巷道局部阻力

1、检验内容及方法项目内容方法测定内容测点静压，测点标高，干、湿温度，风速，测点间长度，井巷断面面积、周长等参数，风门两端静压差压差计法气压计法测定方法倾斜压差计法风压测量、测点间距测量、风速测量、巷道断面积和周长参数测量、大气物理参数测量气压计基点测定法风压测量、测点间距测量、风速测量、巷道断面积和周长参数测量、大气物理参数测量气压计同步测定法风压测量、测点间距测量、风速测量、巷道断面积和周长参数测量、大气物理参数测量风门两侧压差测量在风门两侧用倾斜压差计或精密气压计测试测试静压差或静压力测定结果计算空气密度计算巷道面积和周长计算使用断面仪直接获取巷道面积和周长，或按巷道断面形状，根据测量数据计

2、算其断面面积和周长平均风速计算每测点取三次实际测量风速值，然后求取算数平均值作为该测点的平均风速风量计算动压计算通风阻力计算倾斜压差计两侧点间压力差：倾斜压差计两侧点间通风阻力气压计基点测定法气压计同步测定法巷道风阻计算两侧点间风阻：两点间标准风阻：巷道百米标准风阻：通风路线总阻力：1. 通风阻力参数测试1.1. 通风阻力测定的目的和意义1.1.1. 目的矿井通风阻力是衡量矿井通风状况的主要指标,矿井通风阻力测定是矿井通风技术管理工作的主要内容。煤矿安全规程规定,“新矿井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,以后每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,必须重新进行矿井通风阻力

3、测定”。通过阻力测定可以达到下列目的：1. 通过测定各种类型井巷的通风阻力、风量等，以提供实际的风阻值和摩擦阻力系数值，将其编集成册，作为矿井通风技术管理的基本资料。2. 井巷的风阻是反映井巷通风特性的重要参数，通过测定一定路线的井巷的风压、风量、空气密度等，为构造矿井通风仿真系统提供基础参数。3. 了解现有通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力较大的区段和地点，为了使通风系统更为经济合理，为下一步提出切合实际的改进意见提供依据。4. 作为矿井扩建、延深等提供有关通风设计数据参考依据，为下一步进行通风系统仿真提供依据。1.1.2. 意义井巷的风阻是反映井巷通风特性的重要参数，通风阻力测定的主要内

4、容是通过测定各种类型井巷的通风阻力和风量，以标定它们的标准风阻值和标准摩擦阻力系数值（指井下平均空气密度的对应值），将其编集成册，作为矿井通风技术管理的基本资料。有时为了分析问题，需要沿着某一路线连续测量各区段的通风阻力，以得出整个路线上通风阻力的分配情况。上述测量内容是做好生产矿井通风技术管理工作的基础，也是掌握生产矿井通风情况的重要手段。1.2. 测试方法及原理1.2.1. 测试方法三交河煤矿通风阻力测试采用了倾斜压差计法、精密气压计的同步法以及精密气压计的基点法混合测试，发挥各自测试方法的优势。倾斜压差计法测试阻力直接读数；精密气压计测定的同步法是用精密气压计同时测出两测点间的绝对静压差

5、，再加上动压差和位压差计算通风阻力。倾斜压差计法是在巷道中和两测点各安置一根皮托管，如图21。皮托管布置于巷道中心，为消除速压，需将尖部迎向风流，管轴与风向平行；在末点安放倾斜压差计；同时，用风表在和两测点分别量出表速，还需同时用湿度计和气压计在两测点附近分别测出风流的干、湿球温度和风流的绝对静压，从而测算出两测点的空气密度。将以上测得的基本数据与两测点的净断面积、周长、两测点的距离，连同井巷名称、形状、支护方式等填入阻力测量记录表中。此时压差计所测得的读值是两测点之间的静压差和势能差。1-皮托管 2-胶皮管 3-倾斜压差计 4-风流方向图11 压差计测量示意图倾斜压差计测量方法在铺设胶皮管的

6、工作量较大，费时较多，但在测定过程中无需测点标高，测量精度高，数据整理也较简单。若测量区段内能够铺设胶皮管，我们均采用这种测量方法。根据矿井巷道的类型，支护形式，断面大小，选取阻力测定段巷道，将测定段的阻力转化为类型、支护形式、断面大小相同的巷道的百米风阻，并以此对标准风阻及阻力系数进行标定。在断面规则巷道中由于巷道断面变化小，在压差计法皮托管两端的速压差非常小，可以忽略不计。在断面变化较大的测段还是要求测算速压。精密气压计测定的基点法是在地面设置一台基准精密气压计，本次是在三交河煤矿利用一台精密气压计在井下进行测试，消除大气压的变化。在测试过程中，精密气压计还用于测定所有构筑物两侧的压差。气

7、压计的测量方法则不需要铺设胶管和静压管，省时省力，操作简便，但这种测量需要测点的准确标高，测量精度较差，对国内数十个矿井的测试中，由于测定井巷的测点标高不准确和大气压变化的影响，精密气压计仪器本身性能等因素而导致测量误差较大。故只有在无法收放胶皮管的巷道、井筒、阻力比较大的巷道、构筑物等测量段中我们才采用气压计法。1.2.2. 配备的仪器和用品实测之前所有仪表设备都要进行检修校正，保证完好可用，并确定校正系数。本次测试配备的仪器及用品如下：单管倾斜压差计1台,酒精及滴管；精密气压计1台；高、中、微三种风表（附有校正曲线）； CFJD5、CFJD25风表各1台；皮尺、钢卷尺；胶皮管4根；皮托管两

8、根；干湿球温度计1台；巷道断面及风量记录表、风阻记录表和压力记录表；打气筒及其他辅助工具。1.3. 数据处理与计算当井下实测工作结束后，须将实测数据认真、仔细地整理、计算。(1) 空气密度式中 P 空气的压力， Pa；T 空气的绝对温度， T273.15+ t， K； 空气的相对湿度， ；PS 饱和水蒸汽分压力， Pa。(2) 风量， m3/s式中 S 测点处巷道断面积， m2；V 测点处的平均风速， V=V表(S 0.4)/ S, m/s。(3) 通风阻力 倾斜压差计法用下式计算两测点间的压差：式中 ¾ 测段间的压差或阻力，Pa；h d ¾ 倾斜压差计斜管液面的末读数，

9、mm；h0 ¾ 倾斜压差计斜管液面的初始读数，mm，本次测定h 0 =0；K ¾ 标于弧形板上的斜管倾斜系数；C ¾ 压差计的精度校正系数；¾ 酒精的比重。，¾ 井巷测段始末点密度， kg/m3；、¾ 井巷测段始末点风速， m/s。 基点法式中 ¾ 测段间的压差或阻力，Pa；、 ¾ 井巷测段始末点空气的密度，kg/m3；、 ¾ 井巷测段始末点的风速，m/s； ¾ 气压计读数；¾ 地面大气压变化值。 同步法式中 ¾ 测段间的压差或阻力，Pa；、 ¾ 井巷测段始末点空气

10、的密度，kg/m3；、 ¾ 井巷测段始末点的风速，m/s； ¾ 1气压计在测段内的始末点读数； ¾ 2气压计对应1气压计读数时刻的读数； (4) 巷道风阻巷道标准风阻值：式中 0 井下空气密度的标准值； 0=1.2 kg/m3； 两断面间空气密度的平均值； kg/m3；(5) 巷道百米风阻式中 Rr 所测平直巷道的摩擦风阻，Ns2/m8； 两测点间的距离， m。(6) 摩擦阻力系数：, Ns2 /m4式中 L ¾ 巷道测段的长度， m；U¾ 巷道周界， m。巷道摩擦阻力系数的标准值：1.4. 通风阻力测定的精度检验与误差分析1.4.1. 通风阻

11、力测量的数据处理原则 测段间的风量、断面积和周长取两测点的平均值进行计算。 由于本次测阻持续时间长，每天风量都变化，甚至同一天内，某一测段由于邻近巷道风门的开启或车辆通行，风量发生变化，可能造成节点风量不平衡，测段风量取两测点的平均值。 实测数据明显有误的，按同一条巷道其他测段的结果类推。风量较小的测段，压力差太小，读数误差较大，本测段不具有类推性。 存在有局部阻力的测段不可类推。1.4.2. 通风阻力测定的精度检验由于仪表精度、测定技巧和其它各种因素的影响，测定时总会发生各种误差。如果误差在允许范围以内，则测定结果是可用的。为此，必须对测定结果进行检查校验。 风量检验根据流体连续特性，在空气

12、密度近似不变时，流进汇点或闭合风路的风量应等于流出汇点或闭合风路的风量。则在重要的风流汇合点检验流入和流出该汇点的风量，其误差不应超过风表的允许误差值。 阻力检验根据闭合风路中两个不同方向的风流阻力应当平衡的原则，在检验阻力时，闭合回路经计算的误差如符合精度限值，则阻力测量工作符合要求。由于仪表精度、测定技巧和其它各种因素的影响，测定时总会发生各种误差。为此，必须对测定结果进行检查校验。根据上述原理对主要节点的风量平衡闭合及主要回路的风压平衡闭合进行了检验，基本满足节点及回路平衡定律。1.4.3. 测试误差分析部分巷道风量太小，导致测试误差及少部分巷道无测试数据。如果风量太小，当150m巷道的

13、阻力小于0.1mmH2O即0.98Pa时，通风参数超出仪表量程，不能测试。通风系统非定常，给测试数据整理带来极大困难。造成非定常的原因：一是风门经常被打开，又不能及时关闭；二是巷道行人或行车频繁导致通风断面变化而风速无法稳定。非定常导致不能通过测阻的办法得到矿井通风阻力分布，只能通过计算的办法，而且给一些通风井，盲井等人员不能进入的巷道的阻力计算带来极大困难。1.5. 安全注意事项为了保证测试工作的顺利进行，必须注意以下事项： 测试前，测试人员应熟悉仪器操作； 测试前，所有仪器都应进行校正、检查，保证仪器完好，可正常使用； 每次测阻前后，都将胶皮管放入水池，用打气筒打气，检查胶管是否漏气； 测风人员测风时，必须使用曲线连续测量法，不用定点法。风量对阻力测定的影响非常大，务必准确真实。测风时每测点测三次，如果风流稳定，测试两次即可，取平均值； 收放胶管时应将胶管靠巷道一侧放置，避免过往车辆压坏胶管，应避免胶管接头进水或堵塞，且胶管不要拉得太紧，防止拉断胶管。收胶管时要有顺序缠绕，以利于下次放管； 始末两测点的皮托管短轴必须与风流方向一致； 压差计调平后，接胶管时不要碰动压差计。测量时要等液面稳定后再读数； 测巷道长度时，必须测量