3测点的阻力为232.52Pa, 用风段3→8测点的阻力为369.06Pa, 回风段8→9测点的阻力为836.25Pa。

该通路的自然风压为:6.438Pa

该通路累计阻力为:1437.83Pa

4011采煤工作面的分风段阻力柱形图见图4。

②4011东采煤工作面

1-2 (N) →2-3 (N) →3-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

进风段1→3测点的阻力为232.52Pa, 用风段3→7测点的阻力为102.56Pa, 回风段7→9

测点的阻力为1079.75Pa。

该通路的自然风压为:6.458Pa

该通路累计阻力为:1414.83Pa

4011东采煤工作面的分风段阻力柱形图见图5。

③375北运输大巷

1-2 (N) →2-3 (N) →3-4 (N) →4-6 (N) →6-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

进风段1→4测点的阻力为241.25Pa, 用风段4→6测点的阻力为7.18Pa, 回风段6→9测点的阻力为1160.69Pa。

该通路的自然风压为:6.338Pa

该通路累计阻力为:1409.12Pa

375北运输大巷的分风段阻力柱形图见图6。

④375南运输大巷

1-2 (N) →2-5 (N) →5-6 (N) →6-7 (N) →7-8 (N) →8-9 (N)

进风段1→5测点的阻力为205.23Pa, 用风段5→6测点的阻力为45.6Pa, 回风段6→9测点的阻力为1160.69Pa。

该通路的自然风压为:6.688Pa

该通路累计阻力为:1411.52Pa

375南运输大巷的分风段阻力柱形图见图7。

4结果分析及降低通风阻力采取的措施

(1) 结果分析

矿井等积孔是反映矿井通风难易程度的一个重要标志, 该矿矿井等积孔为0.887m2, 等积孔小于1, 说明矿井通风阻力等级为大阻力矿, 矿井通风较难。矿井通风系统阻力测量精度的相对误差均小于5%, 符合精度要求, 同时从分风段阻力柱形图看, 回风段阻力较大, 应采取措施降低回风段阻力。井巷局部地点的断面、形状、拐弯曲度、边壁的粗糙程度、井巷中的杂物都是影响矿井通风阻力的重要因素, 也需要认真考虑。降低矿井通风阻力, 对减少风压损失、减低通风电耗、减少通风费用和保证矿井安全生产、追求最大经济效益都具有重要的实际意义。

(2) 降低通风阻力采取措施

①矿井支护时尽量选用摩擦阻力系数值小的支护方式, 矿井支护时尽量选用锚喷、砌碹等支护方式, 尤其是服务年限长的主要回风井巷, 尽量要选用砌碹的支护方式。

②选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下, 圆形断面的周长最小, 拱形断面次之, 矩形、梯形断面的周长较大。保证有足够大的井巷断面。应尽量避免主要回风井巷断面的突然扩大或突然缩小。最大限度减少局部阻力地点的数量。应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小, 断面大小悬殊的井巷, 巷道拐弯时, 其连接处断面应逐渐变化, 要尽量避免出现直角弯, 连接的边缘做成斜线或圆弧型, 巷道尽可能避免突然分叉和突然汇合。

③避免巷道内风量过于集中, 井巷风量要合理, 在通风设计和技术管理过程中, 不能随意增大风量, 各用风地点的风量在保证安全生产要求的条件下, 应尽量减少。适当的进、用和回风段阻力比是保证矿井通风系统可靠性的重要条件, 始终做到进、回风段阻力不能过高。否则会造成矿井通风不畅、无谓增加通风功耗, 对风流控制也极为不利。

④主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等, 有些巷道局部地段断面不规整、支护复杂, 甚至冒落、片邦, 致使这些地段风流受阻、通风不畅、通风压力损失较多。要加强矿井总回风道的维护和管理, 对冒顶、片帮和积水处要及时处理。巷道管理要做到无杂物、无淤泥、无片帮, 保证有效通风断面。在可能的条件下尽量不使成串的矿车长时间地停留在主要通风巷道内, 以免阻挡风流, 使通风状况恶化。

⑤尽量减少巷道长度, 对不用及废弃巷道进行封闭堵塞处理。在风筒或通风机的入风口安装集风器, 在出风口安装扩散器。加强平时的通风管理是日常通风管理的重点, 是确保通风安全的有效手段。

参考文献

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[2]煤矿安全规程 (2009) Coal Mine Safety Regulations (2009)

[3]张黔生, 谢贤平.基于最小能量原理的矿井通风优化研究[J].中国安全生产科学技术, 2007, 3 (6) :56～59ZHANG Qian-sheng, XIE Xian-ping.Based on the principle of minimum energy optimization of mine ventilation[J].China Safety Science and Technology, 2007, 3 (6) :56～59

[4]煤矿井工开采通风技术条件AQ1028-2006Coal mine ventilation technical condition AQ1028-2006

[5]凌志仪, 曲方, 樊海兵.长广土矿通风阻力测定及分析[J].中国安全生产科学技术, 2009, 5 (2) :150～153LING Zhi-yi, QUFang, FANHai-bing.Measurement and analysis of Venlilation resistance in Changguang7th mine[J].Journal of Safety Science and Technology, 2009, 5 (2) :150～153

矿井通风阻力 篇7

关键词：矿井通风,阻力测定,压差计,四台矿

矿井通风阻力测定是矿山通风与安全技术管理工作的重要内容之一, 是获取实际井巷风阻和矿井阻力分布的唯一手段, 是进行矿井通风系统优化和改造的基础工作[1,2,3,4,5,6,7]。《煤矿安全规程》 ( 2012 版) 第119 条规定: 新井投产前应进行1 次矿井通风阻力测定, 以后每3 年至少进行1 次; 在矿井转入新水平或改变一翼通风系统后, 都必须重新进行矿井通风阻力测定。通过阻力测定不仅可以了解矿井通风系统现状 ( 阻力分布状况、通风功耗情况和风机运行工况等) , 实现矿井通风的科学管理, 而且为矿井通风系统调整、优化以及各项安全技术措施的制订与实施提供了可靠的技术基础资料。

1 矿井概况

四台矿隶属于同煤集团, 于1984 年正式动工兴建, 1991 年12 月13 日建成投产, 是国家“七五”建设重点工程之一。矿井井田南北长12 km, 东西宽7km, 井田面积约65. 4 km2, 矿井设计生产能力500万t/a。2012 年瓦斯等级鉴定绝对瓦斯涌出量为46. 48 m3/ min, 为高瓦斯矿井。煤层自然发火期为6 个月, 煤尘爆炸性指数为30% 。

矿井地质储量6. 26 亿t, 可采储量3. 6 亿t, 井田内共赋存上下两大煤系, 即侏罗纪煤系和石炭二叠纪煤系。历年累计采出资源储量1 809. 7 万t, 动用资源储量为2 399. 8 万t, 损失资源储量为590. 1万t。资源采出率75. 4% 。

四台矿采用斜井 ( 1 主1 副) 立井混合式开拓方式, 井田内设1 个水平开采全部煤层。井田现划分为303、307、402、404、408、410、412 共7 个盘区 ( 其中303 盘区已结束回采) , 各盘区均采用斜井绞车配合小绞车或连续牵引车形成辅助运输系统, 盘区胶带巷铺设胶带输送机与1045 胶带大巷连通形成运输系统。

矿井通风方式为分区式通风。整个矿井共有15 个井筒, 其中主斜井、副斜井、副立井、杨树湾回风斜井 ( 风机已拆除, 现为进风井) 、前窑进风斜井、后所沟进风斜井、杨树湾进风斜井、马家村进风斜井和412 进风斜井共9 个进风井, 二台村回风斜井、黄土坡回风斜井、前窑回风斜井、后所沟回风斜井、马家村回风斜井、412 回风斜井共6 个回风井。四台矿布置1045 轨道大巷、胶带大巷贯穿整个矿井, 各盘区通过石门及暗斜井与1045 大巷沟通。1045 水平大巷风向从南到北, 107 轨道石门风向汇合到12#层307 层材料斜井底, 107 胶带石门风向汇合到14#层307 辅胶带巷口。

各盘区的通风系统: 采用三巷布置, 即盘区轨道巷、胶带巷、回风巷, 回风巷为专用回风巷。各掘进工作面都有各自回风绕道, 回采工作面设风门、风桥、调节等通风设施均形成分区通风系统, 盘区内各硐室均为分区通风。

四台矿各进风井名称、风量、服务范围见表1, 各主要通风机名称、型号、运行角度、风量、负压、功率、服务盘区等参数见表2。

2 测定方法及测定方案设计

2. 1 测定原理与方法

2. 1. 1 压差计法测定原理

矿井通风阻力测定的常用方法有压差计法和气压计法2 种。此方案采用压差计法测量矿井通风阻力, 压差计测量方法在铺设胶皮管的工作量大, 费时较多, 但在测定过程中无需测点标高, 测量精度高, 数据整理也较简单。

压差计法测定基本原理: 用倾斜压差计测出测段前后两测点间的静压差和位压差, 用精密气压计测量出测段前后两测点的绝对静压, 同时测量测段内巷道风速、断面、干湿温度等参数, 从而计算出两测点间的通风阻力。

用式 ( 1) 计算两测点间的压差hij:

式中, hij为两测点间压力差; k为倾斜压差计系数; L为倾斜压差计读数; g为重力加速度。

两测点间摩擦阻力和局部阻力均按式 ( 2) 计算:

式中, hrij为两测点间的通风阻力; hvi为测点i的动压值; hvj为测点j的动压值。

2. 1. 2 仪器及仪表

根据压差计法测定标准要求, 需要准备的主要测试仪器仪表名称、型号见表3。

2. 1. 3 测量操作程序

测定顺序可以从进风到回风, 也可以从回风到进风逐段进行。在平巷和倾斜巷道测量时, 测量的具体操作程序如下。

( 1) 风压测量。从测点1 开始, 在测点1、测点2两处各设置一个皮托管, 一般在测点2 的下风侧6~ 8 m处安设倾斜压差计。皮托管应设置在风流稳定的地点, 正对风流。倾斜压差计应靠近巷道壁, 安设平稳, 调零或记下初读数。橡胶管要防止折叠和被水、污物等堵塞, 待橡胶管内的空气温度等于巷道内的空气温度后, 将两个橡胶管连接在倾斜压差计上, 待倾斜压差计液面稳定后读数, 并记录。测点1、测点2 测完后, 倾斜压差计可以不动, 进行测点2、测点3 间的测量。依次按测点的顺序进行测量, 直至巷道测完为止。测量顺序可按顺风流进行, 也可按逆风流方向进行。

( 2) 风速测量。用风表测量风速, 需测量3 次, 计算其平均值作为该测点的风速值填入表中。

( 3) 大气物理参数测量。用精密气压计测量大气压力, 用通风干湿球温度计测量空气的干球温度和湿球温度, 并填入表中。

( 4) 巷道断面测量。按测风点的巷道断面形状, 用皮尺进行测量, 并填入表中。

( 5) 测点间距测量。用皮尺量取两测点间的距离, 并填入表中。

2. 2 测定方案设计

2. 2. 1 测点布置

选择测点的条件是由这些测点构成的风网应能反映矿井巷道系统的实际状况, 两测点之间不宜太近, 否则难以准确测定两测点之间的阻力。井下测点要做出明显的编号标记。

为了取得可靠的测定数据, 在测定路线的风流分岔点之前或后及局部阻力大的地点前后均布置了测点, 测点位置选择在巷道支护完好、断面规整、前后无杂物、风流稳定的断面内。

2. 2. 2 测定路线

根据山西大同煤矿集团有限责任公司四台矿的具体情况, 经过分析确定出以下8 条测定路线: ①14#8719 工作面通风路线; ②12#8706 备采面通风路线; ③12#8027 工作面通风路线; ④14#8221 工作面通风路线; ⑤14#81216 备采面通风路线; ⑥14#81017工作面通风路线; ⑦14-3#81029 备采面通风路线; ⑧14#81103 工作面通风路线。

2. 3 人员组织分工

( 1) 铺设胶皮管小组。任务是在两测点间铺设胶皮管并在其中不安设仪器 ( 压差计) 的测点安设静压管。

( 2) 测压组。任务是安装压差计和静压管, 并把来自2 个测点的胶皮管与仪器连接起来, 读数并记录。

( 3) 其他参数测量小组。任务是测量测段长度、测点的断面积、测点所在断面的平均风速和大气参数。

3 误差计算分析

由于测定仪器本身的精度及环境等因素的影响, 测定误差的产生是难免的, 但是只要测定误差在一定范围内, 则测定结果是可靠的。测定期间马家村回风斜井风机负压为1 900 Pa, 风硐平均动压为34. 92 Pa; 黄土坡回风斜井风机负压为2 450 Pa, 风硐平均动压为23. 77 Pa; 南山回斜风井风机负压为1 650 Pa, 风硐平均动压为36. 61 Pa; 412 回风斜井风机负压为2 000 Pa, 风硐平均动压为106. 50 Pa, 结合各测定路线的自然风压, 计算出的矿井各系统实际通风阻力及测定误差见表4。

根据表4 误差计算, 可总结出测定误差由以下原因引起: ①在测定过程中, 风门开启是引起测定误差的主要原因; ②个别测点风流不稳, 气压读数波动较大, 造成读数误差; ③在测风期间有巷道贯通。

4 矿井风阻测定结论

将各测定线路通风阻力数据处理结果汇总, 并计算总风阻、等积孔结果 ( 表5) 。

由表5 数据可知, 四台矿各风井担负系统的矿井通风难易程度属容易; 另计算得四台矿全矿总风阻为0. 004 N·s2/ m8, 全矿总等积孔为18. 805 4 m2, 可知四台矿全矿的矿井通风难易程度属容易。

根据AQ1028—2006《煤矿井工开采通风技术条件》, 马家村回风井总回风量为6 583 m3/ min, 实测通风系统阻力为1 887. 76, 1 783. 97 Pa; 矿井通风系统黄土坡回风井总回风量为5 700 m3/ min, 实测通风系统阻力为2 426. 55, 2 448. 61 Pa; 矿井通风系统412 回风斜井总回风量为11 505. 78 m3/ min, 实测通风系统阻力为1 892. 97, 1 939. 14 Pa; 矿井通风系统南山回风井总回风量为6 674 m3/ min, 实测通风系统阻力为1 616. 12, 1 509. 80 Pa。以上实测通风系统阻力均符合要求。

5 建议

( 1) 从矿井通风阻力的实测结果可知, 矿井通风阻力分布基本合理, 部分回风巷道失修老化, 应注意维护进回风巷道的断面和支护状况, 减小进回风段的通风阻力, 建议将某些巷道内材料堆积加以整理, 尽量不形成通风瓶颈。

( 2) 建议对全矿通风系统进行详细调查, 封闭不需要的贯眼或硐室, 减少风门或密闭的漏风, 对产生局部阻力的地点进行优化处理。

( 3) 经14#8719 工作面路线的部分回风巷道粉尘很大, 应加强粉尘治理。

( 4) 部分回风巷道顶板垮落严重, 巷道严重变形, 建议及时维护清理巷道, 并对风量大、断面小的地点进行扩刷, 以降低阻力。

( 5) 矿井通风系统图应随着矿井采掘生产作业的推进、采掘作业区域的更替及矿井通风设施的调整及时更新, 尤其是通风设施布置发生变化时, 应及时在图上加以修改, 以便准确反映矿井通风系统的动态变化情况。

参考文献

[1]程磊, 党海波, 彭信山.矿井通风网络分析研究现状及趋势[J].煤炭工程, 2011, 25 (3) :14-18.

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[4]黄力波, 刘彦伟, 李志强, 等.矿井通风网络图[J].焦作工学院学报:自然科学版, 2002, 21 (1) :32-33.

[5]王惠宾, 胡卫民, 李湖生.矿井通风网络理论与算法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1996.

[6]傅贵, 秦跃平, 杨伟民, 等.矿井通风系统分析与优化[M].北京:机械工业出版社, 1995.

矿井通风阻力 篇8

关键词：通风阻力,数据处理,Eclipse RCP,Java

了解和掌握矿井通风阻力的大小和分布是科学进行矿井通风设计和管理的主要依据,但是随着矿井开采过程的不断变化,矿井通风阻力的大小和分布也随之发生变化。因此,进行矿井通风阻力测定对于煤矿安全生产具有极其重要的意义[1]。

矿井通风阻力测定所产生的数据量庞大,计算十分复杂,虽然Office Excel给数据处理工作带来了一些便利,但是对于矿井通风人员来说,Excel的许多功能并不直观,而且缺少一些专业功能。此外,Excel主要适用于Windows和Macintosh操作系统,跨平台性较弱。针对以上情况,开发了基于Eclipse RCP的矿井通风阻力测定数据处理系统。

1 系统目标

由于使用仪器的不同,矿井通风阻力测定方法分为压差计法和气压计法2类,其中气压计法又分为基点法和同步法2种[2]。该系统设计目标是运用Java语言,以Eclipse 3.4为开发平台,建立1个适用于以上2种测定方法的基于Eclipse RCP的矿井通风阻力测定数据处理系统,系统结构如图1所示。

2 系统功能设计与实现

2.1 数据管理子系统

该子系统以Derby 10.2本地数据库为基础,实现了输入、修改、输出和打印4项功能,其中输入和修改功能适用于原始数据,输出和打印功能适用于原始数据和结果数据。

针对不同的测定方法,输入功能中设计了不同的原始数据输入模式,每种模式具有测压点数据和测风点数据2类表格,测压点数据主要包括干温度、湿温度和大气压力等大气物理参数,测风点数据主要包括风速以及高度、宽度和长度等巷道参数,用户可以根据需要选择相应模式输入原始数据。修改功能用于修改由于测定或输入导致错误的原始数据。输出功能可以将原始数据和结果数据以表格形式从系统中导出,另存为跨平台的PDF格式文件。打印功能是输出功能的一种延伸,用于原始数据和结果数据的打印。

2.2 数据计算子系统

该子系统是整个系统的核心部分。矿井主要通风机的工作方式有3种:抽出式、压入式和压抽混合式。由于矿井通风方式不同,通风阻力计算公式也不同。数据计算子系统根据不同的测定方法和不同的通风方式设计了9套计算公式,每套计算公式均适用于主要通风机数量小于10台的矿井通风系统。本系统运用单例模式封装全部数据计算。

2.3 可靠性检查子系统

由于仪器精度、操作水平、风流状态变化和测定方法自身缺陷等因素的影响,矿井通风阻力测定结果通常会产生一些误差。可靠性检查通过传统检验法和平差检验法2种方法对计算结果进行检验。

传统检验法是利用矿井通风阻力实测值与理论值的相对误差进行检验,按照公式(1)计算。

undefined

式中,δ为测定结果相对误差,%;hRs为矿井通风阻力实测值,按照公式(2)计算;hRl为矿井通风阻力理论值,按照公式(3)计算。

hRs=∑hi (2)

式中,hi为巷道通风阻力实测值。

hRl=hw-ρv2/2±hN (3)

式中,hw为通风机房U形水柱计读数;ρ为风硐中空气密度;v为风硐中安设U形水柱计断面的平均风速;hN为矿井通风系统自然风压。

平差检验法是对分支阻力改正值y1、分支阻力平差值中误差m1和通路阻力平差值中误差mr进行精度检验,分别按照公式(4)、公式(5)和公式(6)计算[3]。

|σlmin|≤|y1|≤σlmax (4)

|σlmin|≤|m1|≤σlmax (5)

|σlmin|≤|mr|≤σlmax (6)

当δ<5%,并且同时满足公式(4)、公式(5)和公式(6)时,系统将计算结果视为可靠,可以对其进行分析。当计算结果不能满足要求时,即认为测定原始数据存在较大误差,该子系统自动识别不合理数据,并给出“建议重测数据表”。当不合理数据数目大于总数据数目的30%时,系统会给出“建议全部数据重测”提示。

2.4 计算结果分析子系统

该子系统用于分析经过可靠性检查的数据计算结果。数据查询提供测点绝对压力测算表、测点空气密度测算表、测点风速风量测算表、测段压力测算表和矿井通风阻力测定汇总表等表格的查询功能。图形显示可显示矿井通风阻力分布图、百米阻力柱状图、百米风阻柱状图和矿井实测风量分布图等多种图形。测定结论可对矿井通风系统进行简要分析,给出文字性结论。

2.5 系统设置子系统

在该子系统中,用户权限模块用于设计不同用户登录系统,设置各级用户的使用权限;公式参数模块用于根据计算需要调整公式参数。

2.6 系统帮助子系统

该子系统分为“欢迎使用”和“系统介绍”2个子模块,实现了“欢迎使用”界面的显示与关闭以及向用户提供有关系统使用介绍等功能。

3 系统核心技术

3.1 Eclipse RCP平台

Eclipse RCP的全称是Eclipse Rich Client Platform,是Eclipse组织向用户提供的构建客户端应用程序的框架,具有组件化、便利性、可扩展性、脱机操作、开发工具支持以及智能安装和升级等优点[4],所以系统采用Eclipse RCP作为开发平台。RCP应用程序其实是插件和运行时内核的组合。

3.2 本地数据库Apache Derby

Apache Derby完全运用Java语言编写,是基于商业数据库内核的关系数据库系统,适合嵌入到Java应用程序和服务器中。在Derby中,数据库访问有两种方式,即嵌入式数据库(Embedded Derby)和网络服务器(Derby Network Server)。系统采用网络服务器模式,该模式类似于客户/服务器模式,Derby可以接收和处理来自运行于本机或其他客户机应用程序的请求。应用程序和数据库在各自的JVM中分别运行,应用程序通过网络连接与数据库通信。

3.3 图表处理插件JFreeChart

系统中所涉及表格和图形均运用JFreeChart插件实现。JFreeChart是开源网站SourceForge.net上的1个项目,完全运用Java语言编写,既是开放的图表绘制类库,也是最好的Java图表解决方案,基本可以满足目前图表方面所有的需求。JFreeChart可生成饼图、柱状图、散点图、时序图和甘特图等多种图表,可输出PNG、JPEG、PDF和Excel等格式的文件。

4 结语

根据矿井通风理论,运用Java语言,以Eclipse 3.4作为开发平台,以Derby 10.2作为数据库,以JFreeChart 1.0插件作为辅助工具,开发了具有数据管理、数据计算、可靠性检查、计算结果分析、系统设置和系统帮助6个子系统的基于Eclipse RCP的矿井通风阻力测定数据处理系统,适用于目前所有测定方法和操作系统,使用方便,计算迅速,结果准确,具有良好的跨平台性和可扩展性。该系统已在东欢坨矿业公司的矿井通风阻力测定中得到应用,其应用效果良好。

参考文献

[1]张国枢,谭允祯,陈开岩,等.通风安全学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007.

[2]叶建中.EXCEL的二次开发在矿井通风阻力测定计算中的应用[J].当代矿工,2007(4):46-47.

[3]王月军,吕庆刚,王德明.EXCEL在处理矿井通风阻力测定数据中的应用[J].煤炭工程师,1996(6):32-34.

矿井通风阻力 篇9

关键词：气压计基点法,矿井,通风阻力,误差

2011-06, 犍为县塘坝乡某煤矿为了实现矿井质量标准化, 特委托我公司工程技术人员对其煤矿进行通风阻力测定。通过近两天的测定, 最后将测定所得的参数代入通风阻力计算公式, 计算的结果与测定结果相差360 Pa, 误差率达23%.对此, 本文从气压计基点法测定原理入手, 对测定误差产生的原因、基点位置的确定等问题进行了探讨, 希望对提高气压计基点法在实际应用过程中的精度有所帮助。

1 基点法测定原理

基点法测定通风阻力计算公式是根据稳定流的伯努利能量方程而得, 采用基点法测定井巷通风阻力时, 测定段的通风阻力计算公式为:

式 (1) 中:P1, P2——移动气压计在井巷进风测点和出风测点不同时刻的读数测点的绝对静压, Pa;

Pj1, Pj2——在读取P和1P2时, 基点气压计的

读数测点对应时刻的基点气压值, Pa;

V1, V2——井巷进风测点和出风测点不同时刻

的风速, m/s;

Z1, Z2——井巷进风测点和出风测点的标高, m;

ρ1, ρ2——井巷进风测点和出风测点处的风流

密度, kg/m3;

ρ2~1——测定段风流平均密度, kg/m3。

公式 (1) 中的压力、风速和密度等物理量是气压计等仪器沿测定线路在测定段进风测点、出风测点不同时刻的测定值, 如果地面大气压力和井下风流是严格的稳定流, 并且在测定时间内不考虑地面大气压力滞后等因素的影响, 则公式 (1) 就能准确反映测定段的通风阻力。但是矿井实际风流和地面大气压力往往是变化的, 由于两个测点读数的非同时性, 就必然导致测定过程中误差的产生, 这是由基点法本身所造成的。

2 基点法测定误差分析

为了详细分析基点法测定中误差产生的原因, 将公式 (1) 分成3个部分加以讨论, 即位压差项、速压差项和静压差项。

2.1 位压差项

任一测段位压差的表达式为:

从公式 (2) 中可以看出, 对位压差Hz2~1影响最大的是测点的标高, 只有标高准确, 才能精确计算两测点的位压差。而在此次塘坝乡某矿的阻力测定中, 部分测点的标高在采掘图上未标明, 是估计的, 因此难免会产生一定的误差。

我们仅以塘坝乡某煤矿主斜井口至井底段的通风阻力测定为例, 来分析误差产生的原因。该矿主斜井口 (标高+430 m) 至井底 (标高+289 m) 距离为294 m, 在测算出两测点的空气密度后, 根据公式 (2) 计算出位压差为1 554.9 Pa。

2.2 速压差项

速压差的测算公式为:

此次塘坝乡某煤矿阻力测定时, 矿井并未停产, 主斜井提升、大巷机车运行、人员行走和巷道断面不规则等都对风速的测定造成一定的影响, 因而也会产生一定的速压误差。

从测定可知, 该矿主斜井口测点断面6.62 m2, 风量为2 675 m3/min, 风速为6.73 m/s;井底落平测点断面6.16 m2, 风量为2 662 m3/min, 风速为7.2 m/s。通过公式 (3) 计算出主斜井口至井底段的速压差仅为4.33 Pa。由此可见, 速压差在阻力中所占比例很小, 不会引起较大的误差。

2.3 静压差项

静压差项的测算公式为:

从塘坝乡某煤矿的阻力测定中可知 (基点气压计设在进风井口附近) , 主斜井口 (标高+430 m) 的绝对静压为97 070 Pa, 井底 (标高+289 m) 的绝对静压为97 760 Pa, 两测点测定读数时基点气压计的变化值为260 Pa, 根据公式 (4) 可计算出主斜井口至井底段的静压差为430 Pa。再将该段的静压差、位压差、速压差值代入公式 (1) 中, 可计算出该矿主斜井口至井底段的通风阻力为1 120.5 Pa。

很显然, 该主井筒长仅有294 m, 平均断面约为6.3 m2, 通过的风量约2 665 m3/min, 不可能有这么大的阻力, 肯定是某些地方出了问题。

我们按照传统的巷道摩擦阻力公式计算该段的摩擦阻力, 即:

式 (5) 中:h——通风摩擦阻力, Pa;

a——井巷摩擦阻力系数, N·S2/m4;

L——井巷长度, m;

U——井巷净断面周长, m;

Q——通风井巷的风量, m3/S2

S——井巷净断面面积, m2。

我们试着把井巷摩擦阻力系数a值取大一点来计算, 取a=0.015 N·S2/m4, 将相关参数代入公式 (5) 中, 得到该段井巷的摩擦阻力约为350 Pa, 这与气压计测定的该段阻力相差了770 Pa。

通过仔细分析可知, 该段速压差仅为4.33 Pa, 即使有误差影响也是很小的, 而位压差计算也较精确, 那么问题只可能出在静压差上。按照大气压力经验公式计算, 主斜井口至井底垂深141 m, 井底绝对静压应该比井口上升1 620 Pa左右, 而实际测定时仅上升了690 Pa。很明显, 这正是误差产生之处, 是仪器本身的误差造成的, 是仪器灵敏度和精度下降所造成的。

3 降低气压计基点法测定误差的措施

降低气压计基点法测量误差的措施主要有: (1) 必须确保气压计仪器本身的精度, 测定所用的气压计要反应灵敏、精度可靠。气压计要按规定定期送检校验, 仪器使用前要进行校验, 确保其灵敏、可靠, 避免引起较大误差。 (2) 阻力测定应尽量选在人员活动少、运输量轻的检修班进行, 并尽可能在1 d内完成, 以减少矿井提升、大量人员行走、机车运输和风门开启等造成的误差。 (3) 合理布置测点, 减少测定时的位压差误差。在测定线路布点时, 尽可能将测点布置在标高已知的地方, 并且事先将测线布置图送有关的地质部门, 以便准确选定测点的标高值。对于测点难以选在已知标高的位置时, 可根据具体情况进行推算。 (4) 合理选择测风地点, 确保风速测定的准确, 减少速压误差。测风点应设在免受运输设备运行、人员移动等因素干扰的地点。由于风流汇合或分流都会产生涡旋, 因此测点的位置应尽量避开涡旋, 且对各分支的风量都要进行测量, 以便相互验证。另外, 在测风速时, 应采用多次测定取表速平均值的方法, 测定巷道断面也应采取等面积圆的方法, 避免因测定时测点附近的风门开启/关闭或巷道不规则而引起的误差。 (5) 合理确定基点位置, 减少静压差误差。在气压计基点法阻力测定中, 静压差的精度直接关系到整个测定工作的精度, 因此从测定方法本身着手考虑如何降低静压差的误差是十分重要的。而对静压差精度影响最大的是基点气压计的位置, 合理的基点位置会将矿井风流的不稳定性给阻力测定带来的影响降到最低。

4 结束语

气压计基点法测定矿井通风阻力产生误差的原因是多方面的, 矿井通风阻力测定中要正确认识误差的性质, 分析误差产生的原因, 以消除或减少误差。正确组织矿井通风阻力测定工作, 要根据矿井的实际情况, 合理选择基点、测点位置和测定方法, 以便在最经济的条件下得到理想的结果, 做到高效、可靠。

参考文献