礦井通風阻力測定

礦井通風與安全中國礦業(yè)大學新教師試講主講人：時國慶

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

相關知識點回顧

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

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

1通風阻力測量的內容和意義礦井通風阻力測定工作是通風技術管理的重要內容之一，其目的是通過測定工作準確地獲取礦井通風網絡的基礎參數，如網絡中各條風道的風阻、典型風道的摩擦阻力系數、風量和阻力分布狀況等。從而為礦井通風系統的調整、改造及規(guī)劃設計、均壓防滅火和災變時期風流控制提供可靠的基礎數據。中礦能安科技有限責任公司1通風阻力測量的內容和意義測算風阻井巷風阻是反映礦井通風特性的主要參數，是計算巷道通風阻力的基礎。測算摩擦阻力系數

礦井內典型支護方式巷道的摩擦阻力系數測定，給通風設計提供依據。測算全礦井或采區(qū)的通風阻力分布礦井內部各區(qū)段的通風阻力必須滿足一定的分配比例。中礦能安科技有限責任公司通風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阻阻力測定步驟與方法大致位于巷道中心；尖部迎風；管軸與風向平行。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阻測定數據記錄2用傾斜壓差計測算井巷風阻測定的原理以及數據處理方法2、推導：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空氣柱產生重力壓強之差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阻測定的原理及數據處理方法根據能量方程通過在井巷內預先向膠皮管內打氣，使巷道內的空氣進入皮管內，則皮管內和巷道內的空氣密度相等。則：聯立以上三個公式，則1-2兩側點間的通風阻力：2用傾斜壓差計測算井巷風阻測定的原理及數據處理方法根據通風阻力定律用下式可計算出兩斷面的標準風阻值：3用傾斜壓差計測算井巷的摩擦阻力系數摩擦阻力系數：測算的原理及數據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的巷道。井巷中風流做均勻流動，才僅產生摩擦阻力！3用傾斜壓差計測算井巷風阻、風阻系數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，檢查測試系統氣密性；3.嚴格執(zhí)行測試系統的安裝標準靜壓管、U型管底座水平放置，二者之間的距離符合要求；4.準確測量測點處斷面；5.膠皮管內氣體的置換；6.對于長度短、風流小的斷面，測試時設法增加風量，減小誤差；7.主要巷道測量時應盡量增加兩測點間的距離，減少分段測試積累測定誤差。習題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，通過該巷道的風量是30m3/s,U型壓差計的讀數為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,試計算該巷道的風阻，并將風阻換算成標準值。計算題：習題1解：將上述數據代入通風阻力計算公式得根據通風阻力定律：故風阻值為：換算為標準風阻：4、用氣壓計測算井巷的風阻氣壓計法測算的原理氣壓計測法的原理：根據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，以計算通風阻力。4、用氣壓計測算井巷的風阻測氣壓的儀器與優(yōu)缺點空盒氣壓計礦井通風參數測試儀水銀氣壓計4、用氣壓計測算井巷的風阻兩種測算的方法1）用A和B兩臺氣壓計同時在測試區(qū)間兩端點讀數（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，風速，風量及高程差等；4）代入下式計算通風阻力：21AB針對本例題測點2在地表，可視作v2=0Z5）將風量Q,hr1-2代入通風阻力定律：4用氣壓計測算井巷的風阻基點測量法逐點測量法：在井口或井底車場調好兩臺同型號的精密氣壓計（Ⅰ、Ⅱ），并記錄初始讀數。然后儀器Ⅰ留在原地（設為基點）監(jiān)視大氣壓力變化，每隔一段時間（5~10min）記錄一次讀數，填入自制的數據表中，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，填入數據表中。基點氣壓計Ⅰ氣壓計2移動124用氣壓計測算井巷的風阻基點測量法4用氣壓計測算井巷的風阻用氣壓計測算井巷風阻的注意事項1.合理選擇測試路線、測風點；2.把握好讀數的時間：同時讀數，機器預熱后讀數;3.掌握儀器性能、精度和操作方法；使用近期校準過的儀表；4.使用相同規(guī)格的氣壓計；5.準確測量測點處斷面；6.做大范圍阻力測定時，應盡量縮短測定工作持續(xù)的時間；7.保持通風系統穩(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阻力。該法只測定壓差計讀數和動壓差值，就可以測量出該段的通風阻力，不需要測算位壓，數據的整理比較簡單，測量結果比較精確。所以，在標定井巷風阻計算摩擦阻力系數時，多采用該方法氣壓計法測量通風阻力。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阻力分布的場合。5測算礦井的通風總阻力和總風阻抽出式通風的礦井根據能量方程可知：U型管右側所承受的壓力為：U型管左側所承受的壓力為：5測算礦井的通風總阻力和總風阻抽出式通風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個垂直于風流方向的小眼，再用一根銅管和一圈銅管相連并引出風硐，另一端通過膠皮管和U型壓差計相連。風硐壁壓入式通風的礦井5測算礦井的通風總阻力和總風阻抽風段的阻力根據能量方程壓風段的阻力二式之和，即總阻力為：hr和流向井下的總風流Qm代入阻力定律公式計算不含外部漏風的總風阻；hr和通過主風機的風量Qf計代入阻力定律計算通風動力的工作風阻；QmQf

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

通風阻力測試結果的可靠性檢查∑hi-j——從進風井口至主要通風機風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-