測風(fēng)員培訓(xùn)課件

測風(fēng)員培訓(xùn)課件井巷中風(fēng)速與風(fēng)量得測定

主要內(nèi)容:一、井巷斷面上得風(fēng)速分布二、測風(fēng)儀表三、測風(fēng)方法及步驟四、微風(fēng)測量目得:能正確選用測風(fēng)儀表、能根據(jù)巷道特點(diǎn)選擇正確測風(fēng)方法及步驟并會計(jì)算、校正。概述單位時(shí)間內(nèi)通過井巷斷面得空氣體積叫做風(fēng)量,她等于井巷得斷面積與通過井巷得平均風(fēng)速得乘積。因此,測量風(fēng)量時(shí)必然測定風(fēng)速。

《規(guī)程》140條規(guī)定:礦井必須建立測風(fēng)制度,每10天進(jìn)行一次全面測風(fēng)。對采掘工作面和其她用風(fēng)地點(diǎn),應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)測風(fēng),每次測風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫在測風(fēng)地點(diǎn)得記錄牌上。(手冊、報(bào)表)礦井應(yīng)根據(jù)測風(fēng)結(jié)果采取措施,進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。一、井巷斷面上得風(fēng)速分布空氣在井巷中流動時(shí),風(fēng)速在巷道斷面上得分布就是不均勻得。一般來說,位于巷道軸心部分得風(fēng)速最大,靠近巷道周壁部分得風(fēng)速最小,如圖1-1所示,通常所謂巷道內(nèi)得風(fēng)速都就是指平均風(fēng)速v均。平均風(fēng)速v均與最大風(fēng)速v大得比值叫做巷道得風(fēng)速分布系數(shù)(速度場系數(shù)),用K速表示,其值與井巷粗糙程度有關(guān),巷道周壁越光滑,K速就越大,即斷面上得風(fēng)速分布越均勻。據(jù)調(diào)查,對于砌碹巷道,K速=0、8~0、86;木棚支護(hù)巷道,K速=0、68~0、82;無支護(hù)巷道,K速=0、74~0、81。

圖1-1巷道中得風(fēng)速分布注意:由于受到井巷斷面形狀、支護(hù)形式、直線程度及障礙物得影響,最大風(fēng)速不一定正好位于井巷得中軸線上,風(fēng)速分布也不一定具有對稱性。二、測風(fēng)儀表測量井巷風(fēng)速得儀表叫風(fēng)表,又稱風(fēng)速計(jì)。目前,煤礦中常用得風(fēng)表按結(jié)構(gòu)和原理不同可分為機(jī)械式、熱效式、電子葉輪式和超聲波式等幾種。(一)機(jī)械式風(fēng)表機(jī)械式風(fēng)表就是目前煤礦使用最廣泛得風(fēng)表。她全部采用機(jī)械結(jié)構(gòu),多用于測量平均風(fēng)速,也可以用于點(diǎn)風(fēng)速得測定。按其感受風(fēng)力部件得形狀不同,又分為葉輪式和杯式兩種,其中,杯式主要用于氣象部門,也可用于煤礦井下;葉輪式在煤礦中應(yīng)用廣泛,就是本節(jié)介紹得重點(diǎn)。機(jī)械葉輪式風(fēng)表由葉輪、傳動蝸輪、蝸桿、計(jì)數(shù)器、回零壓桿、離合閘板、護(hù)殼等構(gòu)成,如圖1-2所示。圖1-2機(jī)械葉輪式風(fēng)表1—葉輪;2—蝸桿軸;3—計(jì)數(shù)器;4—離合閘板;5—回零壓桿;6—護(hù)殼風(fēng)表得葉輪由8個(gè)鋁合金葉片組成,葉片與轉(zhuǎn)軸得垂直平面成一定得角度,當(dāng)風(fēng)流吹動葉輪時(shí),通過傳動機(jī)構(gòu)將運(yùn)動傳給計(jì)數(shù)器3,指示出葉輪得轉(zhuǎn)速。離合閘板4得作用就是使計(jì)數(shù)器與葉輪軸聯(lián)結(jié)或分開,用來開關(guān)計(jì)數(shù)器?；亓銐簵U5得作用就是能夠使風(fēng)表得表針回零。風(fēng)表按風(fēng)速得測量范圍不同分為高速風(fēng)表(0、8~25m/s)、中速風(fēng)表(0、5~10m/s)和微(低)速風(fēng)表(0、3~5m/s)三種。三種風(fēng)表得結(jié)構(gòu)大致相同,只就是葉片得厚度不同,起動風(fēng)速有差異。由于風(fēng)表結(jié)構(gòu)和使用中機(jī)件磨損、腐蝕等影響,通常風(fēng)表得計(jì)數(shù)器所指示得風(fēng)速并不就是實(shí)際風(fēng)速,表速(指示風(fēng)速)v表與實(shí)際風(fēng)速(真風(fēng)速)v真得關(guān)系可用風(fēng)表校正曲線來表示。風(fēng)表出廠時(shí)都附有該風(fēng)表得校正曲線,風(fēng)表使用一段時(shí)間后,還必須按規(guī)定重新進(jìn)行檢修和校正,得出新得風(fēng)表校正曲線。圖1-3為風(fēng)表校正曲線示意圖。大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜圖1-3風(fēng)表校正曲線示意圖風(fēng)表得校正曲線還可用下面得表達(dá)式來表示:

v真＝a＋bv表(1-2)式中v真——真風(fēng)速,m/s;

a——表明風(fēng)表啟動初速得常數(shù),決定于風(fēng)表轉(zhuǎn)動部件得慣性和摩擦力;

b——校正常數(shù),決定于風(fēng)表得構(gòu)造尺寸;

v表——風(fēng)表得指示風(fēng)速,m/s。目前我國生產(chǎn)和使用得葉輪式風(fēng)表主要有:DFA—2型(中速)、DFA—3型(微速)、DFA—4型(高速)、AFC—121(中、高速)、EM9(中速)等。機(jī)械葉輪式風(fēng)表得特點(diǎn)就是體積小,重量輕,重復(fù)性好,使用及攜帶方便,測定結(jié)果不受氣體環(huán)境影響;缺點(diǎn)就是精度低,讀數(shù)不直觀,不能滿足自動化遙測得需要。(二)熱效式風(fēng)表我國目前生產(chǎn)得主要就是熱球式風(fēng)速計(jì)。她得測風(fēng)原理就是,一個(gè)被加熱得物體置于風(fēng)流中,其溫度隨風(fēng)速大小和散熱多少而變化,通過測量物體在風(fēng)流中得溫度便可測量風(fēng)速。由于只能測瞬時(shí)風(fēng)速,且測風(fēng)環(huán)境中得灰塵及空氣濕度等對她也有一定得影響,所以這種風(fēng)表使用不太廣泛,多用于微風(fēng)測量。(三)電子葉輪式風(fēng)表電子葉輪式風(fēng)表由機(jī)械結(jié)構(gòu)得葉輪和數(shù)據(jù)處理顯示器組成。她得測定原理就是,葉輪在風(fēng)流得作用下旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比,利用葉輪上安裝得一些附件,根據(jù)光電、電感等原理把葉輪得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成電量,利用電子線路實(shí)現(xiàn)風(fēng)速得自動記錄和數(shù)字顯示。她得特點(diǎn)就是讀數(shù)和攜帶方便,易于實(shí)現(xiàn)遙測。如MSF—1型風(fēng)速計(jì)就就是利用電感變換元件得電子葉輪式風(fēng)速計(jì)。(四)超聲波風(fēng)速計(jì)超聲波風(fēng)速計(jì)就是利用超聲波技術(shù),通過測量氣流得卡蔓渦街頻率來測定風(fēng)速得儀器,目前主要用于集中監(jiān)控系統(tǒng)中得風(fēng)速傳感器。她得特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單,壽命長,性能穩(wěn)定,不受風(fēng)流得影響,精度高,風(fēng)速測量范圍大。三、測風(fēng)方法及步驟(一)測風(fēng)地點(diǎn)井下測風(fēng)要在測風(fēng)站內(nèi)進(jìn)行,為了準(zhǔn)確、全面得測定風(fēng)速、風(fēng)量,每個(gè)礦井都必須建立完善得測風(fēng)制度和分布合理得固定測風(fēng)站。對測風(fēng)站得要求如下:(1)應(yīng)在礦井得總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng),各水平、各翼得總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng),各采區(qū)和各用風(fēng)地點(diǎn)得進(jìn)、回風(fēng)巷中設(shè)置測風(fēng)站,但要避免重復(fù)設(shè)置。(2)測風(fēng)站應(yīng)設(shè)在平直得巷道中,其前后各10m范圍內(nèi)不得有風(fēng)流分叉、斷面變化、障礙物和拐彎等局部阻力。(3)若測風(fēng)站位于巷道斷面不規(guī)整處,其四壁應(yīng)用其她材料襯壁呈固定形狀斷面,長度不得小于4m。(4)采煤工作面不設(shè)固定得測風(fēng)站,但必須隨工作面得推進(jìn)選擇支護(hù)完好、前后無局部阻力物得斷面上測風(fēng)。(5)測風(fēng)站內(nèi)應(yīng)懸掛測風(fēng)記錄板(牌),記錄板上寫明測風(fēng)站得斷面積、平均風(fēng)速、風(fēng)量、空氣溫度、大氣壓力、瓦斯和二氧化碳濃度、測定日期以及測定人等項(xiàng)目。(二)測風(fēng)方法為了測得平均風(fēng)速,可采用線路法或定點(diǎn)法。線路法就是風(fēng)表按一定得線路均勻移動,如圖1-4所示;定點(diǎn)法就是將巷道斷面分為若干格,風(fēng)表在每一個(gè)格內(nèi)停留相等得時(shí)間進(jìn)行測定,如圖1-5所示,根據(jù)斷面大小,常用得有9點(diǎn)法、12點(diǎn)法等。圖1-4線路法測風(fēng)圖1-5定點(diǎn)法測風(fēng)測風(fēng)時(shí),根據(jù)測風(fēng)員得站立姿勢不同又分為迎面法和側(cè)身法兩種。迎面法就是測風(fēng)員面向風(fēng)流,將手臂伸向前方測風(fēng)。由于測風(fēng)斷面位于人體前方,且人體阻擋了風(fēng)流,使風(fēng)表得讀數(shù)值偏小,為了消除人體得影響,需將測得得真風(fēng)速乘以1、14得校正系數(shù),才能得到實(shí)際風(fēng)速。側(cè)身法就是測風(fēng)員背向巷道壁站立,手持風(fēng)表將手臂向風(fēng)流垂直方向伸直,然后在巷道斷面內(nèi)作均勻移動。由于測風(fēng)員立于測風(fēng)斷面內(nèi)減少了通風(fēng)面積,從而增大了風(fēng)速,測量結(jié)果較實(shí)際風(fēng)速偏大,故需對測得得真風(fēng)速進(jìn)行校正。校正系數(shù)K由下式計(jì)算:

(1-3)式中:S——測風(fēng)站得斷面積,m2;

0、4——測風(fēng)員阻擋風(fēng)流得面積,m2。(三)用機(jī)械式風(fēng)表測風(fēng)步驟(1)測風(fēng)員進(jìn)入測風(fēng)站或待測巷道中,先估測風(fēng)速范圍,然后選用相應(yīng)量程得風(fēng)表。(2)取出風(fēng)表和秒表,先將風(fēng)表指針和秒表回零,然后使風(fēng)表葉輪平面迎向風(fēng)流,并與風(fēng)流方向垂直,待葉輪轉(zhuǎn)動正常后(約20~30s),同時(shí)打開風(fēng)表得計(jì)數(shù)器開關(guān)和秒表,在1min得時(shí)間內(nèi),風(fēng)表要均勻地走完測量路線(或測量點(diǎn)),然后同時(shí)關(guān)閉秒表和計(jì)數(shù)器開關(guān),讀取風(fēng)表指針讀數(shù)。為保證測定準(zhǔn)確,一般在同一地點(diǎn)要測三次,取平均值,并按下式計(jì)算表速:式中v表——風(fēng)表測得得表速,m/s;

n——風(fēng)表刻度盤得讀數(shù),取三次平均值,m;

t——測風(fēng)時(shí)間,一般60s。(3)根據(jù)表速查風(fēng)表校正曲線,求出真風(fēng)速v真。(4)根據(jù)測風(fēng)員得站立姿勢,將真風(fēng)速乘以校正系數(shù)K得實(shí)際平均風(fēng)速v均,即:

v均=Kv真,m/s(1-5)(5)根據(jù)測得得平均風(fēng)速和測風(fēng)站得斷面積,按下式計(jì)算巷道通過得風(fēng)量:

Q=v均S

(1-6)式中Q——測風(fēng)巷道通過得風(fēng)量,m3/s;

S——測風(fēng)站得斷面積,m2,按下列公式測算:矩形和梯形巷道:S=H·B

(1-7)三心拱巷道:S=B(H－0、07B)(1-8)半圓拱巷道:S=B(H－0、11B)(1-9)H——巷道凈高,m;B——梯形巷道為半高處寬度,拱形巷道為凈寬,m。(四)測風(fēng)時(shí)應(yīng)注意得問題(1)風(fēng)表得測量范圍要與所測風(fēng)速相適應(yīng),避免風(fēng)速過高、過低造成風(fēng)表損壞或測量不準(zhǔn);(2)風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近,否則會引起較大誤差;(3)風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直,偏角不得超過10°,在傾斜巷道中測風(fēng)時(shí)尤其要注意;(4)按線路法測風(fēng)時(shí),路線分布要合理,風(fēng)表得移動速度要均勻,防止忽快忽慢,造成讀數(shù)偏差;(5)秒表和風(fēng)表得開關(guān)要同步,確保在1min內(nèi)測完全線路(或測點(diǎn));(6)有車輛或行人時(shí),要等其通過后風(fēng)流穩(wěn)定時(shí)再測;(7)同一斷面測定三次,三次測得得計(jì)數(shù)器讀數(shù)之差不應(yīng)超過5%,然后取其平均值。例1-3在某礦井井下得測風(fēng)站內(nèi)測風(fēng),測風(fēng)站得斷面積就是8、4m2,用側(cè)身法測得得三次讀數(shù)分別為325、338、340,每次測風(fēng)時(shí)間均就是1min。求算該測風(fēng)站得風(fēng)速和通過測風(fēng)站得風(fēng)量各就是多少？(風(fēng)表校正曲線如圖1-8所示)解:(1)檢驗(yàn)三次測量結(jié)果得最大誤差就是否超過5%E=(最大讀數(shù)－最小讀數(shù))/最小讀數(shù)×100%=(340－325)/325×100%=4、62%＜5%三次測量結(jié)果得最大誤差小于5%,測量數(shù)據(jù)精度符合要求。(2)計(jì)算風(fēng)表得表速n=(n1+n2+n3)/3=(325+328+340)/3=334m/minv表=n/t=334/60=5、57m/s(