模拟矿井通风阻力测定方案

模拟矿井通风阻力测定

1 目的和要求

⑴学习测算摩擦阻力及摩擦阻力系数的方法； ⑵求算风阻、等积孔、绘制风阻特性曲线的方法。 2 测定的仪器

以下测定仪器均应检定，并在有效期内使用。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 3 测定的人员分组

测定时有6～10人组成一个小组，事前做好分工，明确任务。 班级 通风091 通风092 通风093 4 测定内容

本次测定的对象为学院的模拟矿井。矿井通风阻力测定即矿井各井巷的通风阻力（摩擦阻力和局部阻力之和）测定，有时也单指矿井最大通风阻力路线的阻力测定。测定参数包括：测点的静压、测点的标高、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。 5 测定方法 5.1 测定路线选择

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名 称 精密气压计 干湿温度计 高、中、低速风表 秒表 皮尺 手表 倾斜压差计、皮托管、胶管、接头 记录表格 型 号 5m、30m 机械表 自制 数 量 1 1 3 1 1 1 1 若干 用 途 测气压 测干湿温度 测风速 测风计时 测断面尺寸 记录测量时间 测压力 测风和测压记录 测定时间 小组数 班长 备注

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。当测定巷道较长或阻力较大时，可分段测定。 5.2 测点选择

首先在通风系统图上按选定的测定路线布置测点，然后再按井下实际情况确定最终测点位置，并作标记。

选择测点时应满足下列要求：

a) 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；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； b) 测点前、后3m内巷道应支护良好，巷道内无堆积物；

c) 两测点间的压差：倾斜压差计法应不小于10Pa，气压计法应不小于20Pa； d) 两测点之间不应有分风点或汇风点。 5.3 倾斜压差计法 5.3.1 风压测量

从测点1开始，在测点1、2两处各设置一个皮托管，一般在测点2的下风侧6～8m处安设倾斜压差计。皮托管应设置在风流稳定的地点，正对风流。倾斜压差计应靠近巷道壁，安设平稳，调零或记下初读数。橡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，将两个橡胶管连接在倾斜压差计上，待倾斜压差计液面稳定后读数，并填入表A1中。测点1、2测完后，倾斜压差计可以不动，进行测点2、3间的测量。依次按测点的顺序进行测量，直至巷道测完为止。测量顺序可按顺风流进行，也可逆风流方向进行。 5.3.2 测点间距测量

利用卷尺或激光测距仪测量两测点间的距离。并填入表A1中。 5.3.3 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。并填入表A5中。 5.3.4 巷道断面积和周长参数测量

测风点处的断面的面积和周长，用钢卷尺进行测量然后计算得到，也可用断面仪直接测量。并填入表A5中。

5.3.5 大气物理参数测量

用精密气压计测量大气压力；用通风干湿温度计测量空气的干球温度和湿球温度。并填入表A3中。

5.4 气压计基点测定法 5.4.1 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力变化，每隔10min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。并填入表A4中。

2

5.4.2 其他参数测量

风速测量、大气物理参数测量、巷道断面积和周长参数测量、测点间距测量同6.3节倾斜压差计法，测试数据记录按6.3规定进行。测点标高由地测部门给出。测点间距离和标高填入表A4中。 5.5 气压计同步测定法 5.5.1 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。相应数据填入表A4中。 5.5.2 其他参数测量

其他参数测定同6.4节。 5.6 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静压差或静压力，测量结果填入表A2中。 6 测定结果计算 6.1 空气密度计算

测点空气密度按式(1)计算：

??0.003484式中：

P0?0.3779?P?273.15?t……………………………………（1）

?—空气密度，kg/m3；

P0—测点风流的绝对静压，Pa；

?—空气相对湿度，%；

t—空气温度，?C；

P?—饱和水蒸气分压力，Pa。 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

Q?Sv…………………………………………………（2）

式中：

Q—测点风量，m3/s； S—测点面积，m2；

3

v—测点风速，m/s；

6.5 动压计算

动压按式(3)计算：

hv?式中：

12?v………………………………………………（3） 2hv—测点的动压，Pa。 6.6 通风阻力计算 6.6.1 两测点间通风阻力 5.6.1.1倾斜压差计法

倾斜压差计两测点间压力差按式(4)计算：

hij?kL…………………………………………………（4）

式中：

hij—两测点间压力差，Pa； k—倾斜压差计系数；

L—倾斜压差计读数，Pa。

两测点间通风阻力按式(5)计算：

hrij?hij?hvi?hvj……………………………………………（5）

hrij—两测点间的通风阻力，Pa； hvi—测点i的动压值，Pa；

hvj—测点j的动压值，Pa。 7.6.1.2 气压计基点测定法

按式(6)计算：

hrij?k''(hi''?h''j)?k'(hi'?h'j)??ijg(zi?zj)?(hvi?hvj)……………………(6)

式中：

k',k''—气压计I、II的校正系数；

hi'',h''j—气压计II在测点i，j的读数，Pa；

hi',h'j—与hi'',h''j对应时间气压计I的读数，Pa； zi,zj—测点i，j的标高，m；

?ij—测点i，j间空气密度的平均值，kg/m3；

5.6.1.3 气压计同步测定法

按式(7)计算：

hrij?k''(hi''?h''j)?k'(hi'?h'j)??ijg(zi?zj)?(hvi?hvj)……………………（7） 式中：

hi'',h''j—气压计II在测点i，j的读数，Pa；

4

hi',h'j—与hi'',h''j同步时间气压计I的读数，Pa； 6.7 巷道风阻 6.7.1 两点间风阻计算

两测点间风阻按式(8)计算：

Rij?hrijQ2ij………………………………………………（8）

式中：

Rij—测点i，j间的风阻，N?s2/m8； Qij—测点i，j间风量的算术平均值m3/s。

6.7.2 两点间的标准风阻计算

两点间标准风阻计算按式(9)计算：

Rsij?1.2?ijRij………………………………………………（9）

式中：

Rsij—标准空气密度下测点i，j间的标准风阻，N?s2/m8。 6.7.3 巷道标准百米风阻计算

若Rij为风阻，则巷道百米标准风阻按(10)计算：

100R100?Rsij……………………………………………（10）

Lij式中：

R100—巷道百米标准摩擦风阻N?s2/m8；

Lij—测点i，j间的距离，m。 6.7.4 通风路线的总阻力计算：

测定通风路线的总阻力按式(11)计算：

hr??hrij………………………………………………（11）

式中：

hr—通风路线的总阻力，Pa；

hrij—一条通路上所有两测点i，j间的通风阻力。 完成上述计算以后，将阻力测试纪录汇总到表A6中。 7 测定结果处理 7.1 测定可靠性检查

对选定的测定巷道作通风阻力测定时，对于误差大和明显错误的地段应该分析查明原因，必要时重新进行测定。

7.2 编写矿井通风阻力测定报告

报告内容主要包括：矿井的通风和生产概况，测定目的和要求，测定路线选择，人员组织，使用仪器，测量方法，测定结果，矿井通风阻力分布，改善矿井通风状况的建议等。具体格式如下：

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