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(1)矿井空气密度测定与计算,包括空气大气压、空气饱和水蒸汽压、空气温湿度等;
(2)巷道壁面特征实测,包括巷道形状、支护形式、净宽、净高及断面积;
(3)巷道的风速、风量; (4)测点的动压计算;
(5)矿井通风阻力、百米风阻及摩擦阻力系数计算; (6)测点的高程及两测点之间的距离由矿方根据矿井工程图测量提供。
测定所用仪器见《测定设备环境一览表》。 2.4 测定方法
本次测定采用精密气压计逐点测定法。测定时,将一台JYF-4系列通风多参数检测仪置于地面井口附近作为基点气压计,用来监视地表气压的变化情况,基点检测仪每隔5分钟进行大气相对压力变化情况的测定和记录;另将一台CZC5便携式多参数测定器携至井下,沿预先选定的测定路线按测点依次进行测定。井下测定器在各测点进行矿井各项相关数据的采集,通过修正地面气压变化对井下测点测定器读数的影响,保证测定结果的可靠性。在各测点测定风流压力的同时,测量同一测点的风速、断面尺寸、气象参数等数据,并做好记录。如此依次测完全部的测点,待井下测定器回到井口时再重新校对仪器读数,以检查仪器的误差。
主要测定原理:采用气压计测出测点间的绝对静压差,再加上速压差和位压差,以计算出通风阻力。
hrij?k(hi?hj)?k(hi?hj)??ijg(zi?zj)?(hvi?hvj) 具体测定采用公式详见MT/T440-2008 《矿井通风阻力测定方法》。
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2.5 测定人员组成与分工
通风阻力测定指挥组由富华集团公司负责人和鹤岗市兴资煤矿负责人组成,负责测定工作的指挥,协调测定小组之间的关系,统一指挥,富华集团公司和矿检中心技术人员和矿方有关技术人员通力配合。人员分工如下:
(1)地面基点检测仪读数记录1人;
(2)压力、温湿度测量1人,负责各测点风流的绝对压力和相对压力的测定,温度湿度的测定;
(3)测风1人,负责各测点风速测定;
(4)断面尺寸的测定1人,负责各测点断面尺寸的确定; (5)记录1人,负责各测点全部测定数据的纸质记录。 2.6选择测定线路及布置测点 2.6.1 选择测定路线的原则
根据MT/T440-2008《矿井通风阻力测定方法》的要求,结合鹤岗市兴资煤矿的生产布局和通风系统的现状,从有利于系统现状分析出发,选择测定线路布置测点,原则上一台风机一个系统,选择一条路线作为主要测定路线,其他路线与主要路线闭合。为保证测定结果的可靠性,主要测定路线应选择在通风路线长、风量大,且包含风巷、运输大巷、采煤工作面、回风上山、回风巷等,能反映矿井通风系统特征的风路上,通过测定其结果能反映矿井通风现状,并为矿井通风系统改造提供理论指导依据。 2.6.2 通风系统线路测点布置及顺序:
矿井测定的路线如下:
副井风硐(1-2)→副井中部(2-3)→副井下部(3-4)→入风下山(4-5)→入风二段(4-6)→+65总回(5-6) →+110总
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入(3-7)→回采工作面(7-8)→采面回风(8-9)→主井下部(6-9)→主井上部(9-10)。
选定好测定路线之后,即可沿着测定路线布置相应的测点,并依次编号。测点布置的基本原则是,每条测定路线上测点布置的位置和数量应能控制主要井巷和工作面的阻力分布情况。一般在分风点、汇风点、局部阻力较大的地点及在需要控制的典型巷道的前后设置测点。在井下实测过程中,可根据井巷的具体条件,将测点尽量布置在巷道平直、支护良好、断面规则、前后无杂物、风流稳定,且易于确定标高的地点。结合现场实际,该矿通风阻力测定线路及测点布置详见附图2《鹤岗市兴资煤矿通风阻力测定线路、测点布置图》。
矿井通风系统主要测定的路线共设16个测点:
1-2(N)→2-3(N)→3-4(N)→4-5(N)→4-6(N)→5-6(N)→3-7(N)→7-8(N) →8-9(N) →6-9(N) →9-10(N)。 2.7 测定步骤 2.7.1测定前的准备
召开测定准备工作会议,确定测定方案和要求,优化测定线路,合理分配测点。指挥组对测定人员进行分工,其中一个小组负责井下测定线路的各测点的测定,另一个小组负责地面基点的测定。 2.7.2现场测定
井下现场测定组按照测定方案,测量各测点风流压力、风速、气象参数、巷道断面尺寸、支护材料和形式等数据,并做好记录。地面基点测定组按规定的时间间隔测量大气压力并记录数据。 2.7.3数据处理
现场测定完成后,对各测点数据进行整理、计算、分析,从而获得通风系统中阻力分布情况、井巷通风阻力系数和风阻值。 2.7.4报告编制
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录入、绘制和编辑图文,完成报告。
3.通风阻力测定计算理论依据
3.1 空气密度计算
空气密度按式(1)计算:
??0.003484P0?0.3779?P?273.15?t???????????(1)
式中:
?—空气密度,kg/m;
P—测点风流的绝对静压,Pa; ?—空气相对湿度,%; t—空气温度,?C;
P—饱和水蒸气分压力,Pa。 3.2 巷道面积和周长计算
30?按巷道断面形状,根据测量数据计算其断面面积和周长。 梯形或矩形巷道: S?B?H 半圆拱巷道: S?B(H?0.11B) 三心拱巷道: S?B(H?0.07B) 式中:
S —— 巷道净断面积,m2; B —— 巷道平均宽度,m; H —— 巷道净高,m。 3.3平均风速计算
每测点取三次实际测量风速值,然后求取算术平均值作为该测点的平均风速。 3.4风量计算
风量按式(2)计算
Q?Sv ???????????(2) 式中:
Q—测点风量,m/s; S—测点面积,m;
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—测点风速,m/s;
3.5动压计算
v动压按式(3)计算:
1h??v ???????????(3)
2v2式中:
h—测点的动压,Pa。 3.6通风阻力计算
v两测点间通风阻力按式(4)计算: h?k(h?h)?k(h?h)??g(z?z''rij''i''j''i'jijij)?(hvi?hvj)???(4)
式中:
k,k—气压计I、II的校正系数;
h,h—气压计II在测点i,j的读数,Pa; h,h—与h,h对应时间气压计I的读数,Pa; z,z—测点i,j的标高,m;
?—测点i,j间空气密度的平均值,kg/m; 3.7巷道风阻
'''''i''j'i'j''i''jij3ij3.7.1两点间风阻计算
两测点间风阻按式(5)计算:
R?hQ???????????????(5)
2ijrijij式中:
7
R—测点i,j间的风阻,kg/m;
Q—测点i,j间风量的算术平均值m/s。 3.7.2两点间的标准风阻计算
两点间标准风阻计算按式(6)计算:
ij3ijRsij?1.2?ijRij???????????????(6)
式中:
7
R—标准空气密度下测点i,j间的标准风阻,kg/m。 3.7.3巷道标准百米风阻计算
巷道百米标准风阻按(7)计算:
100R?R??????????????(7)
sij100Lijsij式中:
3
R—巷道百米标准摩擦风阻kg/m;
100 9