采礦《礦井通風(fēng)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(2016使用)

1、礦 井 通 風(fēng)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心2016年3月25實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一 通風(fēng)管道點(diǎn)壓測定（2學(xué)時(shí)）.2實(shí)驗(yàn)二 通風(fēng)管道斷面流場系數(shù)及風(fēng)量測定（2學(xué)時(shí)）.4實(shí)驗(yàn)三 管道系數(shù)測定（2學(xué)時(shí)）.8實(shí)驗(yàn)四 風(fēng)機(jī)特性測定（2學(xué)時(shí)）.13實(shí)驗(yàn)五 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及反風(fēng)演習(xí)（4學(xué)時(shí)）.19實(shí)驗(yàn)一 通風(fēng)管道點(diǎn)壓測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容掌握風(fēng)管中點(diǎn)壓測定方法，驗(yàn)證不同通風(fēng)方式（壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)）下，全壓、動(dòng)壓、靜壓間的關(guān)系（即）。要求有數(shù)據(jù)計(jì)算過程。二、實(shí)驗(yàn)方法及儀器1實(shí)驗(yàn)方法（1）采用皮托管壓差計(jì)法本實(shí)驗(yàn)如圖1所示。每臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備同時(shí)容納學(xué)生4-6人，分成兩組，每組2-3人。每組使用抽出

2、段（1、2、3、4），壓入段測點(diǎn)（5，6）各一個(gè)。圖1 點(diǎn)壓測定（2）每組儀器：YYT 1臺(tái)；皮托管2支；膠皮管4支。2實(shí)驗(yàn)步驟（1）將皮托管傳壓頭置于風(fēng)管中心點(diǎn)處，管頭迎著風(fēng)流方向。（2）將儀器控制閥門置于“校正”位置后，調(diào)平儀器底盤（將底盤上的水淮泡調(diào)至指標(biāo)圓環(huán)中央）。（3）根據(jù)測定壓力值大小，選定儀器傾斜系數(shù)（選定時(shí)要有足夠余量，以免酒精溢出。沒有把握時(shí)，選最大系數(shù)，再由大向小調(diào)整，以增加精度。（4）旋動(dòng)零位調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)斜管中酒精液面，使之酒精孤面剛好與零刻度線相切。（5）按所測壓力用膠管連接儀器端口和皮托管相應(yīng)端。（6）開動(dòng)風(fēng)機(jī)，讀取相應(yīng)壓力值。（7）測完上述壓力后，將儀器控制開關(guān)置于

3、校正位置后，更換膠管接法，按上述方法測定其余壓力。注意：測定壓入式三個(gè)壓力時(shí)，將出風(fēng)口閘門關(guān)閉2/3。3實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)（1）為了增加測定的準(zhǔn)確性，儀器內(nèi)的酒精必須經(jīng)常更換，否則，使用前必須對儀器進(jìn)行校正。（2）實(shí)驗(yàn)者必須通曉儀器的原理及結(jié)構(gòu)，具有判明儀器指示是否正常的能力。排出斜管中氣泡時(shí)，要監(jiān)視斜管液面，以免將酒精吹出。（3）連接儀器接口前必須正確判明壓力大小，保證儀器“+”端，接高壓力，“-”端接低壓力。（4）按實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容逐項(xiàng)記錄，儀器讀數(shù)乘以儀器傾斜系數(shù)即所測壓力值，水柱。（5）酒精內(nèi)一般不宜添加顏色。（6）將實(shí)驗(yàn)結(jié)果代入下式，計(jì)算誤差S，一般S的值不應(yīng)超出5%范圍。式中 全壓，帕； 動(dòng)壓，

4、帕；靜壓，帕。4實(shí)驗(yàn)圖表 壓力測項(xiàng)通風(fēng)方式 全 壓動(dòng) 壓靜 壓測點(diǎn)號(hào)碼儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米）壓力（帕）抽出式壓入式實(shí)驗(yàn)二 通風(fēng)管道某斷面流場系數(shù)及風(fēng)量的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容1掌握管道中風(fēng)量測定基本方法；2測定圓形風(fēng)管斷面的流場系數(shù)。要求有數(shù)據(jù)計(jì)算過程。二、實(shí)驗(yàn)方法及儀器1實(shí)驗(yàn)方法：采用等面積圓環(huán)法測定流場系數(shù)。要求每組測定風(fēng)管入風(fēng)段測點(diǎn)1個(gè)。每臺(tái)設(shè)備6人，分兩組。第一組測1點(diǎn)，第二組測3點(diǎn)。使用儀器同實(shí)驗(yàn)一。2實(shí)驗(yàn)步驟（1）儀器調(diào)平、調(diào)零，選擇傾斜系數(shù)。（2）按動(dòng)壓測定連接皮托管與儀器端口（注意：儀器“+”口接全壓；“”口

5、接靜壓）。（3）測點(diǎn)布置見圖2。（4）將出口閘門關(guān)閉2/3。測點(diǎn)位置計(jì)算式為:式中 R第i個(gè)測點(diǎn)圓環(huán)半徑，毫米； R風(fēng)管半徑93，毫米； i從風(fēng)管中心算起圓環(huán)序號(hào)； n等面積圓環(huán)數(shù)（n=3）。（5）進(jìn)行各測點(diǎn)動(dòng)壓測定。各測點(diǎn)位置每次用尺量好（Li）。如圖3所示。此實(shí)驗(yàn)只要求測定與風(fēng)管軸向相垂直的一組測點(diǎn)。為了計(jì)算流場系數(shù)，中心點(diǎn)風(fēng)速也應(yīng)測出。（6）測定大氣壓，溫度數(shù)值。以便計(jì)算空氣密度。三、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)1測點(diǎn)位置尺寸的量取要準(zhǔn)確(用鋼板尺量取）。各點(diǎn)尺寸見表1。2測定中必須使皮托管水平段與風(fēng)管軸向平行。3計(jì)算平均風(fēng)速不應(yīng)包括中心點(diǎn)風(fēng)速。4測定中，風(fēng)流波動(dòng)造成讀值波動(dòng)，屬正?，F(xiàn)象，讀取平均值即可。四

6、、計(jì)算公式1某測點(diǎn)風(fēng)速，米/秒式中 Vi某測點(diǎn)風(fēng)速，米/秒； 空氣密度，Kg/米3； 測點(diǎn)動(dòng)壓，帕。2空氣密度：式中 實(shí)驗(yàn)條件下空氣密度，Kg/米3； P實(shí)驗(yàn)條件下大氣壓力，帕； T實(shí)驗(yàn)條件下空氣絕對溫度，開。3平均風(fēng)速式中 斷面平均風(fēng)速，米/秒； 第i點(diǎn)測定風(fēng)速，米/秒； n 測點(diǎn)總數(shù)，（n=6）4流場系數(shù)計(jì)算式為：式中 流場系數(shù)； 斷面中心點(diǎn)風(fēng)速，米/秒； 斷面平均風(fēng)速，米/秒。5風(fēng)量計(jì)算式 米3/秒式中 斷面平均風(fēng)速，米/秒。S風(fēng)筒斷面積（0.027米2）五、實(shí)驗(yàn)圖表表1 測點(diǎn)位置尺寸（Li）測點(diǎn)號(hào)123中心點(diǎn)456測點(diǎn)圓環(huán)半徑（mm）8566380386685測點(diǎn)位置尺寸（mm）514

7、5087124160169測點(diǎn)尺寸：從皮托管壓蓋頂面到皮托管標(biāo)記點(diǎn)。表2 流場系數(shù)測定記錄測點(diǎn)項(xiàng)目123456中心點(diǎn)儀器傾斜系數(shù)動(dòng)壓讀數(shù)（毫米）動(dòng)壓值（帕）風(fēng)速（米/秒） 大氣壓P= 毫米泵柱， 溫度T= 開，儀器傾斜系數(shù)K=平均風(fēng)速 米/秒；中心點(diǎn)風(fēng)速 米/秒；流場系數(shù) ； 風(fēng)量。實(shí)驗(yàn)三 通風(fēng)管道系數(shù)測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容通風(fēng)管道系數(shù)測定，要求學(xué)生完成一種粗糙度下，雷諾數(shù)，系數(shù)間的定量測定。該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證紊流狀態(tài)下，阻力系數(shù)不變。要求有數(shù)據(jù)計(jì)算過程。二、實(shí)驗(yàn)方法及儀器1實(shí)驗(yàn)方法該實(shí)驗(yàn)布置見圖5，本實(shí)驗(yàn)要求做出1條曲線（），測定摩擦阻力，計(jì)算對應(yīng)的系數(shù)（整流格阻力忽略不計(jì)），調(diào)節(jié)出口閘門開度，調(diào)節(jié)

8、風(fēng)量，改變值。該實(shí)驗(yàn)每臺(tái)設(shè)備一組學(xué)生，用1，3測點(diǎn)。2每組儀器YYT斜管壓力計(jì)，1臺(tái)；皮托管，2支；膠管，3支。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）將儀器調(diào)平、調(diào)零。選擇傾斜系數(shù)（YYT）。（2）皮托管頭與風(fēng)管中線重合，全壓孔朝向風(fēng)流。（3）用膠管按圖5連接儀器與皮托管。（4）將出風(fēng)口閘門全開（此時(shí)風(fēng)量最大）。（5）開動(dòng)風(fēng)機(jī)，讀取測定段靜壓差、及動(dòng)壓（曲線第一點(diǎn)數(shù)據(jù)）。（6）將出口閘門調(diào)到第二位置，重復(fù)前項(xiàng)測定（曲線第二點(diǎn)數(shù)據(jù)）。每次調(diào)小風(fēng)量（關(guān)閉閘門），要適度。以保測點(diǎn)良好分布。（7）依次類推，一條曲線測6個(gè)點(diǎn)（共6組靜壓差及動(dòng)壓數(shù)據(jù)）。三、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)每臺(tái)設(shè)備一組學(xué)生，統(tǒng)一指揮，要互相配合。四、計(jì)算公式（1）測定

9、段摩擦阻力，水柱。 由于1，3兩斷面面積相等，平均動(dòng)壓相等，因此上式中第二項(xiàng)為零，又1，3兩點(diǎn)處同一水平，第三項(xiàng)也等于零；所以（）實(shí)際上就等于。（2）風(fēng)管風(fēng)量由所測動(dòng)壓求算（見實(shí)驗(yàn)二）（3）計(jì)算摩擦風(fēng)阻式中 測定段摩擦阻力，帕； 風(fēng)管風(fēng)量，米3/秒。（4）摩擦阻力系數(shù)式中 風(fēng)管摩擦阻力系數(shù)，牛·秒2/米4； 風(fēng)管摩擦風(fēng)阻牛·秒2/米8；P 風(fēng)管周界（P =0.6米）；L測定段風(fēng)管長度（L=1米）；S風(fēng)管有效斷面積（S=0.027米2）。（5）達(dá)西系數(shù)（采礦專業(yè)）式中 達(dá)西系數(shù)； 空氣密度（=1.293Kg/米3）； 風(fēng)管摩阻系數(shù)，牛·秒2/米4； 風(fēng)管內(nèi)徑（=18

10、6毫米）米。（6）雷諾數(shù)式中 風(fēng)管內(nèi)平均風(fēng)速，米/秒； 風(fēng)管內(nèi)徑，米； 流體粘性運(yùn)動(dòng)系數(shù)（=15·10-6），米2/秒。（7）平均風(fēng)速式中 風(fēng)管內(nèi)平均風(fēng)速，米/秒； 風(fēng)管風(fēng)量，米3/秒；S風(fēng)管斷面積（S=0.027米2）。圖5 通風(fēng)管通道系數(shù)測定（五）實(shí)驗(yàn)圖表表3 風(fēng)管系數(shù)測定記錄測次靜壓（差）風(fēng) 量摩擦阻力摩擦風(fēng)阻摩阻系數(shù)達(dá)西系數(shù)雷諾數(shù)儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力差（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力差（帕）風(fēng)量(米3/秒)平均風(fēng)速(米/秒)1234567 實(shí)驗(yàn)四 風(fēng)機(jī)特性測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行風(fēng)量與風(fēng)機(jī)全壓、功率、效率關(guān)系的三條曲線的實(shí)際測定。使實(shí)驗(yàn)者掌握風(fēng)機(jī)性能測定的原

11、理、儀器、數(shù)據(jù)整理、計(jì)算方法及必要的組織工作。要求有數(shù)據(jù)計(jì)算過程；在同一個(gè)圖中畫出風(fēng)量與風(fēng)機(jī)全壓、功率、效率關(guān)系的三條曲線。二、實(shí)驗(yàn)方法及儀器1實(shí)驗(yàn)方法采用進(jìn)出氣實(shí)驗(yàn)方案（即風(fēng)機(jī)入、出口都有管路）。按國家標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)風(fēng)量測定，使用入口集流器測定風(fēng)量，用在入口整流網(wǎng)上貼紙片的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量（圖紙片直徑為60毫米）。每臺(tái)設(shè)備1組。使用3，5測點(diǎn)。測定風(fēng)機(jī)全壓。圖7 風(fēng)機(jī)特性測定2每組儀器：YYT1臺(tái)；皮托管2支；膠皮管4支。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）將1，3點(diǎn)皮托管傳壓頭置于風(fēng)管中心，迎著風(fēng)流方向，與風(fēng)管中心線重合。（2）儀器調(diào)平、調(diào)零。（3）將出風(fēng)口閘門全開（此時(shí)風(fēng)量最大）。（4）開動(dòng)風(fēng)機(jī)測定集流器靜壓及3

12、，5兩斷面靜壓差，并記錄電流、電壓表的讀數(shù)（曲線第一點(diǎn)數(shù)據(jù)）。（5）在入口整網(wǎng)上貼紙片1片。重測上述數(shù)據(jù)（曲線第二點(diǎn)數(shù)據(jù)）。（6）多次重復(fù)前項(xiàng)內(nèi)容（曲線其余點(diǎn)數(shù)據(jù)）。三、實(shí)驗(yàn)要求（1）風(fēng)量計(jì)算式式中 風(fēng)量，米3/秒；集流器靜壓，帕。（2）風(fēng)機(jī)全壓式中 入排風(fēng)管測點(diǎn)3，5間靜壓差，帕；入排風(fēng)管間平均動(dòng)壓差，帕；入排風(fēng)管間位能差，帕。 實(shí)際上即為風(fēng)機(jī)全壓（3）電機(jī)輸入功率N式中 N電機(jī)輸入功率，千瓦； I線電流，安； U線電壓，千伏；功率因數(shù)（0.85）。（4）風(fēng)機(jī)效率式中 風(fēng)機(jī)效率，%； 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，米3/秒；風(fēng)機(jī)全壓，帕；N電機(jī)輸入率，千瓦；電機(jī)效率（=0.9），%。（五）實(shí)驗(yàn)圖表表4 風(fēng) 機(jī)

13、特 性 測 定項(xiàng)目測值測次靜壓差風(fēng) 量電流(安)電壓(千伏)功率(千瓦)風(fēng)機(jī)效率(%)備注儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力差（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力（帕）風(fēng)量米/秒電機(jī)效率=0.9功率因數(shù)cos=0.851234567實(shí)驗(yàn)五 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及反風(fēng)演習(xí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容熟練掌握采煤工作面通風(fēng)路線；掘進(jìn)工作面通風(fēng)路線；礦井通風(fēng)阻力測定方法；掌握風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量方法；礦井反風(fēng)演習(xí)內(nèi)容。二、實(shí)驗(yàn)方法及儀器1實(shí)驗(yàn)方法通過畢托管測定巷道全壓，動(dòng)壓和靜壓。通過調(diào)節(jié)風(fēng)門實(shí)現(xiàn)礦井反風(fēng)，并測定反風(fēng)風(fēng)量。該實(shí)驗(yàn)每臺(tái)設(shè)備一組學(xué)生，每組4人，用2，3測點(diǎn)。2每組儀器礦井通風(fēng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，一臺(tái)；YYT-2000斜管壓

14、力計(jì)，1臺(tái)；皮托管，2支；膠管，3支。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）將儀器調(diào)平、調(diào)零。選擇傾斜系數(shù)（YYT）。（2）皮托管頭與風(fēng)管中線重合，全壓孔朝向風(fēng)流。（3）用膠管連接儀器與皮托管。（4）開動(dòng)風(fēng)機(jī)，讀取測定點(diǎn)全壓、動(dòng)壓和靜壓。（5）連接膠管，讀取測定段靜壓差。（6）通過調(diào)節(jié)風(fēng)門，使風(fēng)流反向，重新測定該點(diǎn)的動(dòng)壓。（7）設(shè)計(jì)礦井反風(fēng)流程及注意事項(xiàng)。三、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)每臺(tái)設(shè)備一組學(xué)生，統(tǒng)一指揮，要互相配合。四、計(jì)算公式（1）測定段摩擦阻力，水柱。 由于2，3兩斷面面積相等，平均動(dòng)壓相等，因此上式中第二項(xiàng)為零，又2，3兩點(diǎn)處同一水平，第三項(xiàng)也等于零；所以（）實(shí)際上就等于。（2）風(fēng)管風(fēng)量見實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1。（3）計(jì)算摩擦風(fēng)

15、阻式中 測定段摩擦阻力，帕； 風(fēng)管風(fēng)量，米3/秒。（4）摩擦阻力系數(shù)式中 風(fēng)管摩擦阻力系數(shù)，牛·秒2/米4； 風(fēng)管摩擦風(fēng)阻牛·秒2/米8；P 風(fēng)管周界（P =0.5米）；L測定段風(fēng)管長度（L=1米）；S風(fēng)管有效斷面積（S=0.018米2）。五、實(shí)驗(yàn)圖表1 壓力測項(xiàng)通風(fēng)方式 全 壓動(dòng) 壓風(fēng)量靜 壓測點(diǎn)號(hào)碼儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力（帕）儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米）壓力（帕）2抽出式六、實(shí)驗(yàn)圖表2測次靜壓（差）摩擦阻力摩擦風(fēng)阻摩阻系數(shù)測定位置儀器傾斜系數(shù)讀數(shù)(毫米)壓力差（帕）231七、實(shí)驗(yàn)圖表3測次動(dòng) 壓反風(fēng)風(fēng)量反風(fēng)風(fēng)量比測定位置儀器傾斜系數(shù)讀

16、數(shù)(毫米)壓力（帕）21礦井反風(fēng)演習(xí)流程及注意事項(xiàng)第一、礦井反風(fēng)演習(xí)方案流程一、演練時(shí)間：20××年*月*日*午*時(shí)。二、由演練指揮長下達(dá)演習(xí)開始指令。三、調(diào)度室接到井下假定火災(zāi)事故報(bào)告。五、由礦長組織成立礦井反風(fēng)指揮部及領(lǐng)導(dǎo)組。六、由總指揮下達(dá)命令,立即組織井下人員撤離。八、指揮部下達(dá)全礦井反風(fēng)指令。九、配電室切斷井下一切電源。九、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，通風(fēng)組固定防爆門，實(shí)施風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。十、總指揮宣布命令由通風(fēng)部門組織反風(fēng)效果測定。十一、通風(fēng)組測定完畢，指揮部命令恢復(fù)正常通風(fēng)。十二、由通風(fēng)組和供電組配合完成井下恢復(fù)通風(fēng)供電。十三、正常以后，總指揮下達(dá)命令演習(xí)結(jié)束。十四、縣局領(lǐng)導(dǎo)

17、進(jìn)行現(xiàn)場總結(jié)發(fā)言。第二、礦井反風(fēng)演習(xí)方案一、接到事故報(bào)告20××年*月20日*午*點(diǎn)，調(diào)度員接到井下電話匯報(bào)：井底發(fā)生火災(zāi)，隨即迅速向礦長匯報(bào)，礦長接到匯報(bào)立即召集人員到達(dá)監(jiān)控中心，指揮協(xié)調(diào)救援工作。（現(xiàn)場在監(jiān)控中心）場景1：調(diào)度員接到井下事故報(bào)告，并迅速向礦長電話匯報(bào)。場景2:礦長迅速召集人員趕赴監(jiān)控中心現(xiàn)場指揮。場景3：監(jiān)控員密切關(guān)注監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和視頻。二、成立應(yīng)急救援指揮部及領(lǐng)導(dǎo)組礦長現(xiàn)場宣布成立應(yīng)急救援指揮部，礦長任(指揮長)負(fù)責(zé)全面指揮協(xié)調(diào)，總工程師任副組長負(fù)責(zé)反風(fēng)技術(shù)和安全措施保障，機(jī)電副礦長任副組長負(fù)責(zé)供電通訊保障，安全副礦長任副組長負(fù)責(zé)通風(fēng)組對通風(fēng)設(shè)施和通風(fēng)效果檢測，生產(chǎn)副礦長任副組長負(fù)責(zé)現(xiàn)場各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)。三、指揮部研究制定反風(fēng)方案場景1：指揮部查看圖紙，研究確定救援方案。場景2：調(diào)度員電話通知井下各地點(diǎn)人員撤離。場景3：各應(yīng)急小組分頭積極準(zhǔn)備到位，緊張有序。場景4：井口設(shè)立警戒線，警戒牌。四、指揮長下達(dá)反風(fēng)指令場景1：指揮長下達(dá)全礦井反風(fēng)指令。場景2：機(jī)電副礦長長下達(dá)井下斷電指令及回復(fù)。場景3：總工下達(dá)反風(fēng)操作指令。五、實(shí)施反風(fēng)場景1：各環(huán)節(jié)人員迅速到位，固定好防爆門。場景2：風(fēng)機(jī)房值班人員執(zhí)行反風(fēng)操作。場景3：主井口信號(hào)紅旗反向飄動(dòng)。場景4：電話匯報(bào)在規(guī)定時(shí)間反風(fēng)正常實(shí)施。場景