AQ10672008矿井风流势力状态预测方法

ICSD备案号：中华人民共和国安全生产行业标准(送审稿)发布AQ/T矿井风流热力状态预测方法MineMerryHeatPredictionStandardAQ/T1067—20082008—11—19发布2009—01—01实施国家安全生产监督管理总局AQ/T1067—20082目录前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅱ1范围………………………………………………………………………………………………………12规范性引用文件…………………………………………………………………………………………13术语和定义………………………………………………………………………………………………14矿井风流热力状态预测的基础资料………………………………………………………………………25矿井风流热力状态预测内容、范围及精度要求……………………………………………………………..46矿井风流热力状态预测方法……………………………………………………………………………..5附录A(规范性附录)井底车场风流热状态预测方法…………………………………………………………6附录B(规范性附录)井巷风流热状态预测方法………...…………………………...………………………8附录C(规范性附录)掘进工作面风流热状态预测方法……………………………………….…………….12附录D(规范性附录)回采工作面风流热状态预测方法……………………………………….…………….14附录E(资料性附录)大型机电设备放热量计算………………………………………………..……………16附录F(资料性附录)矿井微气候基本参数计算………………………………………………..……………18AQ/T1067—20083前言在深部采矿工程中，矿井热环境条件将是制约采矿生产、危及安全和健康的一个重要因素。在新矿井、新水平和新采区的设计中，为了调查清楚投产后的矿井热环境状况，则必须对矿井风流的热力状态进行预测，以为合理地(节能、经济、安全和环保)设计矿井开拓系统、生产系统和生产工艺、通风系统与降温系统提供必要的热力参数，规范矿井风流热力状态预测方法，为此制定本标准。由于矿井热环境条件的复杂性和多变性，致使预测精度受到限制，因此，在选用矿井制冷降温设备时，要有足够的备用量。进行矿井风流热力状态预测，除执行本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范和规定。本标准为推荐性标准。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为规范性附录，附录E、附录F为资料性附录。本标准由国家安全生产监督管理总局提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。本标准负责起草单位：中国煤炭工业劳动保护科学技术委员会。本标准参加起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。本标准主要起草人：李红阳、杨德源、罗海珠、朱锦文AQ/T1067—20084矿井风流热力状态预测方法1范围本标准规定了矿井风流热力状态预测的定义术语、预测的基础资料、内容、范围、精度要求及预测方法。本标准适用于全国井工开采的矿井，包括生产、新建和改、扩建矿井。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改件(不包括堪误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究后确定，是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB50155-1992采暖通风与空气调节术语标准GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范DZ/T0080-1993煤田地球物理测井规范DZ/T0215-2002煤、泥炭地质勘查规范煤矿安全规程(2006年版)3术语和定义GB50155-1992中确立的术语和定义以及下列术语和定义适用于本标准。3.1矿井热源mineheatsource处在井巷中的，并能对风流加热(或吸热)的载热体，称为矿井热源。3.2矿山地热geothermalMine在矿区开采范围内的地热状况，称为矿山地热。3.3地温场geothermalField地层中的温度分布，称为地温场。3.4地温异常区temperatureanomalies地温梯度值，高于或低于正常值(1.6~3.0/100m)℃的地层区域称为地温异常区。3.5地面大气参数groundatmosphericparameters矿区地面空气的参数，包括温度、湿度、风速和气压等，可由矿区附近气象站(台)查出。3.6矿井风流热力状态预测mineMerryheatprediction在新矿井或新水平、新采区设计中，根据矿井的热环境条件，预先计算出基建和投产后矿内风流的热力状态。3.7最热月平均气象参数onaveragethehottestmeteorologicalparameters最热月空气的温度、相对湿度和大气压力的平均值。AQ/T1067—200853.8正向、逆向热力计算positive,thereversethermodynamiccalculation沿风流方向进行的热力计算称为正向热力计算，逆风流方向进行的热力计算称为逆向热力计算。3.9矿内作业场所温度minetemperatureatworkarea在矿井下从事掘进、回采、巷道维护以及设备操作等场所的风流温度(即干球温度)。4矿井风流热力状态预测的基础资料4.1矿区气象资料——调查矿区附近气象站(台)近10年的气温、相对湿度和大气压力历年的月平均值和年平均值；——0~3.2m之间不同深度的温度；——年平均日影响深度；——降水量；——气象站的地理坐标；4.2井田地质地温资料——提供井田的精查地质报告；——井田恒温带的深度，温度，地温梯度；——矿井不同开采深度的地温(深钻孔或浅钻孔测温)，等温线图，地温场分布；——井田地质构造，岩浆活动以及岩层中放射性元素含量；——井田地层和井巷围岩种类、分布及岩石的导热率、密度和比热；4.3矿井水文地质资料——地下水的来源、分布、通道，水量及温度；——矿井涌水量，水温及水质；——矿井排水动力及排水系统；——水沟断面规格；——顶板及两帮淋水情况，水温及水量；4.4地温、岩石热物理参数测试及深部地温预测——参照DZ/T0080-1993煤田地球物理测井规范、DZ/T0215-2002煤、泥炭地质勘查规范；4.5矿井生产技术资料4.5.1矿井开拓系统——开拓系统布置；——矿井生产能力(日产量及年产量)；——矿井服务年限；4.5.2矿井通风系统——风量分配；矿井、采区及采面的通风方式；——矿井主要通风机的功率；AQ/T1067—20086——掘进通风方式及局部通风机的功率。4.5.3矿井运输系统——运输系统布置；——运输方式；——运输动力的容量；——运输量；——日运输作业时间；4.5.4矿井压缩空气供应系统；4.5.5井下冷、热水管道的分布；4.5.6矿井安全情况：瓦斯，火灾，粉尘；4.5.7矿井供电系统——中央变电所、采区变电所及移动变电站的位置和设备容量；——主要机电设备的分布及容量；4.6矿井巷道状况——巷道编号、名称；——井巷的几何尺寸(断面、长度及周长)；——始、终端的标高；——围岩岩性；——围岩初始温度；——井巷通风时间；——断面形状及支护方式；——风量；4.7采掘工作面状况4.7.1回采工作面状况——回采工作面编号、名称；——采面上、下口的标高；——采面长度；——采高；——控顶距；——顶、底板岩性；——围岩初始温度；——日产量；——采面供风量，采面通风方式；——采面内及上、下平巷机电设备的容量(kW)；——采矿方法，回采工艺及顶板管理；——采面内的涌水量及水温；AQ/T1067—20087——采面内每斑的工作人数。4.7.2掘进工作面状况——掘进工作面编号、名称；——掘进工作面的几何尺寸：断面，长度，周长及标高；——围岩岩性；——围岩初始温度；——通风方式，局部通风机功率，供风量，送风距离，风筒直径及材料；——日进尺；——每班工作人数；——掘进及转载设备的容量；——巷道支护方式；——涌水量及水温；——每斑火药耗量。5矿井风流热力状态预测内容、范围及精度要求5.1预测内容预测采掘工作面最热月的风流热力状态参数。5.1.1预测矿井通风系统特征点(井底车场)风流热力状态参数；5.1.2预测矿井通风系统特征点(井巷)风流热力状态参数；5.1.3预测回采工作面出口(距回风道口15m处采面内的运输空间中)的风流热力状态参数(参考《煤矿安全规程》1992年版执行说明)；5.1.4进行逆向热力计算时，预测回采工作面进口(距进风巷3m的采面内)的风流热力状态参数；5.1.5预测掘进通风系统中特征点(风机后、风筒出口及回风巷)的风流热力状态参数；5.1.6预测掘进工作面(距迎头2m处回风流)风流的热力状态参数。5.2预测范围对于新矿井、新水平、新采区设计，要分期(基建期、投产期、达产期、中期和后期)预测矿井风流的热力状态参数。5.3预测精度特征点(井底车场、井巷、掘进工作面及回采工作面)风流温度预测绝对误差≤1.5℃，相对误差不得超过±5%。5.4对风流热力状态参数测试仪器仪表的精度要求5.4.1温度测量：测量范围为-25~+50℃，最小分度值为0.1℃；5.4.2大气压力测量：测量范围为80kPa～120kPa(600～900mmHg)，最小分度值为50Pa；5.4.3风速测量：测量范围：低速为0.2～5m/s，中速为0.4～10m/s,高速为0.8～30m/s；测量精度要求：低速为≤0.2m/s，中速为≤0.4m/s，高速为≤0.8m/s；5.4.4相对湿度测量：测量范围为50～100%，测量精度要求为≤5%。AQ/T1067—200886矿井风流热力状态预测方法采用单线路预测法(主干线路法)，从已知节点(一般以入风井筒的地面井口进风点)开始，顺风流方向，选择一条通往预测终点(一般为回采工作面出口)的主要风路，逐段预测，计算出相关特征点(如井底车场、一翼或采区进风点以及采掘工作面进风点等)的风流热状态参数。6.1预测方法的选用6.1.1按照GB50215-2005标准7.5.2的规定，所采用的预测方法必须经过鉴定的、并经多个矿井的预测验证，证明是可靠的；6.1.2必须调查清楚预测矿井的主要热、湿源和设计(或实际)通风状况；6.1.3在矿井通风网路中的风流汇合点，应考虑汇合风流的影响，计算混合风流的热、湿参数；6.1.4在通风网路解算中，应考虑风流热力状态的变化；6.2井底车场风流热状态预测方法按照规范性附录A进行。6.3井巷风流热状态预测方法按照规范性附录B进行。6.4掘进工作面风流热状态预测方法按照规范性附录C进行。6.5回采工作面风流热状态预测方法按照规范性附录D进行。6.6大型机电设备放热量计算方法按照资料性附录E进行。6.7矿井微气候基本参数计算按照资料性附录F进行。6.8预测结果处理预测完成后，应编制矿井风流热力状态预测报告。预测报告主要内容包括：——预测矿井名称、预测时间、预测人员；——预测目的和要求；——当时矿井通风和生产情况；——列出矿井风流热力状态预测的基础资料；——矿井风流热力状态参数计算；——预测结果分析；——绘制预测矿内风流热状态曲线图；——提出矿井热害防治措施的建议方案。AQ/T1067—20089附录A(规范性附录)井底车场风流热状态预测方法A.1井底车场风流热状态预测方法A.1.1井筒深度H900m时井底车场风流温度t2：)mkcnk(21mklkHg10i)mkcnk(41t22Bp22B22B22B31222Bp22B2，℃….…….(A-1)A.1.2井筒深度H≥900m时井底车场风流温度t2A21DA41t22，℃……………………………………………………….………..(A-2)mkMHDk21cnkA2B2Bp2B2mklk)t21t(MHDkMQgH10iD2B22B21guBBM31式中：t1—地面井口入风温度，℃；t2—井