矿井必须建立测风制度,每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点,应根据实际需要随时测风,每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。
第一百零五条 矿井必须建立测风制度,每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点,应根据实际需要随时测风,每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。
应根据测风结果采取措施,进行风量调节。
【解读】本条是关于矿井风量测定及风量调节的规定。
1.关于矿井风量测定
1)矿井风量测定的重要意义
矿井通风担负着连续不断的向井下供给新鲜空气,排出有毒有害气体,保证矿井和作业人员生命安全的重要任务。为确保通风系统的合理、稳定、可靠,并根据采面分布和巷道掘进等生产条件的不断变化,及时调整通风系统和进行风量调节,以满足各用风地点风量要求,保证安全正常生产。所以,必须建立定期(每旬1次)对矿井风量进行全面测定的管理制度。通过对矿井风量的全面测定,了解总进风量、总回风量和各个用风地点的风量、风速以及矿井的漏风、有效风量等现状及变化情况,为不断提高矿井通风管理水平提供科学依据。
如果采掘工作面和其他用风地点,出现瓦斯涌出异常、巷道阻力(断面)发生变化、产量增减等情况而需要进行调整通风系统或增减风量时,应根据实际需要随时测风。
每次测风结果,除了认真填入测风记录(报表)之外,还应写测风地点的记录牌上,以便现场人员了解该地点的通风情况。
2)主要巷道测风站的要求
在主要巷道中,均应建立测风站,以保证所测风量的准确性。测风站应符合以下要求:
⑴测风站应设在平直的巷道中,其前后10m范围内不得有障碍物或巷道拐弯等局部阻力。
⑵如若设立测风站的巷道断面不规则,其帮顶应用木板或其他材料衬壁呈固定形状断面,该断巷道长度不得小于4m。
⑶测风站内应悬挂测风记录板,记录板上的内容包括测风站的地点、断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。
3)矿井有效风量和有效风量率、矿井外部漏风量和外部漏风率的计算方法
⑴标准状态下风量的换算方法。在计算矿井有效风量、矿井外部漏风量时,应将所测风量都换算成标准的风量,以便进行对比。标准状态下的风量可按下式换算:
1.2——矿井空气标准状态时的空气密度,即取大气压力为105Pa、气温20℃时的空气密度,kg/m3。
⑵矿井有效风量计算方法。矿井有效风量是指风流通过井下各用风地点(包括独立通风采煤工作面、掘进工作面、各种硐室和其他用风地点)实际需要风量的总和,按下式计算:
式中 Q有效——矿井有关效风量,m3/min;
Q采i、Q掘i、Q硐i、Q其他i——分别为采煤工作面、掘进工作面、各种硐室和其他用风地点进(或回)风流的实测风量换算成标准状态下的风量,m3/min。
⑶矿井有效率计算方法。矿井有效风率是矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比,按下式计算:
式中 C——矿井有效风率,%;
Q通i——第i台主要通风机的实测风量换算成标准状态下的风量,m3/min。
⑷矿井外部漏风量计算方法。矿井外部漏风量是由主要通风机装置及其风井附近地表漏风量总和。可用主要通风机风量的总和减去矿井总回(或进)风量来求得,可按下式计算:
式中 Q外漏——矿井外部漏风量,m3/min;
Q通i——第i台主要通风风的实测风量换算成标准状态下的风量,m3/min;
Q井i——第i台回(或进)风井的实测风量换算成标准状态下的风量,m3/min。
⑸矿井外部漏风率计算方法。矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机风量总和之比,可按下式计算:
式中 L——矿井外部漏风率,%;
其他符合同上。
⑹单台主要通风机外部漏风率计算方法。单独一台主要通风机的外部漏风率,即该台主要通风机装置和风井附近的漏风量与该通风机的排风量之比,按下式计算:
式中 Li——单(i)台主要通风机外部漏风率,%;
其他符合同上。
⑺矿井排风量。矿井主要通风机的排风量,应等矿井的有效风量、矿井内部漏风量和外部漏风量的总和。
2.关于矿井风量调节
该条规定,根据矿井测风结果,应及时进行风量调节,以确保各用风地点都有足够的有效风量。
风量调节可分为局部风量调节和全矿井风量调节。通常,在采区内、采区之间和生产水平之间的风量调节称为局部风量调节;对全矿井风量进行称为矿井总风量调节。但实际上二者之间是相关联的。
1)局部风量调节
局部风量调节可分为增加风阻调节法、降低风阻调节法和增加风压调节法。
⑴增阻调节法。增阻调节法的实质是在并联风路中阻力较小的分支内安设调节风窗增加风阻,利用风窗产生的局部阻力,使风窗所在风路的风量降低,而使另一风路的风量增加,从而保证风量按需分配,如2-2-1
、
使用增阻调节法时应注意:
①风窗应尽量安设在回风巷道中,以免妨碍运输。若必须设在运输巷时,可采取多段调节,即用若干面积较大的调节风门来代替一个面积较小的风窗。
②在采区内安设风窗时,应设在风桥之后,以防止风桥漏风过大。
③在复杂网路中,要注意调节风窗位置的选择,防止重复设置,避免增大阻力和无益电耗,这就需要对矿井通风网路进行综合分析。
增阻调节法具有复合易行的优点,是采区内进行风量调节时所采取的主措施。但这种方法会使矿井总风阻增加,若主要通风机特性不变,势必造成矿井总风量下降;而若改变主要通风机特性曲线,会增加无益电耗。因此,在矿井主要进回风路线不宜采用这种方法。
⑵降阻调节法。与增阻法相反,降阻调节法的实质是设法降低并联风路中阻力较大而又需要增加风量分支的阻力,使风网阻力达到平衡。
降低风阻的主要措施有:
①扩大巷道断面。这是降低巷道通风阻力最为有效的主要措施。
②减低阻力因数。可采取心迹巷道支护形式、改变巷道的光洁程度、清除巷道堆积物等措施,从而降低巷道摩擦阻力因数a和局部阻力因数ξ。但这种方法仅适用于需要降低的风阻不大的情况。
③开掘并联巷道。当不便扩大巷道断面或改变巷道支护形式时,可考虑修复已经报废的并联巷道,或选择适当地点另开掘并联巷道的办法来降低风阻。其降阻效果较为明显。
降阻调节法适用于矿井产量增大或原来通风设计不合理,或者某些主要通风巷道年久失修,用来降低主要风流中某一段巷道的阻力。
⑶增压调节法。增压调节法的实质是,在需要增加风量的风路中安设铺助通风机关生的机械风压来克服该段风路中的一部分阻力,达到按需供风的目的。
在选择、安装和使用辅助通风机时应注意:
①选择辅助通风机时,必须根据辅助通风机服务期间内通风最困难时的风量、风阻和风压等数值进行计算。在通风不困难时,如果辅助通风机的特性不能调整,可在其出口的巷道安设调节风窗,以控制辅助通风机的风压和风景。
②为保证新鲜风流通过辅助通风机而又不妨碍运输,一般将辅助通风机安设在进风风门,风门必须向压力大的方向开启,如图2-2-2(b)所示,两道风门间距必须大于一列车的长度。
③辅助通风机停止运转期间,要按《规程》规定“必须打开绕道风门”,以利用主要通风机通风;主要通风机停止运转时,要立即停止辅助通风机运转,同时打开绕道自动风门,以免邻近采区的风流逆转,导致循环风;重新启动辅助通风机之前,必须检查附近20m以内的瓦斯浓度,低于规定值时,方可启动。
④在采区附近安设辅助通风机时,要选择合适位置,避免产生通过采区的循环风或漏风而加速采区空自然发火。
⑤要加强对辅助通风机的管理,必须及时调整主要通风机和辅助通风机的工作地点,使之配合。如果辅助通风机能力过大,可能造成并联风路中其他分支的风量不足,无风到期的风,这是绝对不允许的。万一出现这种情况要立即增加辅助通风机所在巷道的风阻。
增压调节法的优点是:不必提高主要通风机和风压而增加了矿井风量,调节方法简单易行。但管理复杂,安全性较差。在高瓦斯矿或有煤层自燃危险的矿井,不宜应用。低瓦斯矿井应用时也必须慎重。
2)全矿井风量调节
当仅仅用局部风量调节不能满足矿井生产需要时,还必须对矿井的总风量(或总风压)进行风量调节。矿井总风量调节主要是调整主要通风机的工矿点,其方法是改变主要通风机的特性曲线或工作风阻。
(1)改变主要通风机特性曲线调节法。
①改变通风机转速。通风机的风量与转速成正比,风压与转速的平方成正比,通风机的转速越大,其风量和风压越大。改变通风机的转速,可改变通风机的特性曲线。改变通风机转速的方法主要有,更换电动机(利用不同转速的电动机进行大范围的风量调节,轴流式通风机多采用此法)和改变减速器传动比(中小型矿井的离心式通风机采用减速器或皮带传动,可改变减速器的传动比,实行调风)等。
②改变轴流式通风机动轮叶片的安装角度。将固定叶片的双螺杆松开,调好角度再拧紧即可。叶片角度一次可调5°,必要时也可每次调2.5°,调节的范围较大,而且能使通风机在最佳工况区内工作,故此法应用较广泛。
(2)改变主要通风机工作风阻法。如果通风机风量大于矿井实际需要风量,可增加通风机的风阻使总风量下降。一般采用调节进风口前的闸门来实现。由于离心式通风机的输入功率随风量的减少而减少,所以闸门调节多用于离心式通风机;而轴流式通风机的输入功率随风量的减少而增加,故一般轴流式通风机不宜采用闸门调节,而应采用改变叶片安装角度的方法。
如果通风机风量小于矿井实际需要风量,矿井通风阻力又过大时,应该采取减阻措施来改变矿井风阻特性曲线如扩大井巷断面、开掘并联双巷、增加进风井口等,从而达到增加矿井风量的目的。