矿井通风阻力测定方法讲义

2020年5月28日星期四通风阻力测试讲义-马恒1/36矿井通风阻力测定方法讲义辽宁工程技术大学马恒2020年5月28日星期四2/36通风阻力测试讲义-马恒前言目前对于通风阻力测试的标准是MT/T440-2008已对原有MT/T440-2008标准进行了修订，为《中华人民共和国安全生产行业标准》——MT/T440-2008代替MT/T440-1995。2010年7月1日起实施。本修定标准由国家安全生产监督管理总局提出；本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。本标准修定单位：煤炭科学研究总院抚顺分院，辽宁工程技术大学。本标准主要起草人：梁运涛，富奎聚，刘剑，马恒，李雨成，贾廷贵2020年5月28日星期四3/36通风阻力测试讲义-马恒主要变化如下（详见矿井通风测试标准修订说明.doc）——增加了规范性引用文件条款。——增加了第5条测定内容，对局部阻力测定，风门压差测定进行了补充。——对测定方法行了完善与修订。——对测定结果计算进行了补充与修订。——按现场实践经验对附表A的记录整理表重新进行了设计。本标准的附录A为资料性附录。前言2020年5月28日星期四4/36通风阻力测试讲义-马恒主要内容矿井通风阻力测定的目的意义测定用仪器测定内容测定方法测定步骤测定结果计算和处理。2020年5月28日星期四5/36通风阻力测试讲义-马恒1.通风阻力测定的目的和意义《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测定。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，为网络解算等提供基础参数。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优化等提供依据。2020年5月28日星期四6/36通风阻力测试讲义-马恒2.测试用仪器精密气压计、倾斜压差计、干湿温度计、皮托管、低速风速表、中速风速表、高速风速表、秒表、钢卷尺、橡胶管(或塑胶管)、橡胶管接头、断面仪、激光测距仪。以上测定仪器均应检定，并在有效期内使用2020年5月28日星期四7/36通风阻力测试讲义-马恒4.测试内容矿井通风阻力测定包括井巷摩擦阻力测定和局部阻力测定。测点的静压，测点的标高，主要井巷摩擦阻力、局部阻力、干温度、湿温度、风速、测点间长度、井巷断面面积、周长等通风参数，以及风门两端静压差。2020年5月28日星期四8/36通风阻力测试讲义-马恒5.测定方法5.2测点选择首先在通风系统图上按选定测定路线布置测点，然后再按井下实际情况确定最终测点位置，并作标记。5.1测定路线选择在通风系统图上选择测定的主要路线和次要路线。选择的测定路线须包含矿井最大阻力路线。当测定一条较长巷道时，可分段测定。2020年5月28日星期四9/36通风阻力测试讲义-马恒在阻力测试过程中，为了方便对测试数据的查询、辨别和数据处理，对众多测点最好要有一个统一的命名规则，例如：D*-*：字母D表示测段点，第一个数字表示第*天测试，第二个数字表示当天的第*个测点，如D1-3表示倾斜压差计测试区段第1天的第3个测点；F*-*：字母F表示测风点，第一个数字表示第*天测试，第二个数字表示当天的第*个测点，如F2-5表示倾斜压差计测试区段第2天的第5个测点；V*-*：字母V表示精密气压计测点，第一个数字表示第*天测试，第二个数字表示当天的第*个测点，如V3-6表示倾斜压差计测试区段第3天的第6个测点。5.2测点选择2020年5月28日星期四10/36通风阻力测试讲义-马恒中央并列式主要通风路线主井副井风井2020年5月28日星期四11/36通风阻力测试讲义-马恒选择测点时应满足下列要求：1)测点应在分风点或汇风点前(或后)处选定。选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；2)需要在巷道转弯处、断面变化大的地方选点时，选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；3)测点前、后3内巷道应支护良好，巷道内无堆积物；4)两测点间的压差：倾斜压差计法应不小于5；气压计法应不小于20；5)测试巷摩擦风阻力时，两测点之间不应有分风点或汇风点；6)测试巷道局部阻力时，测点应在分风点或汇风点前(或后)3～8倍巷道宽度范围内进行。2020年5月28日星期四12/36通风阻力测试讲义-马恒5.测定方法5.3具体测定方法1）倾斜压差计法2）气压计基点测定法3）气压计同步测定法2020年5月28日星期四13/36通风阻力测试讲义-马恒1）风压测量：倾斜压差计法风压测量是在巷道中①和②两测点各安置一根皮托管，如图2-1。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②安放倾斜压差计；同时，用风表在①和②两测点分别量出风速，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。此时压差计所测得的数值是两测点之间的静压差和势能差。优点：测定过程无需测点标高，测量精度高（同步性），数据整理也较简单。倾斜压差计法2020年5月28日星期四14/36通风阻力测试讲义-马恒βz123①②+-42020年5月28日星期四15/36通风阻力测试讲义-马恒倾斜压差计法2）测点间距测量：利用钢卷尺（或利用铺设的胶管长度）或激光测距仪测量。3）风速测量：在测点用风速表测量风速，应测量三次，计算其平均值作为该测点的风速值。(一般情况测试两次即可，九点法或S曲线测试均可。)2020年5月28日星期四16/36通风阻力测试讲义-马恒倾斜压差计法4)大气物理参数测量：用气压计测量大气压；通风干湿温度计测量空气的干球温度和湿球温度，计算密度。2020年5月28日星期四17/36通风阻力测试讲义-马恒2020年5月28日星期四18/36通风阻力测试讲义-马恒断面仪适用于井下巷道或非井下隧道的开挖断面检测、工程限界验收检测、以及巷道或隧道的断面形变检测等场合之中。也可用于小于60米以内的建筑物距离的检测、或类似的其他条件的检测应用中。如正在开发的公路、铁路路基土石方快速测算,桥梁静载测试,护坡挡土墙的验收检测等工作。激光测距仪2020年5月28日星期四19/36通风阻力测试讲义-马恒气压计基点测定法1)风压测量在井口或井底车场调试好两台精密气压计(I、II)，并记录初始读数。仪器I留在原地监视大气压变化，每隔10分钟记录一次读数，仪器II按测点顺序分别测出各测点风流的相对基点的静压。2)其他参数测量风速测量、大气物理参数测量、巷道断面积和周长测量、测点间距离测量同倾斜压差计法。2020年5月28日星期四20/36通风阻力测试讲义-马恒气压计同步测定法1)风压测量在测点I处，调好两台精密气压计(I、II)，并记录初始测点风流的静压。然后仪器I留在原处不动，仪器II放置在测点2，在约定时间内两台仪器同时读取测点风流的静压。再把仪器I移到测点2，同时记录初始测点风流的静压，仪器I不动，将仪器II移到测点3，再在约定时间内两台仪器同时读取测点风流的静压。如此前进直至巷道测试完毕为止。2)其他参数测量风速测量、大气物理参数测量、巷道断面积和周长测量、测点间距离测量同倾斜压差计法。2020年5月28日星期四21/36通风阻力测试讲义-马恒局部阻力测量测量局部阻力时，在分风点或汇风点前后进行布置测点，采取倾斜压差计法或气压计法测试两测点间压差。风门两侧压差测量在风门两侧用精密气压计测试静压（或采取倾斜压差计法测试两端压差）。P1P2风门压差：∆P=P1-P22020年5月28日星期四22/36通风阻力测试讲义-马恒风井总风量、总阻力测量风量的测试如果在井下无法准确测试，则在风硐A—A断面进行测试，但需扣除防爆井盖等处的漏风。在风硐A—A断面用精密气压计测试静压。切记不能在B—B断面处测试。风井总阻力为（与负压的区别）AABBrsvhhh2020年5月28日星期四23/36通风阻力测试讲义-马恒ABHQQ0H0H1风机静压读数矿井实际阻力、风量风井总风量、总阻力测量21012vhhhhv随着风量的增加，∆H差值会急剧增加。2020年5月28日星期四24/36通风阻力测试讲义-马恒煤矿井工开采通风技术条件AQ1028-20062020年5月28日星期四25/36通风阻力测试讲义-马恒2020年5月28日星期四26/36通风阻力测试讲义-马恒澄清几个概念：静压（能）：相对，绝对；动压（能）：全压（能）：相对，绝对；位压（能）：总压（能）：阻力：风硐静压：风硐全压：风机装置静压：=-()()svtsvtsvzwrfstsvhhhhhhhhhhhhhhh或读数读数2020年5月28日星期四27/36通风阻力测试讲义-马恒6.测定结果计算AQh2hRQ0ih20iqhaqbqc通风网络解算：三大定律加风机曲线2020年5月28日星期四28/36通风阻力测试讲义-马恒6.1空气密度计算测点空气密度按式(1)计算：.……………….(1)00.37790.003484273.15PPt0.37790.003484273.15oPPt6.测定结果计算2020年5月28日星期四29/36通风阻力测试讲义-马恒6.2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，或者按巷道断面形状，根据测量数据计算其断面面积和周长。6.3平均风速计算每测点取三次实际测量风速值，然后求取算术平均值作为该测点的平均风速。6.4风量计算风量按式(2)计算…………………………………….(2)QSv2020年5月28日星期四30/36通风阻力测试讲义-马恒6.5动压计算动压按式(3)计算………………………………….(3)212vhv6.6通风阻力计算两测点间通风阻力1)倾斜压差计法倾斜压差计两测点间压差:两测点间摩擦阻力和局部阻力:2)气压计基点测定法ijhkLgrijijvivjhhhh'''''''''()()()()rijijijijijvivjhkhhkhhgzzhh2020年5月28日星期四31/36通风阻力测试讲义-马恒3)气压计同步测定法'''''''''()()()()rijijijijijvivjhkhhkhhgzzhh6.7巷道风阻1)两点间风阻计算两测点间摩擦风阻和局部风阻:2ijrijijRhQ2)摩擦阻力系数计算若为摩擦风阻，则摩擦阻力系数:ijR3/()ijRSLU2020年5月28日星期四32/36通风阻力测试讲义-马恒3)两点间的标准风阻计算1.2sijijijRR4)巷道标准百米风阻计算100100sijijRRL5)通路的总阻力计算rrijhh完成上述计算以后，将阻力测试纪录汇总到总表中。2020年5月28日星期四33/36通风阻力测试讲义-马恒由于仪表精度、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。①风量检验根据流体连续特性，在空气密度近似不变时，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。②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。7.测试数据平差修正2020年5月28日星期四34/36通风阻力测试讲义-马恒利用通风仿真系统软件快速、精确修正。2020