新井投產(chǎn)前必須進(jìn)行1次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，以后第3年至少進(jìn)行1次。礦井轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風(fēng)系統(tǒng)后，必須重新新進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定。

　　【解讀】本條是關(guān)于進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的規(guī)定。

　　1.測(cè)定礦井通風(fēng)阻力的目的與意義

　　風(fēng)流在井巷中流動(dòng)，井巷會(huì)對(duì)風(fēng)流施加阻力，即為礦井通風(fēng)阻力(包括摩擦阻力和局部阻力)。通風(fēng)阻力與通風(fēng)壓力是對(duì)立的統(tǒng)一，風(fēng)流在井巷中流動(dòng)的過程就是兩者互相作用的過程。兩者大小相等、方向相反、因次相同。影響礦井通風(fēng)阻力的因素很多，如巷道的支護(hù)形式及光滑程度、斷面大小及變化情況、周邊長(zhǎng)度及巷道長(zhǎng)度，以及礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的布置、風(fēng)量分配等。

　　礦井通風(fēng)阻力是衡量礦井通風(fēng)能力的主要指標(biāo)之一，也是進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)和礦井通風(fēng)管理的主要依據(jù)之一。新井投產(chǎn)前必須進(jìn)行1次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，其目的是衡量新井的通風(fēng)能力能否滿足生產(chǎn)能力的要求;了解新井通風(fēng)阻力的大小及分布狀況，為投產(chǎn)后進(jìn)行礦井通風(fēng)管理和提高管理水平提供和積累科學(xué)依據(jù)。

　　隨著礦井開采活動(dòng)的進(jìn)行，結(jié)束或新投產(chǎn)了一些采區(qū)，報(bào)廢或新掘了一些巷道，采區(qū)分布和巷道布置發(fā)生了一些新的變化，通風(fēng)阻力也會(huì)發(fā)生變化。因此，每3年至少進(jìn)行1次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，以便了解巷道支護(hù)與維護(hù)狀況，通風(fēng)阻力的分布與變化情況，并對(duì)礦井風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)與分配，滿足礦井安全生產(chǎn)要求。

　　礦井轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風(fēng)系統(tǒng)后，巷道分布和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化，通風(fēng)阻力的大小與分布也必將隨之發(fā)生變化。必須重新進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，使礦井通風(fēng)達(dá)到安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的要求。

　　2.礦井通風(fēng)阻力測(cè)定方法

　　礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的方法可分為兩類，即壓差計(jì)法和氣壓計(jì)法。

　　1)測(cè)前準(zhǔn)備工作

　　在進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定之前，首先要明確阻力測(cè)定的目的與任務(wù)，并做好相關(guān)儀器的精度校正和備好所用記錄表格等用具;其次按測(cè)定范圍的大小分成若干小組(每小組由45人組成)，預(yù)先做好分工，每個(gè)人要按分工熟練掌握儀表性能、操作方法和注意事項(xiàng)。

　　2)選擇測(cè)量路線和測(cè)點(diǎn)

　　(1)根據(jù)測(cè)量任務(wù)和礦井特點(diǎn)，選擇主要干線和必要的次要干線及局部阻力測(cè)量地段;對(duì)全礦井測(cè)量時(shí)，應(yīng)選擇風(fēng)量大、人員儀器容易通過的干線為主要測(cè)量路線;可先在通風(fēng)網(wǎng)路圖上大致確定測(cè)量地段、路線和測(cè)點(diǎn)。

　　(2)確定測(cè)量路線和測(cè)點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮有可能在一個(gè)班內(nèi)測(cè)量完畢。

　　(3)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能不靠近井筒和主要風(fēng)門，以減少井筒提升和風(fēng)門開啟的影響;兩點(diǎn)間的壓差應(yīng)不小于10～20Pa，不大于儀器的量程;測(cè)點(diǎn)前后3m支架良好，巷內(nèi)無堆積物;測(cè)點(diǎn)布置在分支、匯流、轉(zhuǎn)彎處和斷面變化的地方時(shí)，前方不小于巷道寬度的3倍，后方不得小于巷道寬度的8～12倍。

　　(4)對(duì)于不測(cè)阻力的風(fēng)路，也要進(jìn)行風(fēng)量測(cè)定，以便計(jì)算它的風(fēng)阻和校核風(fēng)量。

　　(5)用氣壓計(jì)法時(shí)，測(cè)點(diǎn)要測(cè)量標(biāo)高或靠近標(biāo)高點(diǎn)附近;測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿風(fēng)流方向依次編號(hào)。

　　3)測(cè)量工作

　　(1)壓差計(jì)法。壓差計(jì)法測(cè)量通風(fēng)阻力的實(shí)質(zhì)是測(cè)出風(fēng)流兩點(diǎn)間的勢(shì)壓差和動(dòng)壓差，來計(jì)算兩點(diǎn)間的通風(fēng)阻力。

　　如圖2-2-10所示，用橡膠管把設(shè)置在測(cè)點(diǎn)1與2靜壓管(或皮托管)分別接引到壓差計(jì)的“-”、“+”接管。壓差計(jì)兩液面所受壓力之差即為壓差計(jì)的讀數(shù)。

　　H測(cè)=p1+(Z1-Z2)·ρ1-2·g-p2

　　式中 p1、p2——分別為起末兩測(cè)點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)靜壓，Pa;

Z1、Z2——分別為兩測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，m;

　　ρ1-2——兩測(cè)點(diǎn)風(fēng)流密度的平均值，

按

　　g——重力加速度，在我國(guó)境內(nèi)可用9.8m/s2。

　　則兩測(cè)點(diǎn)間的通風(fēng)阻力為：

　　式中 K——壓差計(jì)讀數(shù)的精度校正系數(shù)。

　　測(cè)定具體方法是從第一個(gè)測(cè)點(diǎn)開始，在前后兩測(cè)點(diǎn)處各設(shè)置一個(gè)靜壓管，在后測(cè)點(diǎn)的下風(fēng)側(cè)6-8m安設(shè)壓差計(jì)。靜壓管應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流正常穩(wěn)定的地點(diǎn)，其尖端應(yīng)正對(duì)風(fēng)流。壓差計(jì)應(yīng)靠近巷道壁安設(shè)平穩(wěn)、調(diào)零或記下初讀數(shù)，避免行人和運(yùn)輸影響。膠管要防止折疊和被水、污物等堵塞。待橡膠管內(nèi)的空氣溫度等于巷道內(nèi)的空氣溫度后，將短橡膠管一端連接在后測(cè)點(diǎn)的靜壓管上(或皮托管的靜壓端)，另一端接在壓差計(jì)的"-"端上;長(zhǎng)橡膠管的一端接在前測(cè)點(diǎn)的靜壓管上，另一端接在壓差計(jì)的"+"端上，待壓差計(jì)液面穩(wěn)定后讀數(shù)。如液面波動(dòng)，可在10～20s內(nèi)，連續(xù)讀9～10個(gè)值，再求其平均值。

　　個(gè)別情況下，當(dāng)后測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速遠(yuǎn)小于前測(cè)點(diǎn)風(fēng)速，而測(cè)點(diǎn)間通風(fēng)阻力又不大時(shí)，壓差計(jì)讀數(shù)可能出現(xiàn)負(fù)值。

　　在測(cè)定壓差的同時(shí)，小組其他人員可分別進(jìn)行風(fēng)速、大氣條件和其他參數(shù)的測(cè)量。

　　按上述方法依次沿測(cè)點(diǎn)的順序進(jìn)行測(cè)量，直到全部路線測(cè)完為止。

　　測(cè)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，須有聯(lián)絡(luò)信號(hào)或用通訊電話聯(lián)系。

　　測(cè)定采煤工作面壓差時(shí)，儀器應(yīng)安設(shè)在運(yùn)輸平巷內(nèi)或回風(fēng)平巷內(nèi)的不易受運(yùn)輸干擾的地，點(diǎn)，橡膠管沿工作面敷設(shè)。若工作面鄰近有供行人或通風(fēng)的小眼，橡膠管可通過小眼敷設(shè)。

　　測(cè)定局部阻力時(shí)，應(yīng)在局部阻力物前、后比較穩(wěn)定的風(fēng)流中，各設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。

　　(2)氣壓計(jì)法。氣壓計(jì)法測(cè)量通風(fēng)阻力是用精密氣壓計(jì)測(cè)出兩測(cè)點(diǎn)間的絕對(duì)靜壓差，再加上動(dòng)壓差和位壓差，以計(jì)算通風(fēng)阻力。又分為逐點(diǎn)測(cè)定法和兩測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)定法。

　?、僦瘘c(diǎn)測(cè)定法：將兩臺(tái)精密氣壓計(jì)帶到井口或井底車場(chǎng)，調(diào)好儀器記錄初讀數(shù)。然后將一臺(tái)儀器留在原地監(jiān)視大氣壓力變化以做校正用，由一人每隔10～15min記錄一次讀數(shù);另一臺(tái)儀器沿測(cè)點(diǎn)順序分別測(cè)出各測(cè)點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)靜壓。若地面大氣壓及通風(fēng)狀況發(fā)發(fā)生變化時(shí)，就用原井口或井底車場(chǎng)的氣壓計(jì)計(jì)數(shù)來進(jìn)行校正。

　?、趦牲c(diǎn)同時(shí)測(cè)定法：將兩臺(tái)精密氣壓計(jì)(Ⅰ、Ⅱ號(hào))同時(shí)放在1號(hào)測(cè)點(diǎn)，調(diào)好儀器記錄初計(jì)數(shù)。然后Ⅰ號(hào)儀器不動(dòng)、將Ⅱ號(hào)儀器不動(dòng)，再同時(shí)讀取兩臺(tái)儀器的計(jì)數(shù)。如此循環(huán)前進(jìn)直到測(cè)完。在測(cè)定途中或到達(dá)最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，兩臺(tái)儀器在同一測(cè)點(diǎn)進(jìn)行校核。此法用兩臺(tái)儀器、兩測(cè)點(diǎn)的靜壓值是同時(shí)讀烽，所以不需要大氣壓力變化校正。

　　4)資料整理

　　對(duì)測(cè)定資料進(jìn)行計(jì)算與整理是通風(fēng)阻力測(cè)定中的重要工作。在計(jì)算之前，需要將原始記錄數(shù)據(jù)，按校正儀表的系數(shù)一一校正，再用下列公式分別算有關(guān)內(nèi)容，并填入“礦井通風(fēng)阻力測(cè)定匯總表”中。

　　(1)空氣密度。各測(cè)點(diǎn)的空氣密度按下式計(jì)算：

　　式中 p——測(cè)點(diǎn)空氣的絕對(duì)靜壓或大氣壓力，Pa;

　　t——測(cè)點(diǎn)空氣的溫度，℃。

　　⑵斷面及周長(zhǎng)。測(cè)點(diǎn)的巷道斷面(S)和周長(zhǎng)(U)，按巷道形狀有關(guān)公式計(jì)算。

　　⑶風(fēng)量計(jì)算。測(cè)點(diǎn)的風(fēng)量按下式計(jì)算：

　　式中 V——測(cè)點(diǎn)斷面的平均風(fēng)速，m/s。

　　相鄰兩點(diǎn)間的風(fēng)量相差不大或有均勻漏風(fēng)時(shí)用平均風(fēng)量Q，則

　　式中各符號(hào)的意義同前。

　　當(dāng)風(fēng)速很小(小于4m/s)時(shí)，動(dòng)壓差一項(xiàng)可不計(jì)。

　?、谟脷鈮河?jì)法時(shí)，兩測(cè)點(diǎn)的通風(fēng)阻力為：

　?、蕼y(cè)量路線的總阻力h阻總計(jì)算：

　　測(cè)量路線的總阻力h阻總按下式計(jì)算：

　　⑺巷道的風(fēng)阻R計(jì)算：

　　兩測(cè)點(diǎn)間測(cè)量時(shí)的風(fēng)阻為：

　　式中 L1-2——兩測(cè)點(diǎn)間的距離，m。

　?、棠Σ磷枇σ驍?shù)a計(jì)算：

　　應(yīng)選擇支架、斷面S、周長(zhǎng)U均不變或變化很小、無彎曲的巷道某一直線段L1-2，把下式等號(hào)右邊諸參數(shù)測(cè)量出來，即可計(jì)算出該巷道測(cè)量時(shí)間摩擦阻力系數(shù)a測(cè)：

表2-2-9礦井通風(fēng)阻力測(cè)定使用的儀器儀表