礦井通風(fēng)阻力測定

礦井通風(fēng)與安全中國礦業(yè)大學(xué)新教師試講主講人：時國慶

中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院二○一一年四月第三章礦井通風(fēng)阻力第三章礦井通風(fēng)阻力通風(fēng)阻力定律和特性41摩擦阻力2局部阻力3通風(fēng)阻力測量√5風(fēng)流的流動狀態(tài)

相關(guān)知識點回顧

第四節(jié)通風(fēng)阻力定律和特性一、通風(fēng)阻力定律：二、井巷的通風(fēng)特性（等積孔）；三、風(fēng)流的功率與電耗

相關(guān)知識點回顧礦井風(fēng)流的能量方程：計算摩擦阻力的計算式：12第五節(jié)通風(fēng)阻力測量用氣壓計法測試井巷風(fēng)阻41用傾斜壓差計法測井巷的風(fēng)阻2用傾斜壓差計法測井巷的摩擦阻力系數(shù)3礦井總通風(fēng)阻力和風(fēng)阻的測量5通風(fēng)阻力測量的內(nèi)容和意義

1通風(fēng)阻力測量的內(nèi)容和意義礦井通風(fēng)阻力測定工作是通風(fēng)技術(shù)管理的重要內(nèi)容之一，其目的是通過測定工作準(zhǔn)確地獲取礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)中各條風(fēng)道的風(fēng)阻、典型風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)、風(fēng)量和阻力分布狀況等。從而為礦井通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整、改造及規(guī)劃設(shè)計、均壓防滅火和災(zāi)變時期風(fēng)流控制提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。中礦能安科技有限責(zé)任公司1通風(fēng)阻力測量的內(nèi)容和意義測算風(fēng)阻井巷風(fēng)阻是反映礦井通風(fēng)特性的主要參數(shù)，是計算巷道通風(fēng)阻力的基礎(chǔ)。測算摩擦阻力系數(shù)

礦井內(nèi)典型支護方式巷道的摩擦阻力系數(shù)測定，給通風(fēng)設(shè)計提供依據(jù)。測算全礦井或采區(qū)的通風(fēng)阻力分布礦井內(nèi)部各區(qū)段的通風(fēng)阻力必須滿足一定的分配比例。中礦能安科技有限責(zé)任公司通風(fēng)阻力的兩類測量方式兩測點分別測靜壓的方法膠皮管和壓差計將兩測點相連的測法2用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻阻力測定步驟與方法大致位于巷道中心；尖部迎風(fēng)；管軸與風(fēng)向平行。測點2后至少10m或測點1前至少20m；底座水平，夾角β；10mV1，ρ1，S1,U1v2，ρ2，S2,U2hre4~6mm2用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻測定數(shù)據(jù)記錄2用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻測定的原理以及數(shù)據(jù)處理方法2、推導(dǎo)：U型管左邊酒精表面所承受的壓力，其值等于斷面1處空氣絕對靜壓與皮管內(nèi)空氣柱產(chǎn)生重力壓強之差U型管右邊酒精表面所承受的壓力，其值等于斷面2處的絕對靜壓將兩邊酒精表面的傾斜距離hre換算成垂直水柱的高度，再換算成Pa值，就是酒精表面間的壓力差值，其應(yīng)等于兩邊酒精液面所承受壓力之差：2用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻測定的原理及數(shù)據(jù)處理方法根據(jù)能量方程通過在井巷內(nèi)預(yù)先向膠皮管內(nèi)打氣，使巷道內(nèi)的空氣進入皮管內(nèi)，則皮管內(nèi)和巷道內(nèi)的空氣密度相等。則：聯(lián)立以上三個公式，則1-2兩側(cè)點間的通風(fēng)阻力：2用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻測定的原理及數(shù)據(jù)處理方法根據(jù)通風(fēng)阻力定律用下式可計算出兩斷面的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻值：3用傾斜壓差計測算井巷的摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)：測算的原理及數(shù)據(jù)處理適用的條件支護方式相同，支護間距相等，斷面和周邊界基本無變化，比較平直，中間無彎道、堆積物和不存在漏風(fēng)的巷道。井巷中風(fēng)流做均勻流動，才僅產(chǎn)生摩擦阻力！3用傾斜壓差計測算井巷風(fēng)阻、風(fēng)阻系數(shù)測定過程中的注意事項1.選定測量區(qū)段和測點靜壓管安置在紊亂風(fēng)流之前，傾斜巷道不宜；2.掌握儀器性能、精度和操作方法；校正儀表，檢查測試系統(tǒng)氣密性；3.嚴(yán)格執(zhí)行測試系統(tǒng)的安裝標(biāo)準(zhǔn)靜壓管、U型管底座水平放置，二者之間的距離符合要求；4.準(zhǔn)確測量測點處斷面；5.膠皮管內(nèi)氣體的置換；6.對于長度短、風(fēng)流小的斷面，測試時設(shè)法增加風(fēng)量，減小誤差；7.主要巷道測量時應(yīng)盡量增加兩測點間的距離，減少分段測試積累測定誤差。習(xí)題1用U型傾斜壓差計測算一條運輸大巷的阻力。該巷道為半圓拱料石砌碹，測點1和測點2處的巷道斷面積為S1=8.8m2，S2=8.0m2，1、2兩測點的間距是300m，通過該巷道的風(fēng)量是30m3/s,U型壓差計的讀數(shù)為L=21.1mm酒精柱，酒精的密度取值0.81×103kg，放置的傾角為30°，精度校正系數(shù)為C=0.98,測點1的空氣密度為ρ1=1.25kg/m3,測點2的空氣密度為ρ2=1.21kg/m3,試計算該巷道的風(fēng)阻，并將風(fēng)阻換算成標(biāo)準(zhǔn)值。計算題：習(xí)題1解：將上述數(shù)據(jù)代入通風(fēng)阻力計算公式得根據(jù)通風(fēng)阻力定律：故風(fēng)阻值為：換算為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻：4、用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻氣壓計法測算的原理氣壓計測法的原理：根據(jù)能量方程通過氣壓計測出兩測點的絕對靜壓并求差，加上動壓差和位壓差，以計算通風(fēng)阻力。4、用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻測氣壓的儀器與優(yōu)缺點空盒氣壓計礦井通風(fēng)參數(shù)測試儀水銀氣壓計4、用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻兩種測算的方法1）用A和B兩臺氣壓計同時在測試區(qū)間兩端點讀數(shù)（雙測點同時測量法）；2）基點測量法，也稱作逐點測量法。4用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻雙測點同時測量法1）將A,B兩臺氣壓計分別放置在測點1和2；2）約定時間，同時讀取1、2兩點的靜壓值即PS1，PS2；3）測壓同時，測算測點的空氣密度，風(fēng)速，風(fēng)量及高程差等；4）代入下式計算通風(fēng)阻力：21AB針對本例題測點2在地表，可視作v2=0Z5）將風(fēng)量Q,hr1-2代入通風(fēng)阻力定律：4用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻基點測量法逐點測量法：在井口或井底車場調(diào)好兩臺同型號的精密氣壓計（Ⅰ、Ⅱ），并記錄初始讀數(shù)。然后儀器Ⅰ留在原地（設(shè)為基點）監(jiān)視大氣壓力變化，每隔一段時間（5~10min）記錄一次讀數(shù)，填入自制的數(shù)據(jù)表中，儀器Ⅱ沿測量路線順序逐個測點記錄測壓時間，并讀取壓力值，填入數(shù)據(jù)表中?；c氣壓計Ⅰ氣壓計2移動124用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻基點測量法4用氣壓計測算井巷的風(fēng)阻用氣壓計測算井巷風(fēng)阻的注意事項1.合理選擇測試路線、測風(fēng)點；2.把握好讀數(shù)的時間：同時讀數(shù)，機器預(yù)熱后讀數(shù);3.掌握儀器性能、精度和操作方法；使用近期校準(zhǔn)過的儀表；4.使用相同規(guī)格的氣壓計；5.準(zhǔn)確測量測點處斷面；6.做大范圍阻力測定時，應(yīng)盡量縮短測定工作持續(xù)的時間；7.保持通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。用傾斜壓差計和氣壓計兩種測算方法對比壓差計法測量通風(fēng)阻力。該法只測定壓差計讀數(shù)和動壓差值，就可以測量出該段的通風(fēng)阻力，不需要測算位壓，數(shù)據(jù)的整理比較簡單，測量結(jié)果比較精確。所以，在標(biāo)定井巷風(fēng)阻計算摩擦阻力系數(shù)時，多采用該方法氣壓計法測量通風(fēng)阻力。該法不需要收放膠皮管和靜壓管，測定工作簡單。但位壓差很難準(zhǔn)確測定，精確度較差，故一般適用于無法收放膠皮管或大范圍測量礦井通風(fēng)阻力分布的場合。5測算礦井的通風(fēng)總阻力和總風(fēng)阻抽出式通風(fēng)的礦井根據(jù)能量方程可知：U型管右側(cè)所承受的壓力為：U型管左側(cè)所承受的壓力為：5測算礦井的通風(fēng)總阻力和總風(fēng)阻抽出式通風(fēng)的礦井采用如圖所示的方法測試hs2,即靠近2斷面的周壁固定一個直徑約為4~6mm的銅管，等距離鉆8個垂直于風(fēng)流方向的小眼，再用一根銅管和一圈銅管相連并引出風(fēng)硐，另一端通過膠皮管和U型壓差計相連。風(fēng)硐壁壓入式通風(fēng)的礦井5測算礦井的通風(fēng)總阻力和總風(fēng)阻抽風(fēng)段的阻力根據(jù)能量方程壓風(fēng)段的阻力二式之和，即總阻力為：hr和流向井下的總風(fēng)流Qm代入阻力定律公式計算不含外部漏風(fēng)的總風(fēng)阻；hr和通過主風(fēng)機的風(fēng)量Qf計代入阻力定律計算通風(fēng)動力的工作風(fēng)阻；QmQf

通風(fēng)阻力測試結(jié)果的可靠性檢查依據(jù)“閉合風(fēng)路中，每條風(fēng)路的通風(fēng)阻力累計值都相等”的原則，如果已經(jīng)測量了兩條以上并聯(lián)風(fēng)路的通風(fēng)阻力，就應(yīng)該可以相互檢驗，其兩者相差不應(yīng)超過5%，假使測定時只需要測定一條路線，為了校驗，也應(yīng)盡可能再選擇一條路線最短而又與之并聯(lián)的風(fēng)路，測量它的通風(fēng)阻力以便校驗。測量全礦井的通風(fēng)阻力時，最好利用通風(fēng)機房內(nèi)設(shè)置的壓差計讀數(shù)校驗，通過壓差計讀數(shù)及測定風(fēng)機入口處的動壓和礦井的自然風(fēng)壓，計算出全礦井的通風(fēng)阻力，再與分段測量累計的全礦井總阻力相比較，其誤差不應(yīng)大于5%。檢驗的方法

通風(fēng)阻力測試結(jié)果的可靠性檢查∑hi-j——從進風(fēng)井口至主要通風(fēng)機風(fēng)硐靜壓管口的某條通路分支阻力累加值，Pa；hrm——通路總阻值。檢驗的公式課后習(xí)題用膠皮管和水柱計測量巷道1、2兩點之間的靜壓差為20mmH2O，如圖3-