矿井通风阻力测定及优化分析

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　　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。但在现场操作过程中，压差计法需要在测量现场布置较多的测点、胶皮管及压差计等涉笔，现场操作较为复杂且工作量比较大，不适合大规模进行测定。因此，这种方法一般适用于小型矿井的通风阻力测定以及局部区域的通风阻力测定。在巷道环境条件允许的情况下，应当尽量使用这种测定方法。基点法相对玉压差法来说较为省里，同时操作过程也较为简便，但这种测定方法容易受到测点标高的影响，因此容易出现误差比较大的情况，但是测定结果一般能够满足矿井的测定需求，適用于复杂矿井或一般矿井的全矿通风阻力测定以及局部通风阻力测定。
　　同步法的测量精度相对于其他测量方法来说都比较高，同时数据的处理方法比较简单，缺点在于其测定的速度比较慢，对操作人员的要求比较高，适用于全矿井的通风阻力测定以及局部通风阻力测定，不适合复杂矿井的全矿井通风阻力测定。矿井的通风阻力测定方法并不局限于某种测定方法，可以是多种方法的集合，所以应当根据现场实际条件尽量选择精度较高且操作较为简单的测定方法。
　　 2.2 合理选择测定时间
　　矿井通风阻力的测定应当尽量在风流情况较为稳定的时期进行，测定时间一般应在白天或者是非生产班的时间段，保证测量期间地面压力变化比较小、井下工作人员较少、风门及设备都已开启，测量过程中应尽量避免运输的影响。从而有效保证测量结果的准确性。在测量过程中应当保证与井下工作人员能够及时通信，有效实现信息的互通。当遇到某些特殊情况时，应当及时告知相关测定人员停止测定工作，待稳定后再进行后续操作。
　　 2.3 合理选择测定路线
　　关于测定路线的选择，应当尽量选择比较长且风量比较大的主巷道区域，一般选择进风井与回风井之间的巷道。同时，目标巷道应当包含多种巷道类别、支护形式，且包含主要的采掘工作面。对于存在多个工作面及多个风井的巷道来说，可以在不同巷道设置多个测点完成测定工作，当主要的测定路线中不包含重要工作面及特殊区域时，应当适当增加一些辅助测点。
　　 2.4 合理选择测定基点
　　在矿井通风阻力的测定过程中，有时候会出现测量路线较长、通风情况较复杂等情况，最终导致风流的瞬时压力发生较大变化，这些变化将会直接影响测定结果的准确性。但基点气压计无法对这些数据进行数据补偿，从而达不到测量精度要求。动基点法结合了井下复杂环境因素，缩短了基点与测点之间的距离，减少了地面大气压与井下风流的瞬时变化，弥补了原有的测定方法的不足，提高了测量精度。
　　 2.5 合理选择分析方法
　　矿井通风阻力测定容易受到外界环境的影响，其测量数据经常会存在一定误差。直接利用测量得到数据进行分析时，很难符合矿井实际需求。目前常用的数据处理方法为测量平差，主要通过相关的软件对于得到的数据进行分析处理，通过特定的计算方式进行误差分析，对于复杂矿井通风阻力测定数据的处理来说，通过软件进行处理能够有效减少工作人员的工作量。因此，由于测量数据的复杂性，应当尽早开发出更为符合现场实际的数据处理软件，从而有效提高工作效率。
　　本文结合现阶段常用的矿井通风阻力测定方法，对于测定过程中测定方法的选择、测量路线、时间、基点及数据处理等方面进行了优化分析，以期对于目前矿井通风阻力测定方法的现场应用及改进提供理论及实践指导。
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