测风员培训课件

1、井巷中风速与风量的测定井巷中风速与风量的测定井巷断面上的风速分布井巷断面上的风速分布测风仪表测风仪表测风方法及步骤测风方法及步骤 四、微风测量四、微风测量 目的：能正确选用测风仪表、能根据巷目的：能正确选用测风仪表、能根据巷道特点选择正确测风方法及步骤并会道特点选择正确测风方法及步骤并会计算、校正。计算、校正。n单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做风量，风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。因此，测量风量时必然测定风速。积。因此，测量风量时必然测定风速。n 规程规程140140条规定：条规定：矿井必须建

2、立测风制度，矿井必须建立测风制度，每每1010天进行一次天进行一次全面测风全面测风。对采掘工作面和其它。对采掘工作面和其它用风地点，应根据实际需要用风地点，应根据实际需要随时测风随时测风，每次测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的结果应记录并写在测风地点的记录牌上。（手册、记录牌上。（手册、报表）报表）n矿井应矿井应根据测风结果根据测风结果采取措施，进行采取措施，进行风量调节。风量调节。n一、井巷断面上的风速分布一、井巷断面上的风速分布n空气在井巷中流动时，风速在巷道断面上的分空气在井巷中流动时，风速在巷道断面上的分布是不均匀的。一般来说，布是不均匀的。一般来说，位于巷道轴心部分位于巷道轴心

3、部分的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小，如图如图1-11-1所示，所示，通常所谓巷道内的风速都是指平通常所谓巷道内的风速都是指平均风速均风速v v均均。n平均风速平均风速v v均均与最大风速与最大风速v v大大的比值叫做巷道的的比值叫做巷道的风风速分布系数（速度场系数），用速分布系数（速度场系数），用K K速速表示表示，其值，其值与井巷粗糙程度有关，与井巷粗糙程度有关，巷道周壁越光滑，巷道周壁越光滑，K K速速就就越大，即断面上的风速分布越均匀越大，即断面上的风速分布越均匀。n据调查，对于砌碹巷道，据调查，对于砌碹巷道，K K速速=0.80.86=0.

4、80.86；木棚支；木棚支护巷道，护巷道，K K速速=0.680.82=0.680.82；无支护巷道，；无支护巷道，K K速速=0.740.81=0.740.81。n n n 图图1-1 1-1 巷道中的风速分布巷道中的风速分布n注意：由于受到井巷断面形状、支护形式、直线注意：由于受到井巷断面形状、支护形式、直线程度及障碍物的影响，程度及障碍物的影响，最大风速不一定正好位于最大风速不一定正好位于井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性。n二、测风仪表二、测风仪表n测量井巷风速的仪表叫测量井巷风速的仪表叫风表，又称风速计。风表，又称风速计。目前，目前，

5、煤矿中常用的风表按结构和原理不同可分为煤矿中常用的风表按结构和原理不同可分为机械机械式、热效式、电子叶轮式和超声波式式、热效式、电子叶轮式和超声波式等几种。等几种。n（一）机械式风表（一）机械式风表n机械式风表机械式风表是目前煤矿使用最广泛的风表。它全是目前煤矿使用最广泛的风表。它全部采用机械结构，多用于测量平均风速，也可以部采用机械结构，多用于测量平均风速，也可以用于点风速的测定。按其感受风力部件的形状不用于点风速的测定。按其感受风力部件的形状不同，又分为同，又分为叶轮式和杯式叶轮式和杯式两种，其中，杯式主要两种，其中，杯式主要用于气象部门，也可用于煤矿井下；叶轮式在煤用于气象部门，也可用于

6、煤矿井下；叶轮式在煤矿中应用广泛，是本节介绍的重点。矿中应用广泛，是本节介绍的重点。n机械叶轮式风表由叶轮、传动蜗轮、蜗杆、计数机械叶轮式风表由叶轮、传动蜗轮、蜗杆、计数器、回零压杆、离合闸板、护壳等构成器、回零压杆、离合闸板、护壳等构成，如图，如图1-2所示。所示。n 图图1-2 机械叶轮式风表机械叶轮式风表n1叶轮；叶轮；2蜗杆轴；蜗杆轴；3计数器；计数器；4离合闸板；离合闸板；5回零压杆；回零压杆；6护壳护壳n风表的叶轮由风表的叶轮由8个铝合金叶片组成，叶片与转轴个铝合金叶片组成，叶片与转轴的垂直平面成一定的角度，当风流吹动叶轮时，的垂直平面成一定的角度，当风流吹动叶轮时，通过传动机构将

7、运动传给计数器通过传动机构将运动传给计数器3，指示出叶轮，指示出叶轮的转速。离合闸板的转速。离合闸板4的作用是使计数器与叶轮轴的作用是使计数器与叶轮轴联结或分开，用来开关计数器。回零压杆联结或分开，用来开关计数器。回零压杆5的作的作用是能够使风表的表针回零。用是能够使风表的表针回零。n风表按风速的测量范围不同分为风表按风速的测量范围不同分为高速风表高速风表（0.825m/s）、中速风表（）、中速风表（0.510m/s）和微）和微（低）速风表（低）速风表（0.35m/s）三种）三种。三种风表的三种风表的结构大致相同，只是结构大致相同，只是叶片的厚度不同，起动风速叶片的厚度不同，起动风速有差异。有

8、差异。n由于风表结构和使用中机件磨损、腐由于风表结构和使用中机件磨损、腐蚀等影响，蚀等影响，通常风表的计数器所指示通常风表的计数器所指示的风速并不是实际风速的风速并不是实际风速，表速（指示，表速（指示风速）风速）v v表表与实际风速（真风速）与实际风速（真风速）v v真真的的关系可用关系可用风表校正曲线风表校正曲线来表示。风表来表示。风表出厂时都附有该风表的校正曲线，出厂时都附有该风表的校正曲线，风风表使用一段时间后，还必须按规定重表使用一段时间后，还必须按规定重新进行新进行检修和校正检修和校正，得出新的风表校，得出新的风表校正曲线正曲线。图。图1-31-3为风表校正曲线示意图。为风表校正曲线

9、示意图。图图1-3 风表校正曲线示意图风表校正曲线示意图n风表的校正曲线还可用下面的表达式来表风表的校正曲线还可用下面的表达式来表示：示：n v真真abv表表 （1-2）n式中式中 v真真真风速，真风速，m/s；n a表明风表启动初速的常数，决定表明风表启动初速的常数，决定于风表转动部件的惯性和摩擦力；于风表转动部件的惯性和摩擦力；n b校正常数，决定于风表的构造尺校正常数，决定于风表的构造尺寸；寸；n v表表风表的指示风速，风表的指示风速，m/s。n目前我国生产和使用的叶轮式风表主要有：目前我国生产和使用的叶轮式风表主要有：DFA2型（中速）、型（中速）、DFA3型（微速）、型（微速）、DF

10、A4型（高速）、型（高速）、AFC121（中、高（中、高速）、速）、EM9（中速）等。机械叶轮式风表（中速）等。机械叶轮式风表的特点是体积小，重量轻，重复性好，使的特点是体积小，重量轻，重复性好，使用及携带方便，测定结果不受气体环境影用及携带方便，测定结果不受气体环境影响；缺点是响；缺点是精度低，读数不直观精度低，读数不直观，不能满，不能满足自动化遥测的需要。足自动化遥测的需要。n（二）热效式风表（二）热效式风表n 我国目前生产的主要是我国目前生产的主要是热球式风速计。热球式风速计。它的测风原理是，一个被加热的物体置于它的测风原理是，一个被加热的物体置于风流中，其温度随风速大小和散热多少而风流

11、中，其温度随风速大小和散热多少而变化，变化，通过测量物体在风流中的温度便可通过测量物体在风流中的温度便可测量风速测量风速。由于只能。由于只能测瞬时风速测瞬时风速，且测风，且测风环境中的灰尘及空气湿度等对它也有一定环境中的灰尘及空气湿度等对它也有一定的影响，所以这种风表使用不太广泛，多的影响，所以这种风表使用不太广泛，多用于微风测量。用于微风测量。n（三）电子叶轮式风表（三）电子叶轮式风表n 电子叶轮式风表由电子叶轮式风表由机械结构的叶轮和数据处理机械结构的叶轮和数据处理显示器组成显示器组成。它的测定原理是，叶轮在风流的作。它的测定原理是，叶轮在风流的作用下旋转，转速与风速成正比，利用叶轮上安装

12、用下旋转，转速与风速成正比，利用叶轮上安装的一些附件，根据的一些附件，根据光电、电感等原理把叶轮的转光电、电感等原理把叶轮的转速转变成电量，利用电子线路实现风速的自动记速转变成电量，利用电子线路实现风速的自动记录和数字显示。录和数字显示。它的特点是读数和携带方便，易它的特点是读数和携带方便，易于实现遥测。如于实现遥测。如MSF1型风速计就是利用电感型风速计就是利用电感变换元件的电子叶轮式风速计。变换元件的电子叶轮式风速计。n（四）超声波风速计（四）超声波风速计n超声波风速计是超声波风速计是利用超声波技术利用超声波技术，通过测量气流通过测量气流的卡蔓涡街频率的卡蔓涡街频率来测来测定风速的仪器，目

13、前主要用于集中定风速的仪器，目前主要用于集中监控系统中的监控系统中的风速传感器。风速传感器。它的特它的特点是结构简单，寿命长，性能稳定，点是结构简单，寿命长，性能稳定，不受风流的影响，精度高，风速测不受风流的影响，精度高，风速测量范围大。量范围大。n三、测风方法及步骤三、测风方法及步骤n（一）测风地点（一）测风地点n井下测风要在井下测风要在测风站测风站内进行，为了准确、内进行，为了准确、全面的测定风速、风量，每个矿井都必须全面的测定风速、风量，每个矿井都必须建立完善的测风制度和分布合理的建立完善的测风制度和分布合理的固定测固定测风站风站。对测风站的要求如下对测风站的要求如下：n（1 1）应在矿

14、井的）应在矿井的总进风、总回风，各水平、总进风、总回风，各水平、各翼的总进风、总回风，各采区和各用风各翼的总进风、总回风，各采区和各用风地点的进、回风巷中设置测风站地点的进、回风巷中设置测风站，但要避，但要避免重复设置。免重复设置。n（2 2）测风站应设在）测风站应设在平直平直的巷道中，其的巷道中，其前后前后各各10m10m范围内不得有风流分叉、断范围内不得有风流分叉、断面变化、障碍物和拐弯等局部阻力面变化、障碍物和拐弯等局部阻力。n（3 3）若测风站位于巷道断面不规整处，）若测风站位于巷道断面不规整处，其其四壁四壁应用其它材料衬壁呈固定形状应用其它材料衬壁呈固定形状断面，断面，长度不得小于长

15、度不得小于4m4m。n（4 4）采煤工作面采煤工作面不设固定的测风站，不设固定的测风站，但必须随工作面的推进但必须随工作面的推进选择支护完选择支护完好、前后无局部阻力物的断面上测好、前后无局部阻力物的断面上测风。风。n（5 5）测风站内应悬挂）测风站内应悬挂测风记录板测风记录板（牌），记录板上写明测风站的（牌），记录板上写明测风站的断断面积、平均风速、风量、空气温度、面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。测定日期以及测定人等项目。n（二）测风方法（二）测风方法n 为了测得平均风速，可采用为了测得平均风速，可采用线路

16、线路法法或或定点法定点法。线路法是风表按一定的线路法是风表按一定的线路均匀移动线路均匀移动，如图，如图1-41-4所示；所示；定点法定点法是将巷道断面分为是将巷道断面分为若干格若干格，风表在每，风表在每一个格内停留相等的时间进行测定一个格内停留相等的时间进行测定，如图如图1-51-5所示，根据断面大小，常用的所示，根据断面大小，常用的有有9 9点法点法、1212点法点法等。等。n图图1-4 线路法测风线路法测风n图图1-5 定点法测风定点法测风n测风时，根据测风时，根据测风员的测风员的站立姿势不同站立姿势不同又分又分为为迎面法迎面法和和侧身法侧身法两种。两种。n迎面法迎面法是测风员面向风流，将

17、手臂伸向前是测风员面向风流，将手臂伸向前方测风方测风。由于测风断面位于人体前方，且。由于测风断面位于人体前方，且人体阻挡了风流，人体阻挡了风流，使风表的使风表的读数值偏小读数值偏小，为了消除人体的影响，需将测得的真风速为了消除人体的影响，需将测得的真风速乘以乘以1.141.14的校正系数的校正系数，才能得到实际风速。，才能得到实际风速。n侧身法侧身法是测风员背向巷道壁站立，手持风表将手是测风员背向巷道壁站立，手持风表将手臂向风臂向风流垂直方向伸直，然后在巷道断面内作流垂直方向伸直，然后在巷道断面内作均均匀移动。匀移动。由于测风员立于测风断面内减少了通风由于测风员立于测风断面内减少了通风面积，从

18、而增大了风速，面积，从而增大了风速，测量结果较实际风速偏测量结果较实际风速偏大大，故需对测得的真风速进行校正。校正系数，故需对测得的真风速进行校正。校正系数K由下式计算：由下式计算：n （1-3）n式中式中 ：S测风站的断面积，测风站的断面积，m2；n 0.4测风员阻挡风流的面积，测风员阻挡风流的面积，m2。n（三）用机械式风表测风步骤（三）用机械式风表测风步骤n（1）测风员进入测风站或待测巷道中，先估测）测风员进入测风站或待测巷道中，先估测风速范围，然后选用风速范围，然后选用相应量程的风表相应量程的风表。n（2）取出风表和秒表，）取出风表和秒表，先将风表指针和秒表回先将风表指针和秒表回零零，

19、然后使，然后使风表叶轮平面迎向风流风表叶轮平面迎向风流，并与风流方，并与风流方向向垂直垂直，待待叶轮转动正常叶轮转动正常后（后（约约2030s），），同时同时打开风表的打开风表的计数器开关和秒表计数器开关和秒表，在，在1min的时间内，的时间内，风表要风表要均匀地走完均匀地走完测量路线测量路线（或测量点），然后（或测量点），然后同时关闭秒表和计数器开关，读取风表指针读数。同时关闭秒表和计数器开关，读取风表指针读数。为保证测定准确，一般为保证测定准确，一般在同一地点要测三次在同一地点要测三次，取，取平均值，并按下式计算表速：平均值，并按下式计算表速：n式中式中 v表表风表测得的表速，风表测得的表

20、速，m/s；n n风表刻度盘的读数，取三次平均值，风表刻度盘的读数，取三次平均值，m；n t测风时间，一般测风时间，一般60s。（3）根据表速查风表校正曲线，求出真风速）根据表速查风表校正曲线，求出真风速v真真。（4）根据测风员的站立姿势，将真风速乘以）根据测风员的站立姿势，将真风速乘以校正系数校正系数K得实际平均风速得实际平均风速v均均，即：，即：n v均均=Kv真真 ，m/s （1-5）n（5）根据测得的平均风速和测风站的断面积，）根据测得的平均风速和测风站的断面积，按下式计算巷道通过的风量：按下式计算巷道通过的风量：n Q=v均均S （1-6）n式中式中 Q测风巷道通过的风量，测风巷道通

21、过的风量，m3/s；n S测风站的断面积，测风站的断面积，m2，按下列公式，按下列公式测算：测算：矩形和梯形巷道：矩形和梯形巷道：S=HB （1-7）三心拱巷道：三心拱巷道： S=B（H0.07B） (1-8)半圆拱巷道：半圆拱巷道： S=B（H0.11B） （1-9）nH巷道净高，巷道净高，m； nB梯形巷道为半高处宽度，拱形巷道为净宽，梯形巷道为半高处宽度，拱形巷道为净宽，m。（四）测风时应注意的问题（四）测风时应注意的问题n（1 1）风表的测量范围风表的测量范围要与所测风速相要与所测风速相适应，避免风速过高、过低造成风表适应，避免风速过高、过低造成风表损坏或测量不准；损坏或测量不准；n（

22、2 2）风表不能距离人体和巷道壁太近风表不能距离人体和巷道壁太近，否则会引起较大误差；否则会引起较大误差；n（3 3）风表）风表叶轮平面要与风流方向垂直叶轮平面要与风流方向垂直，偏角不得超过偏角不得超过1010，在倾斜巷道中测，在倾斜巷道中测风时尤其要注意；风时尤其要注意；n（4 4）按线路法测风时，）按线路法测风时，路线分布要合理路线分布要合理，风表的风表的移动速度要均匀移动速度要均匀，防止忽快忽慢，防止忽快忽慢，造成读数偏差；造成读数偏差；n（5 5）秒表和风表的开关要同步秒表和风表的开关要同步，确保在，确保在1min1min内测完全线路内测完全线路（或测点）；（或测点）；n（6 6）有车

23、辆或行人时，要等其通过后）有车辆或行人时，要等其通过后风流风流稳定时再测；稳定时再测；n（7 7）同一断面测定三次，）同一断面测定三次，三次测得的计数三次测得的计数器读数之差不应超过器读数之差不应超过5%5%，然后取其平均值，然后取其平均值。n例例1-3 在某矿井井下的测风站内测风，测风站的在某矿井井下的测风站内测风，测风站的断面积是断面积是8.4m2，用侧身法测得的三次读数分别，用侧身法测得的三次读数分别为为325、338、340，每次测风时间均是，每次测风时间均是1min。求。求算该测风站的风速和通过测风站的风量各是多少？算该测风站的风速和通过测风站的风量各是多少？（风表校正曲线如图（风表

24、校正曲线如图1-8所示）所示）解：（解：（1）检验三次测量结果的最大误差是否超过检验三次测量结果的最大误差是否超过5%nE=（最大读数最小读数）（最大读数最小读数）/最小读数最小读数100%n =（340325）/325100%n =4.62%5%n三次测量结果的最大误差小于三次测量结果的最大误差小于5%，测量数据精，测量数据精度符合要求。度符合要求。n(2)计算风表的表速计算风表的表速nn =（n1+n2+n3）/3 =（325+328+340）/3 =334m/minnv表表=n/t=334/60=5.57m/sn（3）查风表校正曲线，求真风速查风表校正曲线，求真风速根据根据v表表= 5.57m/s，查图