维普资讯 http://www.cqvip.com 煤炭工程 ２００７年第３期 矿井通风易难程度评价指标的探讨 程建军 ，程绍仁 （１．晋城泽泰安全评价中心，山西晋城０４８０００；２．晋城市安监局，山西晋城４８０００）０ 摘要：矿井等积孔是评价矿井通风易难程度的一项重要指标，但并不能准确、全面地反映 其真实易难、好坏程度，全面进行矿井通风可靠性评价，要考虑主要通风机的运行工况、供风 量、矿井瓦斯涌出量、采煤方法和开采强度等因素，以保证通风系统的合理、稳定、可靠。 关键词：矿井通风；等积孔；评价指标 中图分类号：ＴＤ７２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２００７）０３－００７４－０３ 阻越小，风机供给矿井的风量就越大。同一矿井，风量大 比风量小显然通风状况要好。 长期以来，人们一直用“等积孔”来评价矿井通风的 易难程度。“等积孔”这一概念是法国学者缪尔格１８７３年 根据当时的生产情况提出的，沿用至今已有１００余年的历 史了。它是用一个与矿井通风阻力相当的理想孔的面积来 ２）矿井等积孔大，在矿井风量一定的情况下，矿井通 风阻力就小，矿井风压也就低，可以减少矿井漏风，矿井 有效风量就高，能保证矿井用风地点有足够量的用风量， 因此通风管理就容易。 ３）矿井等积孔大，在矿井风量一定的情况下，矿井通 衡量矿井通风的易难程度。认为等积孔大的矿井通风容易， 反之就困难。但实际上并非如此。我国煤矿类型繁多，井 型有大有小，风路有长有短，风量、风阻大小不等。因此， 专用等积孔这一唯一指标来评价矿井通风的易难程度值得 探讨。 风阻力小，主要通风机的风压就低，电机功率、电耗就小， 通风费用就低。因此，从经济角度分析，等积孔大的矿井 通风就容易。 １矿井通风易难程度等级 根据以往矿井通风易难程度的分级标准，矿井通风程 ３ 等积孔不是评价矿井通风易难程度的唯一指标 度等级见表１。 表１矿井通风易难程度等级表 矿井等积孔虽说是评价矿井通风易难程度的一项重要 指标，但它不能全面地反映矿井通风的易难程度，如有的 井巷风流短路和漏风严重，通风状况并不很好，而等积孔 却相当大，所以说它不是评价矿井通风易难程度的唯一指 标。如要达到矿井通风的目的，完成矿井通风任务，应全 从表１可以看出，用等积孔值的大小反映矿井通风易 难程度一目了然，它比用矿井的风阻值表示矿井通风易难 程度更直观、更形象。等积孔的表达如式（１）： Ａ＝１．１９Ｑ 式中Ａ——矿井等积孔，ｍ ； ｐ——通过矿井井巷的风量，ｍ ／ｓ； ——面来评价矿井通风。 １）矿井主要通风机选型是否正确，能否保证风机在服 务期内的运行在合理工况范围内。 （１） ２）矿井通风装置，通风构筑物的建设施工和运行管理 是否符合质量要求，通风系统的漏风率是否在规定要求的 范围内。 ３）矿井总进风量是否能满足设计的生产要求。 矿井通风阻力，Ｐａ。 从式（１）可以看到，等积孔Ａ和通过矿井的风量Ｑ成 正比，而和井巷通风阻力的平方根成反比。 ４）矿井有效风量率是否符合要求，达到８５％以上。 等积孔这一概念，原为风机制造业试验风机之用，而 ２等积孔是评价矿井易难程度的一项重要指标 通过式（１）可以得知： 引入矿井通风后情况就发生了变化，试验风机使用的薄金 属板上的孔，空气对其周边长度摩擦而造成的阻力可忽略 不计，而矿井通风不仅路线长，摩擦阻力大，存在着漏风， 还有矿井的采煤方法、开采强度和瓦斯涌出量大小等因素 的影响，所以等积孔不能全面评价矿井通风情况。 １）矿井等积孔大，说明矿井的风阻小，对于主要通风 机特性曲线不变或者对于能力相同的主要通风机，矿井风 收稿日期：２００６一Ｏ８一ｏ３ 作者简介：程建军（１９７４一），男，山西晋城人，注册安全工程师，注册安全评价师，１９９５年毕业于山西矿院采矿工程 专业，现在山西省晋城泽泰安全评价中心从事安全评价工作，发表论文数篇。 ７４ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第３期 煤炭工程 ４矿井通风等张现状分析 ’ 硝黜。 ２￣１１９．６５ ｍ３／ｔ，表２ 表４是ｌｏｏ个矿井通风系统的状况调查表。 １０个矿井装备有瓦斯抽放系统。通过通风状况调查得知： 这ｌｏｏ个矿的矿井经营性质有地方国有、镇办、村办； 表２矿井总排风量情况表 １）晋城市地方煤矿，特别是乡镇煤矿，井田面积都不 大，大多数不到ｌｋｍ ，只有零点几，通风路线也不长，大 ５评价矿井通风易难、好坏程度的建议 多数只有几百米，不到ｌｏｏＯｍ长。由于产量小，通风路线 根据《煤矿安全规程》和《安全质量标准》，结合矿 短，所以矿井总排风量不到ＩＯＯＯＩＩｌ３／ｍｉｎ的矿井占４２％；通 井通风工程的建设和管理状况，从矿井通风系统运行的安 风阻力也小，不到５ＯＯＰａ的矿井占４３％，而矿井通风等积 全可靠性和经济合理性方面，提出评价矿井通风易难、好 孔小于Ｉ．Ｏｍ 、通风困难的矿井占５４％。 坏程度的几点建议。 ２）等积孔小的矿井通风困难，但并不能说明矿井的通 １）矿井主要通风机必须在合理的工况内运行，工况点 风系统不好。大多数地方煤矿井型小，通风构筑物少，通 必须处于效率较高（运行效率不低于６０％）和风机的运行稳 风系统简单，井下就布置有一个３０—６０ｍ长的工作面或一、 定区域内。 两个掘进工作面，用风地点配风量也充足，所以要区分通 规程规定，主要通风机必须至少每５年进行１次性能 风系统的好坏程度与通风易难程度两个概念。 测试。为了随时掌握主要通风机的运行工况，风机的工作 ３）被调查矿井最大等积孔１．８２ｍ 的矿井规模为 风量应至少每季测定１次，如要改变调整井下通风系统应 ３ｏｏｋｔ／ａ，矿井总排风量为３６６７ｍ３／ｍｉｎ，矿井瓦斯涌出量为 随时测定。主要通风机的风量测定，可在风机的吸风口和 ３１．０２ｍ。／ｍｉｎ（６３．８２ｍ。／ｔ），其中瓦斯抽放量为２０．１６ｍ。／ 出风口进行测定，风机吸风口的测定可用毕托管测其动压， ｍｉｎ。从几个等积孔偏大的矿井情况来看，也都是矿井产量 算风速，求风量。 比较大（大于２１０ｋｔ／ａ）、矿井瓦斯涌出量也大、风量也大的 ２）矿井总进风必须满足矿井的设计生产要求，如矿井 矿井。 欠风，必须根据矿井的实际供风量确定矿井的产量，即现 ４）矿井等积孔大的矿井，往往是矿井瓦斯涌出量比较 在所执行的“以风定产”方针。 大，矿井供风量也比较大的矿井，说它通风容易或易难程 规程规定，矿井每年必须按实际供风量核定矿井产量， 度中等，但不能说明它的通风系统好、安全系数高，它还 严禁超通风能力生产。在实际生产中，一些矿井的生产系 可能有瓦斯超限的情况发生，所以说这些矿井往往是矿井 统和地质条件改变或产量增加，而往往存在矿井通风能力 通风和瓦斯管理的重点和难点。 不够、瓦斯超限、风量分配不足和通风不畅等隐患问题， ５）矿井通风等积孔的大小，与矿井瓦斯涌出量、产 是矿井的不安全因素。通过核定矿井通风能力“以风定 量、开采强度、开采规模、开采深度等有关。它的一般规 产”，可保证矿井生产的足够供风量，确保通风安全。 律是矿井的瓦斯涌出量越大，开采强度越高，产量越大， ３）矿井内部漏风率不得大于１５％，也就是说，矿井 矿井供风量就越大，矿井的等积孔值也就越大，说它通风 有效风量率要达到８５％以上。 容易，但它是大阻力、高风压矿井，也是矿井通风管理的 各用风地点的风量测定应根据矿井通风系统及采掘分 困难、重点矿井，或者说是瓦斯危险矿井。 布情况选择测点，以确定各用风地点的实际供风量能否满 ６）等积孔的计算有些矿也不太准确，有的矿井未测定 足要求，是反映矿井的通风现状和分析、改善通风管理的 排风立井和风硐的通风阻力与风量（或条件所限无法测定）， 依据。 只测至排风立井井底，有的矿井则用的是风硐所显示的负 ４）考虑到本地煤层埋藏较浅（１ＯＯｍ左右），地面塌陷、 压，风量用的是矿井的总排风量值，计算有误差。 裂隙漏风以及通风空气在流动过程中混入了水气、矿尘、 ７５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 煤炭工程 ２００７年第３期 深埋破碎软岩巷道变形破坏研究 王金喜 ，张晓康 ，孙 波 ，李大屯 （１．河北工程大学河北省资源勘测研究重点实验室，河北邯郸０５６０３８； ２．中煤国际工程集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳１１００１５；３．峰峰集团九龙煤矿，河北邯郸０５６０２１） 摘要：论文通过对九龙煤矿井下巷道变形数据的实测，对深埋破碎软岩巷道的变形规律及 破坏特点进行了研究，得出了其变形规律。并对围岩的变形原因进行了探讨，得出了一些规律 性，研究结果对软岩支护工程实践有一定的指导意义。 关键词：深部巷道；破碎软岩；围岩变形 中图分类号：ＴＤ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—０９５９（２００７）０３－００７６－０２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｂｒｏｋｅｎ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｒｏｃｋ ｒｏａｄｗａｙ ｉｎ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅ ＷＡＮＧ Ｊｉｎ—ｘｉ。．ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｋａｎｇ ，ＳＵＮ Ｂｏ ．ＬＩ Ｄａ—ｔｕｎ （１．Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ，０５６０３８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｉｎｏ—Ｃｏａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，１１００１５，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｊｉｕｌｏｎｇ Ｍｉｎｅ，Ｆｅｎ ｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｄａｎ，０５６０２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｒｏａｄｗａｙ ｉｎ Ｊｉｌｕｏｎｇ Ｍｉｎｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉ０ｎ ｌａｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅ ｂｒｏｋｅｎ ｓｏｆｔ ｒｏａｄｗａｙ．Ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｗａｙ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｌａｗ ｃａｕｓｅｓ ｗａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｍｅａｎｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｉｎ ｍｉｎｅ ｓｏｆｔ ｒｏｃｋｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ ｍｉｎｅ ｒｏａｄｗａｙ；ｂｒｏｋｅｎ ｓｏｆｔ ｒｏｃｋ；ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ 九龙煤矿是年生产能力１４５万ｔ的大型现代化生产矿井。 道顶板上距２ 煤２６ｍ，巷道底板下距４ 煤１４ｍ左右。巷道 矿井开拓方式为立井分水平开拓，地面标高＋１６０ｍ，第一水 围岩主要以灰黑色砂质泥岩为主，呈厚层状，较破碎，含 平为一６００ｍ，第二水平为一８５０ｍ，采深大是该矿的一大特 钙质及泥质结核，并含有黄铁矿磷片；含植物化石及碎屑， 点。其井田构造比较复杂，地应力很高，巷道围岩节理裂隙 厚８～ｌＯｍ。巷道顶底板柱状图见图１。 发育，破碎变形严重，进行了多次整修。许多巷道变形量 １．２ 原始支护 大，变形速度快，已经影响了正常的使用。特别是在受掘 巷道原设计掘进断面４．５ｍ×３．８５ｍ，采用Ｕ３６钢加锚 进、采动影响时，尤为明显。巷道断面收缩一般在３０％左 网喷支护，ｕ钢排距为６００ｍｍ；锚杆长度为２．Ｏｍ，直径为 右，局部收缩可达６０％以上，严重影响了安全生产。 ２０ｍｍ，间排距均为６００ｒａｍ，２个树脂药卷锚固；喷层采用 １巷道地质条件及原始支护 Ｃ２０混凝土，厚度１５０ｍｍ；巷道断面为１５．１ｍ 。 １．１地质条件 ２巷道破坏变形情况 北二正巷位于一６００ｍ水平，巷道总埋深为７６０ｍ。巷 为了得到破碎软岩巷道的变形特点，分别在北二采区 瓦斯或其它气体成分的影响， 矿井总进风量和矿井总排风 参考文献： 量之比值不得小于９０％。 ［１］ 雷兆忠．矿井易难程度评估的探讨［Ｊ］．煤矿安全，２００４， ５）通风系统要简单，设施要可靠，风流要稳定，各井 （７）． 巷的风速不得超限，并在经济合理范围内，风路阻力分布 ［２］ 江仁川，朱锦良试论矿井通风系统综合评价指标［Ｊ］． 应合理，回风段阻力占系统总阻力不能大于３５％，以保证 煤炭科学技术，１９９４，（８）． 其合理、稳定、可靠。 （责任编辑郑燕凌） 收稿日期：２００６—１２—０９ 作者简介：王金喜（１９７７一），男，黑龙江拜泉人，讲师，现在河北工程大学从事地质工程及软岩支护的教学和研究。 ７６
