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1、1 冬季自然风压的合理利用赵玉杰李秀彬李伟民刘守福马 飞自然风压的介绍矿井通风是井工开采的先决条件，其主要目的是稀释井下有毒有害气体并排出，保证井下人员呼吸，提供良好的气候环境。矿井通风动力分为自然条件产生的自然分压和通风机产生的机械风压两种。 矿井自然风压产生的原因是由于空气进风井筒与回风井筒空气柱的重力不同产生的自然压力差。自然风压的大小与进回风两井筒空气的湿度、温度、空气成分和井筒的深度有关。从以上可以看出影响自然风压的主要因素是两井筒的深度和空气柱的温度差。自然风压的原理如下：H自=(01+12)gz1- (34+45)gz2 式中： H自自然风压；01 01 段空气平均密度；z空气柱
2、高度；河南宏福煤业有限公司顺发矿属于鹤煤公司一资源整合矿井，位于郑州荥阳市，现处于建井阶段。矿井进风井井筒深度为446.2 米，回风井井筒深度为446.7 米，矿井安装有FBCDZ NO17 型轴流式风机两台，电机功率为2*90KW 。冬季在采用机械通风情况下，进风井井筒风量大，井筒经常出现结冰，给矿井带来安全隐患。那么名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 2 冬季在矿井停工期间能否利用自然通风方式向井下进行供风呢？我
3、们知道自然风压的特性有自然风压的大小随季节气温的变化而变化，那么自然风压供给矿井风量的大小也是变化的。自然风压的利用和防止：从理论上进行分析， 我们知道影响自然风压的主要因素是两井筒的深度和空气柱的温度差。首先从井筒深度方面看，矿井进风井筒深度为446.2 米，回风井井筒深度为446.7 米，两井筒的深度相差仅有0.5 米，此深度差对自然风压的影响不是很大；再从两个井筒的空气柱温度差考虑：冬季，地面空气温度平均不超过 5，而井下的空气温度却在15左右，特别是冬季回风井筒空气温度井口排出的经常是雾气，这就说明了两井筒的空气柱温度有一定的温度差， 两个井筒能够产生一定的自然风压。虽然井筒深度差不是
4、很大， 但是井筒的实际深度有446 米左右， 根据地温增加理论， 井筒深度越深井下的温度就会越高，所以两井筒有相应的温度差，这就从理论上说明矿井确实存在自然风压。矿井存在自然风压， 但是自然风压产生的风流方向还不能确定。根据自然风压的产生原理公式H自=(01+12)gz1- (34+45)gz2可以进行分析：由于空气是可以压缩的流体，空气在温度比较低的条件下，空气被压缩，单位体积的密度就会增大；温度高的条件下，单位体积的空气密度就会减小，同样深度的井筒，空气温度低， 空气柱平均密度就会增大，产生的空气柱重力当然大于空气温度高平均密度大的空气柱重力。从这个分析可以看名师资料总结 - - -精品资
5、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3 出，冬季自然风压产生的气体流动方向是从进风井筒到回风井筒。通过上面的自然风压产生和在自然风压下气体的流动方向分析，结合我矿目前处于停产，井下需风量不是很大的情况，理论上可以利用自然通风。 那么自然通风的实际情况怎么样呢，在停止机械通风时，自然通风风量有多少？由于我矿目前处于停工期间，井下没有生产工作面，产生的瓦斯量较低，下井人数不多，矿井所需的风量只要不少800m3/min, 就能满足井下供风的需要。在做好
6、充分的安全技术措施后，打开主扇风硐风门， 停止主扇运行，首先在地面主扇风硐进行风量测算，经过测算风量在720 m3/min 左右，出风口空气温度在15。按照我矿目前情况，720m3/min 风量相比于800m3/min 的通风要求有少部分差距，也许自然通风不能使用， 但是考虑地面漏风时，井下的实际风量也许会超过800m3/min 。为进一步准确了解自然通风时井下的实际风量大小， 我们在自然通风进行8 小时，地面空气温度达到当天最高气温时进行风量测算。经过井下实际测算， 采用自然通风时矿井的总进风量为1532.98m3/min ，总回风量为1614.49m3/min ，各用风地点的风量均能满足需
7、要。上述是在地面当天最高气温时进行的测算结果，通过结果可以看出，矿井在停工期间自然风压能够满足需要。当冬季夜间时，地面空气温度与井下空气温度相差会更大，产生的自然风压也会随之增大， 自然通风风量也会随之增大。通过以上分析和实际试名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 4 验可以看出， 在冬季自然风压有助于机械通风，并且自然通风的风量能够达到1620 m3/min 左右，在井下没有生产的情况下完全可以利用自然通风进行矿井井
8、下供风。矿井自然通风的优缺点自然通风产生的风量与风速较机械通风都较小，在冬季， 能够减少进风井筒的结冰量，减少井下安全隐患； 同时可以节约一定的电能，按照我矿FBCDZ NO17 型轴流式风机电机功率2*90KW计算电能，每天消耗的电能为4320 度，即使不能完全停止机械通风，但是根据冬季的自然风压情况，合理的利用自然风压，同样可以节约部分电能。 虽然自然风压产生的风量能够满足井下需要，但是自然风压受空气的湿度、温度、空气成分等条件影响，自然风压不容易控制， 所以在利用自然风压通风时，必须加强井下巷道中风流方向和风量的观察，特别是在井筒中间与井筒垂直的巷道，防止因风量不足引发安全事故。总之，熟悉了解自然风压产生原因、变化规律和影响因素，结合矿井的实际情况正确利用和防止自然风压，能够节约煤炭成本产生经济效益， 同时在冬季能够缓解井筒结冰，产生社会效益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -