基點法 測定礦井通風(fēng)阻力

1、基點法 測定礦井通風(fēng)阻力 主講人：楊浩魏 制作人：楊浩魏 張騰飛 一一. .礦井通風(fēng)阻力測定的規(guī)定與目的礦井通風(fēng)阻力測定的規(guī)定與目的 煤礦安全規(guī)程第119條明確規(guī)定：新井投產(chǎn)前新井投產(chǎn)前 必須進(jìn)行必須進(jìn)行1 1次礦井通風(fēng)阻力測定，以后每次礦井通風(fēng)阻力測定，以后每3 3年至少年至少 進(jìn)行進(jìn)行1 1次。礦井轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風(fēng)系次。礦井轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風(fēng)系 統(tǒng)后，必須重新進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測定統(tǒng)后，必須重新進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測定。 礦井通風(fēng)阻力測定的目的： 1)了解通風(fēng)系統(tǒng)中阻力分布情況，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)阻力較 大的區(qū)段和地點，了解礦井井巷的維護(hù)狀況，了解 礦井通風(fēng)能力與潛力，便于正確調(diào)節(jié)風(fēng)

2、量以滿足生 產(chǎn)的需要，確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理地運行； 2)提供緊密結(jié)合礦井實際的井巷通風(fēng)阻力系數(shù)和風(fēng) 阻值，使通風(fēng)設(shè)計與計算更切合實際，使風(fēng)量調(diào)節(jié) 有可靠的依據(jù)； 3)為調(diào)節(jié)風(fēng)壓法控制火災(zāi)提供必須的基礎(chǔ)資料，使 之應(yīng)用更合理、有效； 4)為發(fā)生事故時制定災(zāi)變處理計劃提供重要的基礎(chǔ) 資料； 5)為礦井通風(fēng)自動化及礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化、改造提 供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。 二二. .礦井通風(fēng)阻力測定的方法礦井通風(fēng)阻力測定的方法 主要有兩種：氣壓計法和壓差計法 通常測量范圍小時，可使用氣壓計法和壓差計法； 測量范圍大時，多采用氣壓計法。目前，壓差計 法已基本被淘汰，大部分礦井，特別是大型礦井 多使用省時省力、操作方

3、便的氣壓計法。 氣壓計法又分為：直接計算測定法和修正計算測 定法。修正計算測定法又分四種：比值校正測定 法、深度校正法、同步法和基點法。 三.基點法測定礦井通風(fēng)阻力 1.所用儀器儀表 礦用攜帶式氣壓測定器 2臺 通風(fēng)式干濕球溫度計 1臺 風(fēng)表 3臺 秒表 1個 尺子 1把 CPD2/20型礦用攜帶式氣壓測定器DHM-2型通風(fēng)干濕球溫度計 2.確定測定路線 確定測定路線的原則： 1)選擇風(fēng)量較大且通過回采工作面的主風(fēng)流風(fēng)路作為主測 定路線。 2)選擇路線較長且包含有較多井巷類型和支護(hù)形式的線路 作為主測定路線。 3)選擇沿主風(fēng)流方向且便于測定工作順利進(jìn)行的線路作為 主測定路線。 4)在通風(fēng)系統(tǒng)圖

4、上選擇測定的主要路線和次要路線。同時， 要考慮一個工作班內(nèi)將該路線測完；當(dāng)測定路線較長時，可分 段、分組測定。 2、布置測點 3、精密氣壓計測通風(fēng)阻力的具體操作： （1）檢查儀器檢查電源電壓是否正常，只要打開“總開關(guān)” （向上），按下“電壓”鍵，就可顯示電源電壓值，正常值范 圍為7 11V。充電時不準(zhǔn)超過上限值，（一般到10V即可）， 使用時嚴(yán)禁低于下限值，以免造成電池?fù)p壞。如果電壓較低， 應(yīng)及時充電，充電應(yīng)當(dāng)在地面場所進(jìn)行，充電器直接插在交流 電源上，其上的同心插頭插入儀器充電插座上，這時總開關(guān)應(yīng) 關(guān)閉（向下）。一般每次充電4小時，可供儀器連續(xù)工作24小 時。 （2）預(yù)熱本儀器正式工作前應(yīng)預(yù)

5、熱30分鐘。 （3）選擇標(biāo)高面板上的“標(biāo)高”分成七檔按鍵，使用者在 進(jìn)行“相對”氣壓測量時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇， 否則將顯示過載標(biāo)記“1”。 （4）測定進(jìn)風(fēng)井口的絕對靜壓測絕對壓力時，“標(biāo)高”鍵 必須置于“0”米，然后按下“絕對”鍵，絕對氣壓值=（零位 氣壓值顯示數(shù)字）hPa。（一般儀器出廠時，零位氣壓值一 律校準(zhǔn)在1000hPa）。 （5）調(diào)基標(biāo)高鍵不變，一般將檔位調(diào)到“+3000”，顯示 屏讀數(shù)調(diào)到1900Pa左右，同時讀下干濕溫度計的讀數(shù)，作好 記錄。 （6）一臺氣壓計置于不受風(fēng)流變化影響的地點（基點），另 一臺儀器沿主測路線測定各測點的相對靜壓值，同時記錄好 各測點的干濕溫度

6、計讀數(shù)，風(fēng)速，斷面尺寸及各測點的編號。 4.計算礦井通風(fēng)阻力 （1）測段AB的靜壓差計算 = sABAB hPPPPP 校校 （） 式中：PA 、 PBA,B兩測點上儀器的讀數(shù)值，Pa； P 儀器的基準(zhǔn)及變檔差值校正，（檔位由低 到高是+，由高到低是-；標(biāo)高由0到+變是+gh，由0到-變 是-gh ）Pa； P校A、 P校A 井下校對儀器的讀數(shù)，Pa。 0 .0 0 3 4 8 0 .3 7 8 4)1 s a t PP TP （ （2）測段AB的動壓計算 式中：vA , vBA,B兩測點斷面上的平均風(fēng)速，m/s。 空氣密度的計算 式中： 空氣密度，kg/m3； P空氣絕對靜壓，Pa （3絕=

7、 2絕（ 2讀3讀+ P) P 儀器的基準(zhǔn)及變檔差值校正，Pa； 空氣相對濕度，%； Psat飽和水蒸氣分壓力，Pa； T絕對溫度，K，(T=273+td)； td干球溫度讀數(shù)，。 22 1 2 vAABB hvv （3）測段A-B的位壓差計算 式中： hz 兩測點的位壓差，Pa ； ZA、ZBA、B兩測點的標(biāo)高，m ； A 、B兩測點的空氣密度， kg/m3 ； g 重力加速度，取9.8m/s2。 zAABB hgZgZ （4）兩測點A-B間的通風(fēng)阻力h阻AB為： 式中：h阻AB兩測點A-B間的通風(fēng)阻力，Pa； 主測路線上的礦井通風(fēng)總阻力為： 式中：h阻測礦井通風(fēng)總阻力，Pa。 svzAB

8、hhhh 阻 AB hh 阻阻測 （5）計算實測礦井通風(fēng)阻力的精度 礦井自然風(fēng)壓的計算 其中 礦井的實際阻力： Z () N Hh + =() 2 AB zAB hg ZZ 22 SNj SVN hHH hhH 阻 式中： HS 風(fēng)機(jī)裝置的靜壓，Pa ； hs2風(fēng)機(jī)房的靜壓儀（U型水柱計） 讀數(shù)，Pa； hv2風(fēng)峒中傳壓管處斷面上的速壓，Pa 。 主測路線實測阻力與實際阻力的相對誤差： 1 0 0 % I j j hh h h 阻阻 測 阻 式中： h I主測路線實測阻力與實際阻力間 的相對誤差； h 阻J 礦井實實際阻力，Pa。 若主測路線上阻力測定相對誤差小于5%， 則測定結(jié)果滿足礦井通風(fēng)

9、阻力測定和通風(fēng)系統(tǒng) 分析的精度要求；若不滿足測量精度要求，必 須重新測量。 四四. .基點法測礦井通風(fēng)阻力存在的問題基點法測礦井通風(fēng)阻力存在的問題 基點法測定礦井通風(fēng)阻力具有省時、省力、 速度快的特點。采用基點法測定礦井通風(fēng)阻力 時，由于生產(chǎn)礦井各種客觀條件(一般不可能停 產(chǎn)測阻) 的限制,測算結(jié)果會產(chǎn)生較大的誤差。 在基點法測定中,影響位壓差項位壓差項、速差項速差項和靜壓靜壓 差項差項精度，其主要原因分別是測點標(biāo)高的準(zhǔn)確 性、風(fēng)速和基點的位置,其中靜壓差的精度對于 整個測定工作精度的影響最大。 靜壓差的測量精度的主要影響因素是基點的 選擇。引起井下測點靜壓波動的原因有2 類: 由于地面大氣壓

10、的變化; 井下作業(yè)在礦井風(fēng)網(wǎng) 中引起的局部附加沖擊壓力。不同的基點位置,這 2 個因素對靜壓差有著不同的影響。 當(dāng)基點位于進(jìn)風(fēng)井口附近時,校正氣壓計的讀 數(shù)主要受地面大氣壓變化的影響。地面大氣壓力 的變化與天氣有一定的關(guān)系,并且在1 d 之內(nèi)，其 變化的趨勢和幅度也不同。 當(dāng)基點設(shè)在井底車場附近時,氣壓的波動幅度 較大,并且有突變的情況發(fā)生。產(chǎn)生這種情況的原 因在于,井底車場附近的氣壓除受地面大氣壓力波 動的直接影響外,還會受到井下不同形式擾動的影 響。 當(dāng)基點設(shè)在采區(qū)下部車場不受運輸影響的巷 道內(nèi)時,如果不考慮采區(qū)內(nèi)風(fēng)門的開啟和關(guān)閉的 影響,基點氣壓計的波動和采區(qū)內(nèi)測點氣壓的波 動在趨勢和時

11、間上基本一致。這是由于在采區(qū)內(nèi) 部受到的運輸干擾較少,產(chǎn)生壓力躍階的因素減 少;同時,基點和測點的距離較近,基點氣壓延遲 效應(yīng)降低,從而使二者的波動一致。在回風(fēng)系統(tǒng) 的測定中,將基點設(shè)在采區(qū)上部回風(fēng)大巷起點附 近,也具有類似的結(jié)果。 采用基點法測定時，需要將一臺氣壓計放于基點， 井下氣壓計在讀數(shù)時用它來觀測地面大氣壓的變化值， 然后按照觀測出的大氣壓的變化值，對測點氣壓計的讀 數(shù)進(jìn)行修正，計算出兩測點的靜壓差?；c是設(shè)在地面 還是設(shè)在井下能較準(zhǔn)確的反映出大氣壓的變化值？有的 文獻(xiàn)認(rèn)為：礦井的通風(fēng)狀況是變化的；井下大氣壓 的變化有時候滯后于地面大氣壓的變化，在同一時間內(nèi) 變化幅度也與地面不同。然

12、而，井底車場空氣的性質(zhì)容 易受井筒內(nèi)罐籠的上下運行，大巷內(nèi)電機(jī)車來回運行的 影響，而且這些影響是不可避免的。通過地面和井底車 場同時做基點，對于井下大氣壓的變化有時滯后于地面 大氣壓的變化，在同一時間內(nèi)變化幅度與地面不同造成 的這個差值與運輸設(shè)備干擾引起的儀器讀數(shù)的波動相比 要小得多。 綜合以上討論,用基點法進(jìn)行礦井阻力測定 時,由于井下風(fēng)流的非定常性和前后測點讀數(shù)的 非同時性,從理論上講誤差存在是必然的。要降 低測定的誤差,就必須從這2 個方面入手。為此, 阻力測定應(yīng)該在人員活動少、運輸量輕的檢修 班進(jìn)行。將進(jìn)風(fēng)井到出風(fēng)井的阻力測定路線分 為3段,即進(jìn)風(fēng)段、用風(fēng)段和回風(fēng)段。從入風(fēng)井 到采區(qū)下部車場為進(jìn)風(fēng)段,在這一測段,由于礦 井的運輸和提升設(shè)備對測定結(jié)果的影響大于大 氣壓力波動滯后的影響,因此,一般基點應(yīng)設(shè)在 進(jìn)風(fēng)井口附近。對于特別深的礦井或者進(jìn)風(fēng)線 路特別長的礦井,可考慮將基點設(shè)在井底車場附 近。 在采區(qū)下部車場到總回風(fēng)巷的用風(fēng)段測定中, 可將基點設(shè)在采區(qū)下部車場不受運輸影響的地 點,以縮短基點和測點間的距離。同時,為了消 除