基點(diǎn)法 測定礦井通風(fēng)阻力

1、基點(diǎn)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(diǎn)，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)量以滿足生產(chǎn)的需要，確保

2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行；2)提供緊密結(jié)合礦井實(shí)際的井巷通風(fēng)阻力系數(shù)和風(fēng)阻值，使通風(fēng)設(shè)計(jì)與計(jì)算更切合實(shí)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(shí)制定災(zāi)變處理計(jì)劃提供重要的基礎(chǔ)資料；5)為礦井通風(fēng)自動(dòng)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(jì)法和壓差計(jì)法通常測量范圍小時(shí)，可使用氣壓計(jì)法和壓差計(jì)法；測量范圍大時(shí)，多采用氣壓計(jì)法。目前，壓差計(jì)法已基本被淘汰，大部分礦井，特別是大型礦井多使用省時(shí)省力、操作方便的氣壓計(jì)法。氣壓計(jì)法又分為：直接計(jì)算測定法和修正計(jì)算測

3、定法。修正計(jì)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(diǎn)法。三.基點(diǎn)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(jì) 1臺 風(fēng)表 3臺 秒表 1個(gè) 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(jì)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)圖上選擇測定的主要路線和次要路線。同時(shí)，要考慮一個(gè)工作班內(nèi)將該路線測完；當(dāng)測

4、定路線較長時(shí)，可分段、分組測定。 2、布置測點(diǎn)3、精密氣壓計(jì)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(shí)不準(zhǔn)超過上限值，（一般到10V即可），使用時(shí)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(shí)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(shí)總開關(guān)應(yīng)關(guān)閉（向下）。一般每次充電4小時(shí)，可供儀器連續(xù)工作24小時(shí)。（2）預(yù)熱本儀器正式工作前應(yīng)預(yù)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(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的

5、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(shí)，“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(shí)，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(shí)讀下干濕溫度計(jì)的讀數(shù)，作好記錄。（6）一臺氣壓計(jì)置于不受風(fēng)流變化影響的地點(diǎn)（基點(diǎn)），另一臺儀器沿主測路線測定各測點(diǎn)的相對靜壓值，同時(shí)記錄好各測點(diǎn)的干濕溫度計(jì)讀數(shù)，風(fēng)速，斷面尺寸及各測點(diǎn)的編號。4.計(jì)算礦井通風(fēng)阻力（1）測段AB的靜壓差計(jì)算=sABABhPPPPP校校（）式中：

6、PA 、 PBA,B兩測點(diǎn)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 80 .3 7 84)1s a tPPTP（2）測段AB的動(dòng)壓計(jì)算 式中：vA , vBA,B兩測點(diǎn)斷面上的平均風(fēng)速，m/s?？諝饷芏鹊挠?jì)算式中： 空氣密度，kg/m3； P空氣絕對靜壓，Pa （3絕= 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)； t

7、d干球溫度讀數(shù)，。2212vAABBhvv（3）測段A-B的位壓差計(jì)算式中： hz 兩測點(diǎn)的位壓差，Pa ； ZA、ZBA、B兩測點(diǎn)的標(biāo)高，m ； A 、B兩測點(diǎn)的空氣密度， kg/m3 ； g 重力加速度，取9.8m/s2。zAABBhgZgZ（4）兩測點(diǎn)A-B間的通風(fēng)阻力h阻AB為： 式中：h阻AB兩測點(diǎn)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。 svzABhhhh阻 ABhh阻阻測（5）計(jì)算實(shí)測礦井通風(fēng)阻力的精度 礦井自然風(fēng)壓的計(jì)算其中礦井的實(shí)際阻力：Z()NHh +=()2ABzABhg ZZ22 SNjSVNhHHhhH阻式中： H

8、S 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(jì)） 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(shí)測阻力與實(shí)際阻力的相對誤差：1 0 0 %Ijjhhhh阻阻 測阻式中： h I主測路線實(shí)測阻力與實(shí)際阻力間 的相對誤差； h 阻J 礦井實(shí)實(shí)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)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(diǎn)法測礦井通風(fēng)阻力存在的問題基點(diǎn)法測礦井通風(fēng)阻力存在的問題 基點(diǎn)法測定礦井通風(fēng)阻力具有省時(shí)、省力、速度快的特點(diǎn)。采用基點(diǎn)法測定礦井通風(fēng)阻力時(shí)，由于生產(chǎn)礦井各種客觀條件

9、(一般不可能停產(chǎn)測阻) 的限制,測算結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。在基點(diǎn)法測定中,影響位壓差項(xiàng)位壓差項(xiàng)、速差項(xiàng)速差項(xiàng)和靜壓靜壓差項(xiàng)差項(xiàng)精度，其主要原因分別是測點(diǎn)標(biāo)高的準(zhǔn)確性、風(fēng)速和基點(diǎn)的位置,其中靜壓差的精度對于整個(gè)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(diǎn)的選擇。引起井下測點(diǎn)靜壓波動(dòng)的原因有2 類: 由于地面大氣壓的變化; 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(diǎn)位置,這2 個(gè)因素對靜壓差有著不同的影響。 當(dāng)基點(diǎn)位于進(jìn)風(fēng)井口附近時(shí),校正氣壓計(jì)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(diǎn)

10、設(shè)在井底車場附近時(shí),氣壓的波動(dòng)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(dòng)的直接影響外,還會(huì)受到井下不同形式擾動(dòng)的影響。 當(dāng)基點(diǎn)設(shè)在采區(qū)下部車場不受運(yùn)輸影響的巷道內(nèi)時(shí),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(diǎn)氣壓計(jì)的波動(dòng)和采區(qū)內(nèi)測點(diǎn)氣壓的波動(dòng)在趨勢和時(shí)間上基本一致。這是由于在采區(qū)內(nèi)部受到的運(yùn)輸干擾較少,產(chǎn)生壓力躍階的因素減少;同時(shí),基點(diǎn)和測點(diǎn)的距離較近,基點(diǎn)氣壓延遲效應(yīng)降低,從而使二者的波動(dòng)一致。在回風(fēng)系統(tǒng)的測定中,將基點(diǎn)設(shè)在采區(qū)上部回風(fēng)大巷起點(diǎn)附近,也具有類似的結(jié)果。 采用基點(diǎn)法測定時(shí)，需要將一臺氣壓計(jì)放于基點(diǎn)，井下氣壓計(jì)在讀數(shù)時(shí)用它來觀

11、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(diǎn)氣壓計(jì)的讀數(shù)進(jìn)行修正，計(jì)算出兩測點(diǎn)的靜壓差?；c(diǎn)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(shí)候滯后于地面大氣壓的變化，在同一時(shí)間內(nèi)變化幅度也與地面不同。然而，井底車場空氣的性質(zhì)容易受井筒內(nèi)罐籠的上下運(yùn)行，大巷內(nèi)電機(jī)車來回運(yùn)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(shí)做基點(diǎn)，對于井下大氣壓的變化有時(shí)滯后于地面大氣壓的變化，在同一時(shí)間內(nèi)變化幅度與地面不同造成的這個(gè)差值與運(yùn)輸設(shè)備干擾引起的儀器讀數(shù)的波動(dòng)相比要小得多。 綜合以上討論,用基點(diǎn)法進(jìn)行礦井阻力測定時(shí),由于井下風(fēng)流的非定常性和前后測點(diǎn)讀數(shù)的非同時(shí)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(gè)方面入手。為此,阻力測定應(yīng)該在人員活動(dòng)少、運(yùn)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(yùn)輸和提升設(shè)備對測定結(jié)果的影響大于大氣壓力波動(dòng)滯后的影響,因此,一般基點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)設(shè)在采區(qū)下部車場不受運(yùn)輸影響的地點(diǎn),以縮短基點(diǎn)和測點(diǎn)間的距離。同時(shí),為了消