新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,以后第3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后,必须重新新进行矿井通风阻力测定。
新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,以后第3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后,必须重新新进行矿井通风阻力测定。
【解读】本条是关于进行矿井通风阻力测定的规定。
1.测定矿井通风阻力的目的与意义
风流在井巷中流动,井巷会对风流施加阻力,即为矿井通风阻力(包括摩擦阻力和局部阻力)。通风阻力与通风压力是对立的统一,风流在井巷中流动的过程就是两者互相作用的过程。两者大小相等、方向相反、因次相同。影响矿井通风阻力的因素很多,如巷道的支护形式及光滑程度、断面大小及变化情况、周边长度及巷道长度,以及矿井通风网络的布置、风量分配等。
矿井通风阻力是衡量矿井通风能力的主要指标之一,也是进行矿井通风设计和矿井通风管理的主要依据之一。新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,其目的是衡量新井的通风能力能否满足生产能力的要求;了解新井通风阻力的大小及分布状况,为投产后进行矿井通风管理和提高管理水平提供和积累科学依据。
随着矿井开采活动的进行,结束或新投产了一些采区,报废或新掘了一些巷道,采区分布和巷道布置发生了一些新的变化,通风阻力也会发生变化。因此,每3年至少进行1次矿井通风阻力测定,以便了解巷道支护与维护状况,通风阻力的分布与变化情况,并对矿井风量进行合理调节与分配,满足矿井安全生产要求。
矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后,巷道分布和通风网络发生了变化,通风阻力的大小与分布也必将随之发生变化。必须重新进行矿井通风阻力测定,使矿井通风达到安全可靠和经济合理的要求。
2.矿井通风阻力测定方法
矿井通风阻力测定的方法可分为两类,即压差计法和气压计法。
1)测前准备工作
在进行矿井通风阻力测定之前,首先要明确阻力测定的目的与任务,并做好相关仪器的精度校正和备好所用记录表格等用具;其次按测定范围的大小分成若干小组(每小组由45人组成),预先做好分工,每个人要按分工熟练掌握仪表性能、操作方法和注意事项。
2)选择测量路线和测点
(1)根据测量任务和矿井特点,选择主要干线和必要的次要干线及局部阻力测量地段;对全矿井测量时,应选择风量大、人员仪器容易通过的干线为主要测量路线;可先在通风网路图上大致确定测量地段、路线和测点。
(2)确定测量路线和测点数时,应考虑有可能在一个班内测量完毕。
(3)测点应尽可能不靠近井筒和主要风门,以减少井筒提升和风门开启的影响;两点间的压差应不小于10~20Pa,不大于仪器的量程;测点前后3m支架良好,巷内无堆积物;测点布置在分支、汇流、转弯处和断面变化的地方时,前方不小于巷道宽度的3倍,后方不得小于巷道宽度的8~12倍。
(4)对于不测阻力的风路,也要进行风量测定,以便计算它的风阻和校核风量。
(5)用气压计法时,测点要测量标高或靠近标高点附近;测点应沿风流方向依次编号。
3)测量工作
(1)压差计法。压差计法测量通风阻力的实质是测出风流两点间的势压差和动压差,来计算两点间的通风阻力。
如图2-2-10所示,用橡胶管把设置在测点1与2静压管(或皮托管)分别接引到压差计的“-”、“+”接管。压差计两液面所受压力之差即为压差计的读数。
H测=p1+(Z1-Z2)·ρ1-2·g-p2
式中 p1、p2——分别为起末两测点风流的绝对静压,Pa;
Z1、Z2——分别为两测点的标高,m;
ρ1-2——两测点风流密度的平均值,
按
g——重力加速度,在我国境内可用9.8m/s2。
则两测点间的通风阻力为:
式中 K——压差计读数的精度校正系数。
测定具体方法是从第一个测点开始,在前后两测点处各设置一个静压管,在后测点的下风侧6-8m安设压差计。静压管应设置在风流正常稳定的地点,其尖端应正对风流。压差计应靠近巷道壁安设平稳、调零或记下初读数,避免行人和运输影响。胶管要防止折叠和被水、污物等堵塞。待橡胶管内的空气温度等于巷道内的空气温度后,将短橡胶管一端连接在后测点的静压管上(或皮托管的静压端),另一端接在压差计的"-"端上;长橡胶管的一端接在前测点的静压管上,另一端接在压差计的"+"端上,待压差计液面稳定后读数。如液面波动,可在10~20s内,连续读9~10个值,再求其平均值。
个别情况下,当后测点的风速远小于前测点风速,而测点间通风阻力又不大时,压差计读数可能出现负值。
在测定压差的同时,小组其他人员可分别进行风速、大气条件和其他参数的测量。
按上述方法依次沿测点的顺序进行测量,直到全部路线测完为止。
测点距离较远时,须有联络信号或用通讯电话联系。
测定采煤工作面压差时,仪器应安设在运输平巷内或回风平巷内的不易受运输干扰的地,点,橡胶管沿工作面敷设。若工作面邻近有供行人或通风的小眼,橡胶管可通过小眼敷设。
测定局部阻力时,应在局部阻力物前、后比较稳定的风流中,各设一个测点。
(2)气压计法。气压计法测量通风阻力是用精密气压计测出两测点间的绝对静压差,再加上动压差和位压差,以计算通风阻力。又分为逐点测定法和两测点同时测定法。
①逐点测定法:将两台精密气压计带到井口或井底车场,调好仪器记录初读数。然后将一台仪器留在原地监视大气压力变化以做校正用,由一人每隔10~15min记录一次读数;另一台仪器沿测点顺序分别测出各测点风流的绝对静压。若地面大气压及通风状况发发生变化时,就用原井口或井底车场的气压计计数来进行校正。
②两点同时测定法:将两台精密气压计(Ⅰ、Ⅱ号)同时放在1号测点,调好仪器记录初计数。然后Ⅰ号仪器不动、将Ⅱ号仪器不动,再同时读取两台仪器的计数。如此循环前进直到测完。在测定途中或到达最后一个测点时,两台仪器在同一测点进行校核。此法用两台仪器、两测点的静压值是同时读烽,所以不需要大气压力变化校正。
4)资料整理
对测定资料进行计算与整理是通风阻力测定中的重要工作。在计算之前,需要将原始记录数据,按校正仪表的系数一一校正,再用下列公式分别算有关内容,并填入“矿井通风阻力测定汇总表”中。
(1)空气密度。各测点的空气密度按下式计算:
式中 p——测点空气的绝对静压或大气压力,Pa;
t——测点空气的温度,℃。
⑵断面及周长。测点的巷道断面(S)和周长(U),按巷道形状有关公式计算。
⑶风量计算。测点的风量按下式计算:
式中 V——测点断面的平均风速,m/s。
相邻两点间的风量相差不大或有均匀漏风时用平均风量Q,则
式中各符号的意义同前。
当风速很小(小于4m/s)时,动压差一项可不计。
②用气压计法时,两测点的通风阻力为:
⑹测量路线的总阻力h阻总计算:
测量路线的总阻力h阻总按下式计算:
⑺巷道的风阻R计算:
两测点间测量时的风阻为:
式中 L1-2——两测点间的距离,m。
⑻摩擦阻力因数a计算:
应选择支架、断面S、周长U均不变或变化很小、无弯曲的巷道某一直线段L1-2,把下式等号右边诸参数测量出来,即可计算出该巷道测量时间摩擦阻力系数a测:
表2-2-9矿井通风阻力测定使用的仪器仪表
序号 | 仪器仪表名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
1 | 空盒气压计 | 普通型 | 1 | 附检验证 |
2 | 精密气压计 | GJ—1,WB—1 | 2 | 附检验证 |
3 | 倾斜压差计 | Y—61 | 2 | 附检验证 |
4 | 补偿式微压计 | DJM9型 | 2 | 附检验证 |
5 | 静压管(皮托管) | 2 | 附检验证 | |
6 | 风速表 | 高、中、低速 | 3 | 附校正曲线 |
7 | 热球风速度 | 1 | 附校正曲线 | |
8 | 温度计 | 手摇式、通风式 | 2 | 附检验证 |
9 | 秒表 | 2 | ||
10 | 皮尺、钢卷尺 | 或测绳 | 各1条 | |
11 | 橡皮管 | φ4~5 | 2根 | 150~200m;20~30m |
12 | 玻璃三通、短管 | 若干 | ||
13 | 记录纸、表格 | 若干 | 表格要事先印好 |
表2-2-10巷道参数记录表
测点 | 巷道名称 | 测点位置 | 断面形状 | 支架类型 | 巷道规格 | 测点间距/m | 累计长度/m | 测点标高/m | 备注 | |||||
上宽/m | 下宽/m | 高/m | 拱基高/m | 断面积/㎡ | 周长/m | |||||||||
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表2-2-11巷道参数记录表
测点序号 | 表速/m·s-1 | 实际风速/m·s-1 | 仪器号 | 备注 | ||||
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | ||||
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表2-2-12大气条件记录表
测点序号 | 干温度/℃ | 湿温度/℃ | 干湿温度差/℃ | 相对湿度/% | 大气压力/Pa | 备注 |
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表2-2-13测压计测压记录表
测点序号 | 计数时间 | 计数/Pa | 计数差值/Pa | 测点时间静压差/Pa | 备注 | |
时 | 分 | |||||
表2-2-14压差计测压记录表
测段序号 | 测定地点 | 压差计读数/Pa | 仪器校正系数 | 测点间势能差/Pa | 备注 |
仪器号: |