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矿井通风阻力测定及优化分析作者：宋太师来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第01期摘要：本文对于常用的矿井通风阻力测定方法、测定的时间、测定的路线以及相应的数据处理方式进行了优化分析，以期为矿井通风阻力测定工作提供一定的理论及技术指导。
关键词：煤矿;通风阻力测定;优化分析根据通风阻力测定的结果，分析巷道对应的风阻数据，对于矿井通风系统的优化以及进一步实现通风管理、矿井的安全生产都具有重要的意义。
1 矿井通风阻力测定方法现阶段关于矿井通风阻力测定的方法，主要有压差计法和气压计法两种。
压差计法具体的操作方式是在目标巷道的前后两个区域内分别设置一个测点，每个测点处均安装一个皮托管，通过特定的胶管将两个测点连接起来，两个测点之间的压差值通过压差计进行测定，目标测点的风速由风速表测定。
通过分析现场测得的风速计压差，可以分析得到目标巷道对应的阻力值。
气压计法一般适用于测量巷道前后两个测点之间的风流的绝对静压值，结合关于巷道的面积、湿度、风速以及高程差等相关数据，通过伯努利方程计算之后，便可以得到巷道中两测点之间对应的通风阻力值。
气压计法一般又可分为同步法与基点法两种。
其中，同步法需要两台气压计同时工作，在选定的两个测点同时进行读数，根据读数来计算测点之间的静压差，这种测定方法有效的避免了地面的大气压以及其他扰动因素的影响，提高了测量的精度。
基点法需要至少两台气压计才能完成测定工作，一台气压计置于相对较高的位置作为基点，另一台置于较低的位置，较高位置的气压计主要是为了实现数据的校正功能，测量过程应当从较低点沿设计路线逐步靠近较高点。
现阶段巷道风阻主要通过通风阻力测定的方法进行分析，当利用以上的方法进行通风阻力测定时应当严格按照操作规程进行相关操作，通过合理的方式有效降低误差，同时，应当根据现场实际情况的差异，选择较为适合的方法完成测定工作。
2 通风阻力测定方法优化2.1 合理选择测定方法利用压差法进行通风阻力测定时，得到的数据相对来说准确性较高，数据的整理也比较简单。
气压计基点法测定矿井通风阻力的误差分析及基点位置的选择1 概述矿井通风阻力测定是生产矿井通风管理的一项重要内容。
目前，矿井阻力测定已基本淘汰了倾斜压差计测定法，大多采用省时省力，操作简单的气压计测定方法，特别是在大型矿井的全矿井阻力测定中更是如此。
采用气压计进行阻力测定时，测定方法又分为基点法和同步法2种。
同步法是将2台气压计分别安置在井巷的两侧，并约定时间同时读取风流的静压值。
而基点法则是用1台气压计监测基点气压的变化，另1台气压计沿测定线路逐步测定风流的静压。
由于同步法采用2台气压计同时读数，从而有效地避免了地面大气压力变化和其他扰动因素的影响。
测定精度主要受气压计性能本身的影响。
若采用2台相同精度和漂移性能的气压计，其测定精度易于保证。
但要求2台气压计同时读数，测定过程的联络和配合较困难，测定速度慢。
而基点法则相反，它是目前较为常用的测定方法。
本文试图从基点法测定的原理入手，对测定误差产生的原因、基点位置的确定等问题进行探讨，希望能为提高基点法在实际应用过程中的精度有所帮助。
2 基点法测定误差来源分析2.1 基点法测定原理采用基点法进行井巷通风阻力测定时，测定段的通风阻力计算公式为：式中K1、K2——移动气压计和基点监测气压计的校正系数；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，Pa；P01、P02——在读取P1和P2时，基点气压计的读数，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;ρ1～2——测定段风流平均密度，kg/m3。
从形式上看，（1）式和描述井巷通风阻力的典型的伯努利能量方程类似，具有相同的物理意义，它们都表示任意井巷进、出2个断面上的能量差。
但是（1）式中的压力、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，（1）式就准确的反映了测定段的通风阻力。
矿井安全通风阻力的影响因素及降阻措施摘要：从当前国内煤矿井下通风情况来看，整个通风系统主要包含有通风控制设施、通风动力及通风网络等部分。
通风网络主要指的是风流通过的煤矿井下所有的巷道，他们相互关联，属于较为复杂的网络系统。
通风动力主要是矿井风流在流动的过程中，整体的动力源泉，主要包含有自然风压、辅扇、主扇等动力源。
本文对矿井安全通风阻力的影响因素及降阻措施进行分析，以供参考。
关键词：矿井安全；通风阻力；影响因素；降阻措施引言当前国内很多煤矿已经进入到深部开采阶段，随着开采深度和范围的不断拓展，对煤矿通风阻力带来了较大的影响，需要针对性地降低通风阻力。
但是从当前井下通风实际来看，影响通风阻力的因素相对较多，很多煤矿并没有采取针对性、有效性的措施，影响到矿井通风效果。
因此，应降低煤矿矿井通风阻力。
1通风阻力测定矿井通风阻力通过基点气压计测定，测定时用2台通风阻力测定仪，其中1台布置在副斜井井口用以测定大气压;测定人员携带另外1台按照井下测量路线依次测定测点位置的气压、湿度、温度以及时间。
通过激光测距仪以及钢卷尺测量巷宽、巷高，并记录巷道支护类型及断面形状。
采用卷尺测定测量点间距。
采用风速表测量巷道内风量。
为提高通风测量精度，选择在检修班测量，此时井下采掘活动减少，不会给通风系统造成较大扰动、通风阻力基本保持稳定。
合理选择通风阻力测定路线，精准掌握通风阻力分布，优化优化措施制。
依据通风阻力测定相关标准并结合矿井井下生产情况、通风系统布置情况，选择最大阻力路线测定通风阻力，具体路线为:副斜井—轨道大巷—3101综采工作面—回风大巷—回风立井等。
对矿井通风系统阻力进行测定，有助于掌握井下通风系统阻力分布情况，确定井下通风系统路线中最大阻力分布；依据通风阻力分布情况，为后续精准降阻、降低通风系统能耗等工作开展提供指导。
现阶段矿井常用的通风阻力测定方法包括有气压计发、压差计法。
依据矿井通风系统具有系统复杂、巷道分布范围广等情况，结合矿井通风系统情况以及不同测量方法优缺点，具体选择采用精密气压计基点法对通风系统风阻进行测定。
矿井通风阻力测定及优化分析随着煤矿开采深度的不断增加，矿井通风阻力的问题日益突出，严重影响了矿井工作面的安全生产。
对矿井通风阻力的测定和优化分析显得尤为重要。
本文将围绕矿井通风阻力测定的方法和优化分析的过程展开讨论。
一、矿井通风阻力测定方法1. 风压法测定法风压法是通过实测矿井通风系统的总风压，再根据风道的尺寸和形状以及风机的性能参数计算得到通风网络的总阻力值。
该方法操作简单，不受环境条件的影响，适用于对通风系统总阻力的测定。
2. 等效阻力法测定等效阻力法是通过测定各个部分的阻力，再把每个部分的阻力值相加得到整个风道系统的总阻力。
这种方法相对于风压法更为精确，可以更准确地找到通风系统中存在的阻力点，是通风系统的优化提供了重要的依据。
3. 模型试验法测定模型试验法是通过建立矿井通风系统的物理模型，利用风洞实验等方法进行仿真，通过计算得到通风系统的阻力，该方法具有较高的精度和准确性，但是成本较高，周期较长。
以上三种方法在矿井通风阻力测定中各有所长，可以根据具体情况进行选择。
而在实际应用中，往往需要结合多种方法，进行多方面的测定和分析。
二、矿井通风阻力优化分析过程1. 数据收集首先需要收集矿井通风系统相关的数据，包括风道的尺寸和形状、风机的性能参数、风量、风压等信息。
通过对这些数据的收集和整理，能够为后续的优化分析提供有效的依据。
2. 阻力分析3. 优化方案制定在阻力分析的基础上，制定合理的优化方案，包括对通风系统的结构优化、风机的参数调整、风道的改造等措施，从而降低通风系统的阻力，提高其通风效率和安全性。
4. 优化效果评估实施优化措施后，需要对通风系统的性能进行评估，通过对通风量、风压、风速等指标的测定和比对，验证优化措施的效果，并进行必要的调整和改进。
在矿井通风阻力优化分析中，除了以上提到的过程之外，还需要对通风系统的运行状态进行实时监测和控制，及时发现并解决系统中存在的问题，保障通风系统的正常运行，确保矿井的安全生产。
煤矿矿井通风阻力测定发表时间：2020-04-13T17:00:43.877Z 来源：《基层建设》2019年第31期作者：张瑞武[导读] 摘要：矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。
黑龙江省龙煤鹤岗矿业有限责任公司鸟山煤矿黑龙江鹤岗 154100摘要：矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。
矿井通风阻力指的是由井筒、巷道及通风构筑物构成的通风网路所产生的通风总阻力，它是衡量矿井通风能力的重要指标，也是矿井通风技术管理的重要内容之一，了解和掌握矿井通风阻力大小和分布状况，是进行矿井通风科学管理、风量调节、通风设计及通风系统优化和改造的基本依据。
关键词：煤矿矿井；通风；阻力测定前言通风阻力测定是矿井通风技术的一项重要研究内容。
通过监测不同类型井巷的通风阻力和风量大小，评定矿井巷道通风特性的好坏，进而确定与之对应的风阻值和摩擦阻力系数（即井下平均空气密度值），将相关数据整理编集，为矿井通风技术管理提供参考。
为了明确井巷各路段通风阻力及风量情况，需连续测试某一路线各区段的通风阻力值，以便更好地掌握矿井的整体通风情况。
1、矿井概况斜沟煤矿位于山西省兴县县城北直距20km处，行政区划隶属于兴县魏家滩镇和保德县南河沟镇管辖。
矿井设计生产能力1500万t/a，实际年产量为1550万t/a，现开采8#、13#、6#煤层。
矿井采用分区式通风方式，机械抽出式通风方法。
共有进风井5个、回风井3个。
斜沟回风井安装有2台FBCDZ-8-№22型主要通风机，配套电机2×160kW；石吉塔沟回风斜井安装有2台FBCDZ-10-№34型主要通风机，配套电机2×800kW；石吉塔沟回风立井安装有2台FBCDZ-10-№34型主要通风机，配套电机2×800kW。
矿井2011年度鉴定为低瓦斯矿井。
2、矿井通风阻力测定2.1测定方法及测定时间的选择矿井通风阻力测定常用方法有气压计法和压差计法。
由于压差计法在现场铺设、收放胶皮管费时费力、工作量大、操作较繁琐，因此目前大多采用气压计法。
矿井通风阻力测定及优化分析随着煤矿深部开采和煤矿井下开工面长度的增加，井下通风系统的阻力逐渐增加，通风系统的压力需求也相应增加，这对矿井的安全和生产造成了很大的影响。
矿井通风系统的阻力测定及优化分析是保障矿井安全生产和提高通风系统效率的关键工作。
本文将对矿井通风阻力测定及优化分析进行详细介绍。
一、矿井通风阻力测定方法1. 定量化测定方法通过使用风压表、风速仪等仪器对矿井通风系统的阻力进行定量化测定。
首先在矿井通风系统中安装风压表和风速仪，然后对不同通风系统元件的阻力进行测量。
通过测定不同通风系统元件的阻力，可以全面了解整个通风系统的阻力构成，为通风系统的优化提供依据。
2. 数值模拟方法利用计算机模拟软件对矿井通风系统进行数值模拟，通过模拟计算矿井通风系统中不同管道、风机、巷道等元件的阻力，得出通风系统的阻力分布情况。
通过数值模拟方法，可以较为准确地获取通风系统的阻力数据，为通风系统的优化提供科学依据。
二、矿井通风阻力优化分析1. 通风系统阻力分析通风系统的阻力主要由矿井内的巷道、风机、阀门、风门、支架等构成。
为了实现通风系统的最优化设计和运行，必须对通风系统的阻力进行深入分析。
通过上述定量化测定方法和数值模拟方法获取的阻力数据，可以进行全面的阻力分析，找出通风系统中阻力较大的部位，为后续的优化提供方向。
通过对通风系统阻力分析，可以找出通风系统中存在的瓶颈和问题，进而对通风系统进行阻力优化。
包括通过改善通风系统元件的结构设计，减少通风系统元件的局部阻力；合理调整通风系统的布局设计，减少总体阻力；对通风系统进行清洁和维护，减少阻力的堆积等措施，从而降低通风系统的阻力，提高通风系统的效率。
通风系统的阻力与通风系统的能量消耗成正比，通风系统的能量消耗是其运行成本的重要组成部分。
在通风系统阻力优化的过程中，需要对通风系统的能量消耗进行分析。
通过对通风系统能量消耗的分析，可以找出通风系统中存在的能量浪费和低效问题，为通风系统的节能优化提供依据。
气压计基点法测定矿井通风阻力的误差分析及基点位置的选择
集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
气压计基点法测定矿井通风阻力的误差分析及基点位置的选择1概述
矿井通风阻力测定是生产矿井通风管理的一项重要内容。
目前，矿井阻力测定已基本淘汰了倾斜压差计测定法，大多采用省时省力，操作简单的气压计测定方法，特别是在大型矿井的全矿井阻力测定中更是如此。
采用气压计进行阻力测定时，测定方法又分为基点法和同步法2
种。
同步法是将2台气压计分别安置在井巷的两侧，并约定时间同时读取风流的静压值。
而基点法则是用1台气压计监测基点气压的变化，另1台气压计沿测定线路逐步测定风流的静压。
由于同步法采用2台气压计同时读数，从而有效地避免了地面大气压力变化和其他扰动因素的影响。
测定精度主要受气压计性能本身的影响。
若采用2台相同精度和漂移性能的气压计，其测定精度易于保证。
但要求2台气压计同时读数，测定过程的联络和配合较困难，测定速度慢。
而基点法则相反，它是目前较为常用的测定方法。
本文试图从基点法测定的原理入手，对测定误差产生的原因、基点位置的确定等问题进行探讨，希望能为提高基点法在实际应用过程中的精度有所帮助。
2基点法测定误差来源分析
2.1基点法测定原理
采用基点法进行井巷通风阻力测定时，测定段的通风阻力计算公式为：
式中K1、K2——移动气压计和基点监测气压计的校正系数；
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，Pa；
P01、P02——在读取P1和P2时，基点气压计的读数，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;
ρ1～2——测定段风流平均密度，kg/m3。
从形式上看，（1）式和描述井巷通风阻力的典型的伯努利能量方程类似，具有相同的物理意义，它们都表示任意井巷进、出2个断面上的能量差。
但是（1）式中的压力、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，（1）式就准确的反映了测定段的通风阻力。
但是矿井实际风流和地面大气压力往往是变化的，这样由于2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。
由于（1）式中各项的物理意义不同，产生误差的原因也不同，因此有必要对其分别进行讨论。
2.2基点法测定误差分析
为了详细的分析基点法测定中误差产生的原因，将（1）式分成3个部分如加以讨论，即位压差项、速压差项、静压差项。
（1）位压差项：任一测段位压差的表达式为：hz1~2=(Z1－
Z2)gρz1~2(2)
在正常生产条件下，风流的密度变化较小，并且也易于测算。
对位压差hz1~2影响最大的是测点的标高。
在实际测定中，由于测定标高的不准确而导致测定段的阻力出现负值的情况时发生。
为此，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，以便准确确定出测点的标高数值。
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。
这里有2种情况，一种是测定段位于在巷、石门或者上下山等坡度已知的巷道时，则可根据巷道的坡度和已知标高测点到未知标高测点的距离进行推算。
另一种对于巷道起伏变化大，又缺乏坡度变化准确资料的测段，采用上述的推算方法比较困难时，可根据前后测点的有关参数推算待求测点的最可能标高值，并以此作为该测点的准确标高进行位压差的计算。
（2）速压差项：速压差的测算公式为：
影响速压差项精度的主要因素是进出风测点的风速。
井巷中运输设备的运行、大批人员的移动对风表的读数都会产生直接的影响，从而引起测点风速值的误差。
因此，测风点应设在免受上述因素干扰的地点。
由于风流汇合或分流都会产生涡旋，对于处在交叉点附近的测点，为了避开涡旋，在从分风点或合风点流出的风流中，测点的位置与该分风点或合风点的距离不小于巷道宽度的12～14倍；在流入分风点或事风点的风流中，测点的位置与该分风点合风点的距离不小于巷道宽度的3～4倍，并且务分支的风量都要进行测量，以便相互验证。
一般而言，井下风流的动能值较小，速压差在阻力中所占比例很小，不会引起较大的误
差。
但是如果在测点附近设有风门，若恰好在测定时风门开启或者关闭，则可能引起较大的误差。
所以在测风速时，应采用多次测定，取平均值的方法，避免粗大误差的产生。
（3）静压差项：静压差项的测算公式为：
hs=K1(P1－P2)＋K2(P02－P01)（4）
上式由2项组成，第1项表示测段进行风测点的静压差，第2项表示井下移动气压计在测点读数时刻，基点气压计的变化情况。
如前所述，基点法通风阻力测算公式是根据稳定流的伯努利能量方程而得到的。
而矿井风流并不是严格的稳定流，并且基点法测定过程中对测点气压的读数不是在同一时刻进行的，所以不能照搬伯努力利方程，必须对其进行修正，这样就引入了（4）中的第2项。
对上式进行变形得到；
hs＝（K1P1－K2P01）＋（K1P2－K2P02）（5）
在不考虑基点气压计和井下移动气压计仪器本身误差的条件下，（5）式的第一项相当于同时测定法中基点和测点1在某时刻的静压差，而第2项则相当于基点和测点2在另一时刻的静压差。
如果井下风流（包括地面大气压）是严格的定常流，则以上2项的差就准确的表示某段井巷始末点的静压差。
由（5）式就更加清楚地看出风流的非定常性和
测点读数的非同时性是基点法误差产生的根本原因。
实际观测也证明了上述推论，用1台气压计观测井下某点的气压，很容易发现在不同时刻，该点的气压将有不同的读数，而2个测点在不同时刻得到的读数，代入（5）式进行静压差的计算，误差的产生是不可避免的。
3基点位置的确定
由于基点法阻力测定中，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。
合理的基点位置应使矿井风流的非定常性给阻力测定带来的影响降到最小。
引起井下测点静压波动的原因有2类：①由于地面大气压的变化；②井下作业在矿井风网中引起的局部附加冲击压力。
不同的基点位置，这2个因素对静压差有着不同的影响。
3.1基点设在进风井口
当基点位于进风井口附近时，校正气压计的读数主要受地面大气压变化的影响。
地面大气压力的变化与天气有一定的关系，并一在1d之内其变化的趋势和幅度也不同。
根据观测，在白天大气压力的为化可达100Pa左右（晴天），每小时的变化幅度可达50Pa左右，并且大气压力的变化是渐变的，基本上没有突变的情况发生，气压随时间的变化曲线
比较平稳。
大气压力的这种变化将传递过程中有一定滞后和衰减，其滞后的时间和衰减的幅度取决于井下测点距井口的距离。
3.2基点设在井底车场
根据观测，当基点设在井底车场附近时，气压的波动幅度较大，并且有突变的情况发生。
产生这种情况的原因在于，井底车场附近的气压除受地面大气压力波动的直接影响久，还会受到井下不同形式扰动的影响。
例如，当副井的罐笼向下运行，而大巷的电机车向井底车场方向运行时，井底车场附近的空气被压缩，气压升高；反之，则气压降低。
这样就造成了井底车场附近气压的变化曲线较井口附近的气压变化曲线起伏多，变化的幅度大。
3.3基点设在采区下部车场及回风大巷起点
当基点设在采区下部车场不受运输影响的巷道内时，如果不考虑采区内风门的开启和关闭的影响，基点气压计的波动和采区内测点气压的波动在趋势和时间上基本一致。
这是由于在采区内部受到的运输干扰较少，产生压力跃阶的因素减少；同时，基点和测点的距离较近，基点气压延迟效应降低，从而使二者的波动一致。
在回风系统的测定，将基点设在采区上部回风大巷起点附近，也具有类似的结果。
综合以上讨论，用基点法进行矿阻力测定时，由于井下风流的非定常性和前后测点读数的非同时性，从理论上讲误差存在是必然的。
要降低测定的误差，就必须从这2个方面入手。
为此，阻力测定应该在人员活动少、运输量轻的检修班进行。
将进风井到出风井的阻力测定路线分为3段，即进风段，用风段和回风段。
从入风井到采区下部车场为进风段，在这一测段，由于矿井的运输和提升设备对测定结果的影响大于大气压力波动滞后的影响，因此，一般基点应设在进风井口附近。
对于特别深的矿井或者进风线路特别长的矿井，可考虑将基点设在井底车场附近。
在采区下部车场到总回风巷的用风段测定中，可将基点设在采区下部车场不受运输影响的地点，以缩短基点和测点间的距离。
同时，为了消除风门开启或者关闭造成的跃阶对测定精度的影响，必须在气压稳定后读数。
在从总回风巷入口到回风井的回风段测定中，基点应设在采区上部总回风巷入口附近。
为了剔除测定工作中可能出现的粗大误差，测定时应采用至少4台气压计。
在从进风井口到回风井口的整条测线内，随着测定工作的前移，在进风井口、采区下部车场附近、总回风巷入口附近先后设立3个基点，实行多基点测定，以弥补基点法本身的缺陷。
（曲方）。
