基于等值法测定矿井外部漏风率的应用.pdf

基于等值法测定矿井外部漏风率的应用 孟 璋 李正东 沈洪才 中煤集团平朔公司 安家岭二号井工矿, 山西 朔州 036000 摘 要 矿井漏风是影响矿井通风系统合理运行的因素之一, 外部漏风率是衡量矿井主要通风机运行状况 和通风管理水平的一个很重要的指标, 对矿井外部漏风率的测算, 目前方法较多, 本文运用等值法和传统方 法对马沟营风井外部漏风率分别进行了测算、 比较分析, 运用了测算矿井外部漏风率的合理方法, 同时找出 马沟营风井外部漏风的主要来源, 提出了具体措施, 并经有效治理, 提高了矿井通风管理水平。 关键词 矿井通风; 外部漏风率; 等值法 中图分类号 TD728 文献标识码 A 文章编号 1672- 7169 2008 03- 0030- 02 矿井通风系统中, 风流沿一定的通道漏入或漏 出的现象被称为矿井漏风。造成矿井漏风的原因 很多, 其本质是由于漏风区域两端存在着一定的压 差, 控制风流的设施不严密, 如巷道设计不合理、 通 风设施位置不当或质量差、 采空区冒落不严实、 煤 柱被应力破坏及地表裂缝等都可能造成漏风。矿 井漏风一般分为内部漏风和外部漏风。通过井下 各种通风设施、 采空区、 煤柱等途径的漏风叫内部 漏风, 而通过地表裂缝或特定的通风设施 风硐闸 门或分风门、 反风装置及井口防爆门等 直接漏入 主要通风机而排出地面的漏风叫外部漏风。 矿井外部漏风测定是矿井通风管理的一项重 要内容, 它在一定程度上反映了矿井的通风管理 水平。矿井外部漏风一方面造成矿井有效风量减 少, 甚至引起风井临近区域的采空区自然发火, 直 接影响矿井的风量分配和安全生产, 另一方面增 加了无益的电耗, 造成矿井的能源损失。因此, 为 了减少外部漏风可能对矿井造成的危害, 正确测 定矿井的外部漏风率是通风管理中很重要的一项 基础工作。 1 测定方法 11 传统的外部漏风测定方法 通过测定总回风巷及风井风硐的风量来计算 矿井外部漏风率大小。 Q S V Q∀ S∀V∀ Pe1- Q Q∀ 100 式中 Q 总回风巷风量 m 3 /s Q∀ 风硐风量 m 3 /s S、 S∀ 总回风巷、 风硐断面, m 2, m / s V、 V∀ 总回风巷、 风硐风速, m / s Pe 矿井外部漏风率 12 等值法 等值法是把要测定的两个量转化为可以反映 它们的特征的其他两等值量进行计算。等值是有 条件的, 不是任意两个量都可以进行等值转化。首 先,要求等值的两个测验必须是测量同一性质量 的。其次, 只有当测量同一特质的两量的信度即可 靠性相同或相近时才能进行等值。信度值相差太 大的两次测验不能进行等值, 因而要求等值测验的 潜在特质也必须是一维的。这里通过测定矿井风 流中相等质量的瓦斯气体在不同地点不同风量时 呈现不同浓度, 从而推算出矿井外部漏风率。 121 相等质量外部漏风测定方法的适用条件 1 矿井应有一定瓦斯涌出量。 2 具有高精度检测、 分析瓦斯浓度的仪器 如气相色谱仪 。 3 测风断面规范, 易于准确计算面积, 而且 易测定其平均风速和风量。 4 总回风巷到风硐段的瓦斯涌出量一般比 较小, 可以忽略不计。 122 外部漏风率计算 Q qCH4 S V qCH 4 Q∀q∀ CH4 Q∀ S V qCH 4 q∀ CH4 30 第 5卷 第 3期 华北科技学院学报 2008年 7月 收稿日期 20080611 作者简介 孟璋 1972- , 男, 大学毕业, 中煤集团平朔公司副总工程师。 P∀e1- Q Q∃ 100 式中 Q 总回风巷风量 m 3 /m in, 需换算成标 准状况下风量, m 3 /s Q∀ 扩散器口风量 m 3 /m in, 需换算成标 准状况下风量, m 3 /s qCH4、 q∀ CH4 总回风巷瓦斯浓度、 扩散器口瓦斯 浓度, S、 V 总回风巷断面、 风速, m 2, m /s P ∀e 矿井外部漏风率 等值法在矿井外部漏风测定方面比传统的测 定方法更精确, 更能真实反映矿井外部漏风的实 际情况。 2 等值法在马营沟风井中的应用 21 矿井概况 晋华宫矿南山井是一个高瓦斯矿井, 马营沟风 井是其唯一的回风斜井, 风峒回风量 5500m 3 /m in , 风井利用反风道反风, 主要通风机为轴流式对旋风 机, 工作方法为抽出式。本次测定, 安排两个测点, 分别为总回风斜井安全出口下 20m处和风井扩散 器口, 要求测风断面必须能够精确计算、 总回风巷及 扩散器口的空气样品应有代表性、 准确可靠。 22 相关数据和计算 根据所测数据可得 1 传统方法测定外部漏风率 Pe1- Q Q∀ 100 51 2 等值法测定外部漏风率 P∀e1- Q Q∃ 100 801 表 1 外部漏风率测定相关数据表 总回风巷 S m2 V m /s P mmHg T K q 风硐 S∀ m2 V∀ m / s 扩散器口 P∀ mmHg T K q∀ 154 56670293 02564 142680299 023 p * 绝对静压, mmHg 23结果分析 通过上述计算, 不难看出等值法测定外部漏 风率比传统的方法测定精度高, 经计算马营沟矿 井通风系统外部漏风率已超过了 煤矿安全规 程 2 整平了分风门, 并加固了其胶质衬垫, 使 分风门能够关闭严密; 3 加密了风井防爆门, 封堵了总回风道地表 段的裂缝。 经过上述整改, 重新测定该矿外部漏风率为 436 , 满足了煤矿安全规程 2 HuainanM ining Group Corp . , Huainan , Anhui 232001 ; 3 North China Institute of Science and Technology, Yanjiao Beijing East101601 ,China Abstract The technology of differentmicro differentialdeep inclined channelblasting can enlarge the depth and volume of cut ting . To extract rapidly ,the big diameter explosive is used for cutting hole ,but little dia meter explosive is used for peripheral hole . Seriesparallelnetwork oneti me blasting is used at full section so that the roadway for med well is good for roadway support . K ey words hard rock roadway ;high gasm ine ;technology of cutblasting ;smooth blasting ; m iddledeep hole 上接第 31页 On the Application ofDeter m ination of the ExternalAir Leak inM inesBased on the EquivalentRateM ethod MENG Zhang, LI Zhengdong, S HEN Hongcai An Jialing No.2UndergroundM ine , P ingsuo Company, ChinaNational Coal Group Corp . ,Suozhou Shanxi 036000 Abstract M ine air leak is one of i mportant i mpacts of the mine ventilation system running properly . External air leak rate is a very i mportant indicator of the mainm ine ventilation fans∋ operation and the level of ventilation manage ment . At present ,there are many s to calculate the air leak rate outside them ine . In this article ,the author calculated the external air leak rate of M a GouyingM ine by using the equivalent and the traditional, and co mpared and analyzed the results . The author used a reasonable way to calculate the external air leak rate ,found out themain reasons for the external air leak ofM a Gouying M ine , put for ward specificmeasures ,and i mprovedm ine ventilation manage ment level after the effective governance . K ey words m ine ventilation;externalair leak rate ; equivalent rate 43 第 3期黄向菁等 高瓦斯矿井硬岩巷道掘进中爆破技术研究