嘉阳煤矿通风阻力测定分析方案

四川嘉阳集团有限责任公司嘉阳煤矿通风阻力测定报 告四川嘉阳集团有限责任公司2018年03月1/31主要参加人员名单序号姓名工作单位职称职务1袁成金四川嘉阳煤矿通风高级工程师2岳永忠四川嘉阳煤矿通风工程师3杨亚军四川嘉阳煤矿助理工程师4陈永清四川嘉阳煤矿通风副队长5宋知阳四川嘉阳煤矿通风副队长6黄勇四川嘉阳煤矿测风员7但加洪四川嘉阳煤矿测风员8向先平四川嘉阳煤矿测风员9张伟四川嘉阳煤矿测风员10杨海富四川嘉阳煤矿调度员目 录前言1第一章矿井通风阻力测定 22/31第一节矿井简况2一．矿井基本情况2二．矿井主要生产系统3三、矿井“一通三防”基本情况4第二节测定方法5第三节测定内容6第四节测定线路及测点布置7第五节测定数据的整理与计算8第六节实测风量汇总12第七节测点压力记录13第八节测点标高一览表15第九节巷道阻力计算汇总16第十节通风阻力测定结果19第十一节通风阻力测定结果与误差分析 203/31前 言矿井通风阻力测定是通风技术管理工作的重要内容之一。通过测定可掌握矿井通风系统状况及必要的技术参数，确定矿井通风阻力的分布情况，为矿井通风稳定可靠和安全生产提供技术依据。嘉阳煤矿于2009年对全矿井进行了通风阻力测定，2018年完成了通风系统改造，新施工了观音溪专用回风井，风井安装了2台FBCDZ№23/2×200kW型对旋轴流式主要通风机并于2018年3月投入使用。根据《煤矿安全规程》第一百一十九条“新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次；矿井转入新水平或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定”的要求，我矿于2018年3月23日组织相关人员对通风系统改变后的+215水平进行了矿井通风阻力测定。由于 +260水平通风系统并未改变，且2009年已对其进行了阻力测定，因此本次未对 +260水平的通风阻力进行测定，只进行了+215水平的通风阻力测定。通过实测，确定了矿井通风阻力分布情况，为矿井通风系统优化、合理配风、防治井下灾害和风流调节提供基础资料和参数。1/31第一章 矿井通风阻力测定第一节 矿井简况一、矿井基本情况天锡井田位于四川省西南部，乐山市东南之犍乐煤田的南部，嘉阳矿区的东北部，天锡井田东起岷江，西至葛沟，东西倾斜 长7500m；南起月儿田逆断层，北到落叶溪，南北走向长 7000m，井田面积约为47km2，行政区划乐山市犍为县。位于犍为县城229°方位，直距12km；矿部距犍为县石溪镇4.07km。井田内交通方便，芭石矿山轻便铁路横贯井田中部，天(锡井>犍(为>公路经石溪码头7km与213国道线相连。石溪是该矿对外联络点，有岷江航运之利，上航达乐山、成都、下航达犍为、宜宾、重庆等地。交通位置图见下图。2001年9月8日，嘉阳煤矿改制成为四川嘉阳集团有限责任公司，2004年划归四川省投资有限公司，天锡矿井隶属于四川嘉阳集团有限责任公司。2/31嘉阳集团公司天锡矿井始建于1968年，设计能力15万吨/年，1971年正式投产，由于生产发展和市场需求，1981年开始扩建为45万吨/年矿井，1986年达到45万吨/年生产能力。为满足坑口电厂用煤，天锡井于1997年开始实施第二次技术改造；2005年10月，省经委以川经煤炭函［2005］731号批复天锡矿井生产能力核定为120万吨/年。截止 2018年末，矿井保有地质储量 4875.73万吨，可采储量3811.2万吨，剩余服务年限约 25年。二、矿井主要生产系统矿井采用斜井开拓方式，有6个出露地表的井筒，分别为皮带斜井、莲花岩排矸斜井<反斜井）、主井<材料斜井）、副井<行人井）、杨店子风井和观音溪风井。矿井现有两个水平生产，即 +215m水平和+260m水平。井下划分为3个采区，即24采区、31采区和32采区，采用倾斜条带法开采，仰、俯斜推进方式，阶段斜长为1500～1800m。两水平间采用集中石门、集中轨道上山、集中皮带运输巷相联接。运输大巷布置在K7煤层底板下面，与回风大巷平行布置。回风大巷兼作运输大巷的配风巷。主要运输巷断面12.6m2，主要回风巷断面7.6m2。矿井设有两个回风井筒：即观音溪井和杨店子风井。矿井采用混合式通风系统<中央并列式和中央分列式混合）。+215m水平和+260m水平沿走向，每隔 140m划分一个条带，工作面呈“两面三巷式布置”。 +260m水平沿走向采用由近而远的采区前进式开采方式，+215m水平采用后退式开采。矿井开采 K7煤层。采区布置为前进式和采煤工作面布置后退式。3/31矿井现有3个对拉采煤工作面<1个综采对拉面、1个高档普采对拉面、1个炮采对拉面）和 6个掘进工作面。采煤工作面采用倾斜长壁式采煤法。高档普采和炮采工作面倾斜长度为 800～950m，综采工作面倾斜长 1600m，工作面单面宽 135～140m；高档普采采高为0.92m。炮采及综采采高为 1.0m。高档普采工作面采用 1台MG—150B型采煤机截煤，采面用单体液压支柱配 HDJC--600型铰接顶梁支护，全部垮落法管理采空区；炮采工作面采用单体液压支柱配HDJA--1200型铰接顶梁支护，条带式充填法处理采空区；综采工作面采用 MG100/240-BW双滚筒采煤机一次性完成破煤和装煤，采用ZY3000/07/14型掩护式液压支架支护顶板。高档普采和炮采工作面采用一台SGD-420／22型刮板运输机运煤，机道采用一台 SD-44PA皮带运输机和一台 SGD-40T型刮板运输机运煤；综采工作面由SGZ630/2×75型刮板输送机正开出煤，机道使用一台 SZB-630/75型桥式转载机和两台DSJ650/20/2×40型可伸缩胶带输送机运煤；大巷采用1.1m3U型矿车或3t底卸式矿车装煤。机风巷掘进目前采用综掘和钻爆法两种方法施工。综掘碛头采用DSJ65/2×40型伸缩皮带机运输进入砂仓，再用 1吨矿车运出地面。其他巷道采用钻爆法施工，一次成巷，前探梁控制顶板，机风巷采用锚网支护，开拓巷道采用锚喷支护。局部通风机采用 FBD№5.6/2×11、FSWZ—11B、FBDY№5.6/2×11型，采用抗静电阻燃风筒，风筒直径φ800mm、φ600mm、φ500mm，局部通风机安设和风筒吊挂符合要求。综掘工作面采用除尘风机和气喷技术综合除尘；炮掘工作面采用湿式打眼、水炮泥、冲洗碛头、洒水装岩和净化风流等综合防尘措施。矿井有一座 35KV变电站，有主变两台，分别为 6300KVA和4/318000KVA，正常情况下运行 8000KVA，另一台作为备用。有两回35KV电源进线，分别为五(通>嘉<阳）线和磨<子场）嘉<阳）线，有一回35KV馈出线，为天黄线。35KV变电站与五通大电网并网，可提供可靠的电源。同时公司有一自备电厂，总装机容量为9750Kw，正常情况下由自备电厂提供电源，自备电厂不能供电时，则通过大电网下网，确保矿井安全生产。从 35KV变电站馈出两回6KV电源至井下中央变电所。地面主扇风机采用双回路供电，材料、排矸斜井主绞车以及皮带斜井等主要设备由35KV变电站直供。局部通风机实现“三专”供电。三、矿井“一通三防”基本情况1．通风系统矿井为抽出式通风方式，混合式 <中央并列式和中央分列式）通风系统。矿井共设两个回风井<杨店子风井和观音溪风井）。杨店子风井安装 2台型号为2K56№24型轴流式通风机，配套电机功率均为400KW，其中1台运行，1台备用。观音溪风井安装2台型号为FBCDZ№23型防爆对旋轴流式通风机，配套电机功率均为2×200KW，其中1台运行，1台备用。主通风机房各类安全设施齐全，主通风机可在10分钟内实现反风。矿井总进风量9824m3/min左右，总回风量10003m3/min左右。矿井采区实行分区通风，矿井测风和风量调节制度健全。局部通风机采用“三专”供电，实行了“两闭锁”。 煤巷半煤岩巷掘进工作面均安设了“双风机、双电源”，局部通风机能实现自动切换，能保证掘进工作面的连续供风。采煤工作面通风方式为“W”型通风方式。5/31矿井通风设施质量较好，主要风门均设置连锁装置。2.矿井瓦斯根据乐山市经济委员会[2018]198号文批复，嘉阳煤矿瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井，其中绝对瓦斯涌出量为25.66m3/min，相对瓦斯涌出量为10.51m3/t。CO2绝对涌出量为9.695m3/min,CO2相对涌出量为3.97m3/t。矿井在2002年和2007年先后在+260水平煤仓下口和+260水平北翼32051风巷密闭内发生过瓦斯爆炸。建矿以来未曾发生过煤与瓦斯突出及瓦斯喷出。煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性根据四川省煤炭产品质量监督检验站鉴定结果，嘉阳煤矿 K7煤层自燃倾向性属Ⅲ类不易自燃，煤尘无爆炸危险性。建矿以来未曾发生过煤层自燃和煤尘燃烧爆炸。矿井属于地温正常区，无煤 (岩>与瓦斯(二氧化碳>突出危险性，无冲击地压等其它灾害情况。4.监控系统矿井于2018年年底完成了千兆环网综合监控信息化系统建设，集成了KJ95瓦斯监控系统、 KJ347人员监控系统、 KJ254电力监控系统、KJ90F抽放监控系统及矿井视频监控系统。可以对井下采煤工作面、掘进工作面、各机电硐室的瓦斯、温度、抽放系统管道内瓦斯浓度、流量等主要参数进行连续监控和报警断电，监控中心工作人员能够对井下的瓦斯监测数据及时进行微机分析处理，采取积极的预防和解决措施。矿井属于高瓦斯矿井，根据《煤矿安全规程》，矿井设置了甲烷断电仪和风电闭锁装置，并配备多种便携式瓦斯监测设备，对井下有6/31关地点的瓦斯进行定时定点监测。矿井瓦监控系统运行情况良好，矿井监测日报告执行制度较好，监控设备按《煤矿安全规程》规定要求进行定期调试、校正，瓦斯传感器精度符合要求。第二节测定方法矿井通风阻力测定主要有两种方法：压差法和气压计法，其中气压计法又分基点法和同步法两种，两种阻力测定方法优缺点如表1-1所示。表1-1测定方法比较表测定方法优点缺点测量结果比携带和铺设橡皮管笨重、费时，需要有足压差法较可靠，计够的人力和高精度的压差计。算方便。气基点需要较精确的测点标高和巷道空气密度。压法测定简单，计同步操作迅速。相互间要求及时联络、配合，导致相互牵法法制，速度慢，延长了通风阻力测定时间。由于人力、仪器等条件限制，因此本次测定采用气压计法(基点法>测定矿井通风阻力。本次测定采用气压计逐点测定法，按照预先确定的通风线路，从进风到回风逐点测定，同时为了消除地面大气压力变化对测定的影响，在地面测点每隔10min测定气压变化，进行气压校正。为了正确地计算各测点的位能，本次各测点高程、测点间距离均由嘉阳煤矿测量组提供。7/31为了消除由于风机运转不稳定和工作面不同生产工艺造成的系统误差，一条线路的测定工作要求尽量在一日内完成。测量人员分成二组，一组于地面监测大气压力变化，另一组完成井下各测点的测量工作。第三节 测定内容一、测定内容测定内容包括：测定测点的绝对静压、温度、湿度、大气压，以及巷道平均风速、断面积等参数。二、测定仪器1>BJ－1精密数字气压计两台；2>高、中、低速风表各一块，并附有校正曲线；3>秒表1块；4>皮尺、钢卷尺各1把；5>测风杆1个以及粉笔若干；6>干湿温度计1台；7>其它零星器材(笔、记录本>。三、人员组织分两个测量组：一个基点测量组，一个井下测量组。具体组织分工见表1-2。表1-2测定人员组织分工表组别分工人数负责工作测压测温1×3负责测量选定测点绝对静压、干、湿井下温度。测量组测风测断1×3负责测量选定测点的风速，断面积。面8/31基点测压对基点的气压变化，每10分钟进行一测量组1次测量，并作好记录。第四节测定线路及测点布置一、图纸资料的准备阻力测定之前收集了矿井采掘工程平面图、通风系统图、以及有关的采区布置图、地质测量标高图等，收集井下通风设施设备的安装布置情况、生产作业及矿井瓦斯涌出情况、通风报表、主要通风机和局部通风机运转、巷道规格、井下漏风、自然通风等资料，随后根据有关数据、图纸，绘制通风网络图。二、测量路线的选择本着既能控制全矿网络，又能便于了解和掌握各类巷道阻力分布状况的原则，选定风量较大，风路较长，测点较多且人员和仪器易于通过的线路为主测线路，结合矿井实际情况确定了一条主线路。即：材料斜井→井底北车场→215运输石门→215北正巷→2417设备道→2417机道→24172采面→24172风巷→24172材料道→215北副巷→215回风石门→215北总回风巷→215北风巷→160风桥→160回风石门→观音溪回风斜井→风井引风硐→地面。三、测点确定原则1．测点间的压差不小于 1～2Pa，且不大于测压仪器量程。2．测点尽可能避免靠近主要风门，以减少风门开启的影响。3．在风流分叉、汇合、转弯、扩大或缩小等局部阻力物前布置的测点与局部阻力物的距离不得小于巷宽的 3倍，在局部阻力物后时，不得小于巷宽的 8～12倍。4．测点尽可能在测量标高点附近9/31根据以上原则，对已确定的测定路线和测点位置，经阻力测定小组携带测压仪和皮尺等，对井下通风系统 ,重要漏风地段,路线上的局扇、调节风门、巷道支护情况进行了实地考察，对一些阻力特别大和特别小的巷道段进行了预测并作了适当的调整，基本满足测定要求。第五节 测定数据的整理与计算一、空气密度的计算空气密度按式<1）计算。ρ= kg/m3 <1 ）其中：ρ－空气的密度， kg/m3；P－风流中测点绝对静压， kPa；－风流中测点的温度，℃；φ－风流中测点的相对湿度，%；Psa－风流中测点的饱和水蒸气压力， kPa。二、巷道断面积的计算根据巷道断面形状，分别按式<2）、<3）和<4）计算。a>梯形或矩形：S=B×Hm2<2）b>半圆拱：S=B(H-0.11B>m2<3）c>三心拱巷道：S=B(H-0.07B>m2<4）2式中：S—巷道断面积，m；H—巷道全高，m；B—对梯形和矩形巷道为中腰宽度， m；拱形巷道为巷宽，m。三、风量计算10/31各测点的风量按式<5）计算。Q=<S-0.4）×V m3/s <5 ）3式中：Q—通过选定测点的风量， m/s；2S—选定测点的巷道断面积， m；V—选定测点的风流速度，m/s；0.4—测风员身体断面积，2m。四、速压计算选定测点风流速压 hv按式<6）计算。h v= Pa <6 ）3式中：Q—通过选定测点的风量， m/s；ρ—选定测点的空气密度， kg/m3；V—选定测点的风流速度， m/s。五、测段位压计算各测点的位压按式<7）计算。hz=ρ·g·ZPa <7 ）式中：ρ—测段的平均空气密度 kg/m3。 取：ρ=<ρ1+ρ2）/2六、通风阻力hr各测点的通风阻力按式 <8）计算。hr2-1=(P2-P1>-(Pj2-Pj1>+(hv2-hv1>+hz Pa <8 ）式中：P2、P1—测点的绝对静压，Pa；Pj2、Pj1—测点对应时刻的基点气压值， Pa；hv2、hv1—测点动压值，Pa；hz—测点位压差，Pa。11/31七、巷道风阻根据所测两点间巷道阻力，按式 <9）逐段计算巷道风阻。2-1=28<9）RNS/m式中：h2-1－相邻两测点间的巷道阻力值， Pa；2 8R2-1－相邻两测点间的巷道风阻， NS/m；3Q2-1－相邻两测点间的巷道中通过的风量， m/s。巷道百M风阻按式<10）计算。R100=NS2/m8<10）式中：L2-1－测点间的巷道长度， m。八、测定精度计算矿井通风阻力测定总的测定误差用误差率按式 <11）计算。误差率= <11 ）式中：hr－累计计算的矿井通风阻力， Pa；Hs－主通风机房水柱计读数， Pa；hv－风硐内速压，Pa；hn－矿井自然风压，Pa。12/31第六节 实测风量汇总材料斜井至2417采面至观音溪风井线路实测风量汇总于表 1-3。<表1-3）嘉阳煤矿材料斜井至 2417采面至观音溪风井线路实测风量汇总表 <巷道参数与风速记录表）<风表校正曲线： y=0.99*V表+0.26 [中速]； y= 0.373*V表+0.128 [微速]） (2018年 03 月 23 日>测点测点或巷道情况素描说明号N1材料井口N2材料井底落平点上20mN3215北车场测风站N4井底中央配电所以西10MN5东车场西一岔口后30m处N6东车场测风站<距215北正巷分岔口20m>N7215北正一站测风站N8215北正巷三号石门往北37m处N9215北正巷2407机道煤仓口以北15m处N10215北正巷2413机道密闭口以北40m处N11215北正巷9石门口往南15m处N122417机道设备道口5m处N132417机道龙坡落平点

断面形支护形断面断面断面表表表速平均表速真风速风量全高面积风表速速状式宽m3(m/min>(m/min><m3/min）(m>(m2>12三心拱砌碹3.422.88.76中速280284290284.67297.422485.61三心拱砌碹4.4252.5910.09中速246241244243.67256.832488.71半圆拱砌碹3.443.079.26中速235239237237.00250.232216.81半圆拱砌碹3.323.239.51中速114110116113.33127.801164.40半圆拱砌碹3.3173.159.24中速157160156157.67171.691517.44半圆拱锚喷4.0723.4612.27中速192189188189.67203.372413.02半圆拱砌碹3.5363.169.80中速184189180184.33198.091861.73半圆拱锚喷4.23.1411.25中速157158156157.00171.031855.27半圆拱锚喷3.933.3511.47中速159154153155.33169.381874.45半圆拱锚喷3.913.3511.42中速150152153151.67165.751826.04半圆拱锚喷3.783.310.90中速113110110111.00125.491317.93半圆拱锚喷3.1352.988.26微速228218224223.3390.98715.24梯形架棚2.281.934.40中速163161164162.67176.64706.6313/31N14N15N16N17N18N19N20N21N22N23N24N25N26N27N28N29N30N31

2417机道距采面开口 27m处24172回风巷<距采面口40m处）24172风巷材料道龙坡落平点215北副巷9石门以北85m处215北副二站测风站 <距2416机道通风口 5m>215北副巷8石门开口以南 20m处215北副巷7号石门开口以南 6m处北副一站测风站215回风石门<距215北副巷岔口20m处）北总回风测风站215北风巷<距副井口30m）回风石门风桥落平点160回风石门<距二石门口 20m处）回风石门测风站观音溪风井井底观音风井测风站观音溪风井井口落平点下12m处引风硐

梯形 架棚梯形 架棚梯形架棚半圆拱锚喷半圆拱砌碹半圆拱锚喷半圆拱锚喷半圆拱砌碹半圆拱 砌碹半圆拱砌碹半圆拱砌碹半圆拱锚喷半圆拱锚喷半圆拱PVC板半圆拱锚喷半圆拱砌碹半圆拱现浇半圆拱砌碹

2.241.573.52中速203200205202.67216.24673.981.881.763.31微速284287283284.67113.86331.201.791.853.31微速287288288287.67114.98334.763.282.988.59中速96959796.00110.64906.252.9852.847.50中速194190189191204.691452.743.1938.45中速210207206207.67221.191780.722.823.17.87中速230223228227.00240.331794.602.552.5825.87中速336334342337.33349.561911.682.862.857.25中速278284281281293.792018.832.742.86.85中速339344342341.667353.852280.982.562.415.45中速564560560561.333571.322884.432.9653.348.94中速338340332336.667348.902978.233.263.369.78中速359363358360372.003491.062.873.198.25中速440447442443454.173564.893.743.4711.44中速325329326326.667339.003742.283.573.4310.84中速342351346346.333358.473743.563.563.3410.50中速356362358358.667370.683742.502.883.148.13中速481489492487.333498.063850.4114/31第七节 测点压力记录材料斜井至2417采面至观音溪风井线路测点压力见表 1-4。1-4）嘉阳煤矿材料井至

2417

采面至观音溪风井线路测点压力记录表

<大气物理参数记录表）(风井风机负压

hfs=1.605KPa

；

2018

年

03

月

23

日>测点名称测量时刻大气压干球温湿球温测点标高水蒸汽分相对湿密度Pa度℃度℃(m>压力(Pa>度(%>(kg/m3>井口1245979507.66.2392.051044821.212153898井底落平点上20m1379984097.8223.951148861.228873616北车场测风站131699870108.8215.991228861.224580471中央配电所以西10210.4219.721329901.218148043场西一岔口后30m211.2220.81420891.213075582场测风站<距215北正巷分岔口20m>1350996901412.2221.281597811.204238294北正一站测风站1409968014.612.4221.581661771.20187169北正巷三号石门往北37m413.8222.971748841.196265649北正巷2407机道煤仓口以北15m615.2227.162018781.185312692北正巷2413机道密闭口以北40m215.8229.52089791.181906116北正巷9石门口往南15m处1509938018.616.22312142791.179737312机道设备道口5m处1510993501816231.88206282131机道龙坡落平点机道距采面开口 27m处2回风巷<距采面口40m处）2风巷材料道龙坡落平点北副巷9石门以北85m处北副二站测风站<距2416机道通风口北副巷8石门开口以南20m处北副巷7号石门开口以南6m处北副一站测风站回风石门<距215北副巷岔口 20m北总回风测风站北风巷<距副井口30m）回风石门风桥落平点回风石门<距二石门口 20m处）回风石门测风站溪风井井底风井测风站溪风井井口落平点下 12m处硐溪风井地面井口