矿井通风阻力测定.

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1、矿井通风与安全矿井通风与安全 中国矿业大学新教师试讲 主讲人：时国庆 中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学安全工程学院 二二一一年四月一一年四月 第三章第三章 矿井通风阻力矿井通风阻力 第三章 矿井通风阻力 通风阻力定律和特性 4 1 摩擦阻力 2 局部阻力3 通风阻力测量 5 风流的流动状态 相关知识点回顾 第四节 通风阻力定律和特性 一、通风阻力定律： 二、井巷的通风特性（等积孔）； 三、风流的功率与电耗 相关知识点回顾 矿井风流的能量方程： 计算摩擦阻力的计算式： 1 2 第五节 通风阻力测量 用气压计法测试井巷风阻 4 1 用倾斜压差计法测井巷的风阻 2 用倾斜压差计法测井巷的摩擦阻力

2、系数3 矿井总通风阻力和风阻的测量 5 通风阻力测量的内容和意义 1 1 通风阻力测量的内容和意义通风阻力测量的内容和意义 矿井通风阻力测定工作是通风技术管理的重 要内容之一，其目的是通过测定工作准确地获取 矿井通风网络的基础参数，如网络中各条风道的 风阻、典型风道的摩擦阻力系数、风量和阻力分 布状况等。从而为矿井通风系统的调整、改造及 规划设计、均压防灭火和灾变时期风流控制提供 可靠的基础数据。 中矿能安科技有限责任公司 1 1 通风阻力测量的内容和意义通风阻力测量的内容和意义 p测算风阻 井巷风阻是反映矿井通风特性的主要参数 ，是计算巷道通 风阻力的基础。 p测算摩擦阻力系数 矿井内典型支

3、护方式巷道的摩擦阻力系数测定，给通风设计 提供依据。 p 测算全矿井或采区的通风阻力分布 矿井内部各区段的通风阻力必须满足一定的分配比例。 中矿能安科技有限责任公司 通风阻力的两类测量方式通风阻力的两类测量方式 两测点分别测静压的方法两测点分别测静压的方法 胶皮管和压差计将两测点 相连的测法 2 2 用倾斜压差计测算井巷风阻用倾斜压差计测算井巷风阻 p阻力测定步骤与方法 大致位于巷道中心 ； 尖部迎风； 管轴与风向平行。 测点2后至少10m或 测点1前至少20m； 底座水平，夹角 ； 10m V1，1，S1,U1 v2 ，2， S2, U2 hre 46mm 2 2 用倾斜压差计测算井巷风阻用

4、倾斜压差计测算井巷风阻 p测定数据记录 2 2 用倾斜压差计测算井巷风阻用倾斜压差计测算井巷风阻 p测定的原理以及数据处理方法 2、推导： U型管左边酒精表面所承受的压力，其值等于断面1处空气绝对静压 与皮管内空气柱产生重力压强之差 U型管右边酒精表面所承受的压力，其值等于断面2处的绝对静压 将两边酒精表面的倾斜距离hre换算成垂直水柱的高度，再换算成 Pa值，就是酒精表面间的压力差值，其应等于两边酒精液面所承受 压力之差： 2 2 用倾斜压差计测算井巷风阻用倾斜压差计测算井巷风阻 p测定的原理及数据处理方法 根据能量方程 通过在井巷内预先向胶皮管内打气，使巷道内的空气进 入皮管内，则皮管内和

5、巷道内的空气密度相等。则： 联立以上三个公式，则1-2两侧点间的通风阻力： 2 2 用倾斜压差计测算井巷风阻用倾斜压差计测算井巷风阻 p测定的原理及数据处理方法 根据通风阻力定律 用下式可计算出两断面的标准风阻值： 3 3 用倾斜压差计测算井巷的摩擦阻力系数用倾斜压差计测算井巷的摩擦阻力系数 摩擦阻力系数： p测算的原理及数据处理 p适用的条件 支护方式相同，支护间距相等，断面和周边界基本无变化，比较平直，中间无弯道 、堆积物和不存在漏风的巷道。 井巷中风流做均匀流动，才仅产生摩擦阻力！ 3 3 用倾斜压差计测算井巷风阻、风阻系数用倾斜压差计测算井巷风阻、风阻系数 p测定过程中的注意事项 1.

6、选定测量区段和测点 静压管安置在紊乱风流之前，倾斜巷道不宜 ； 2.掌握仪器性能、精度和操作方法；校正 仪表，检查测试系统气密性； 3.严格执行测试系统的安装标准 静压管、U型管底座水平放置，二者之间 的距离符合要求； 4.准确测量测点处断面； 5.胶皮管内气体的置换； 6.对于长度短、风流小的断面，测试时设法增加风量，减小误差； 7.主要巷道测量时应尽量增加两测点间的距离，减少分段测试积累测定误差 。 习题习题 1 1 用U型倾斜压差计测算一条运输大巷的阻力。该巷道为半圆 拱料石砌碹，测点1和测点2处的巷道断面积为S1=8.8m2， S2=8.0m2，1、2两测点的间距是300m，通过该巷道

7、的风量是 30m3/s, U型压差计的读数为L=21.1mm酒精柱，酒精的密度取 值0.81103kg，放置的倾角为30，精度校正系数为C=0.98,测 点1的空气密度为1=1.25kg/m3,测点2的空气密度为 2=1.21kg/m3,试计算该巷道的风阻，并将风阻换算成标准值。 计算题 ： 习题习题 1 1 解：将上述数据代入通风阻力计算公式得 根据通风阻力定律： 故风阻值为： 换算为标准风阻： 4 4、用气压计测算井巷的风阻、用气压计测算井巷的风阻 p气压计法测算的原理 气压计测法的原理：根据能量方程通过气压计测出两测点的绝 对静压并求差，加上动压差和位压差，以计算通风阻力。 4 4、用气

8、压计测算井巷的风阻、用气压计测算井巷的风阻 p测气压的仪器与优缺点 空盒气压计 矿井通风参数测试仪 水银气压计 4 4、用气压计测算井巷的风阻、用气压计测算井巷的风阻 p两种测算的方法 1）用A和B两台气压计同时在测试区间两端点读数（双 测点同时测量法）； 2）基点测量法，也称作逐点测量法。 4 4 用气压计测算井巷的风阻用气压计测算井巷的风阻 p双测点同时测量法 1）将A,B两台气压计分别放置在测点1和2； 2）约定时间，同时读取1、2两点的静压值即PS1，PS2； 3）测压同时，测算测点的空气密度，风速，风量及 高程差等； 4）代入下式计算通风阻力： 2 1 A B 针对本例题测点2在地表

9、，可视作v2=0 Z 5）将风量Q, hr1-2代入通 风阻力定律： 4 4 用气压计测算井巷的风阻用气压计测算井巷的风阻 p基点测量法 逐点测量法：在井口或井底车场调好两台同型号的精密气压计（ 、 ），并记录初始读数。然后仪器留在原地（设为基点）监视大气压力变 化，每隔一段时间（510min）记录一次读数，填入自制的数据表中，仪器 沿测量路线顺序逐个测点记录测压时间，并读取压力值，填入数据表中 。 基点 气压计 气压计2 移动 12 4 4 用气压计测算井巷的风阻用气压计测算井巷的风阻 p基点测量法 4 4 用气压计测算井巷的风阻用气压计测算井巷的风阻 p用气压计测算井巷风阻的注意事项 1.

10、合理选择测试路线、测风点； 2.把握好读数的时间： 同时读数，机器预热后读数; 3.掌握仪器性能、精度和操作方法；使用近期 校准过的仪表； 4.使用相同规格的气压计； 5.准确测量测点处断面； 6.做大范围阻力测定时，应尽量缩短测定工作 持续的时间； 7. 保持通风系统稳定。 用倾斜压差计和气压计两种测算方法对比用倾斜压差计和气压计两种测算方法对比 压差计法测量通风阻力。该法只测定压差计读数和动压 差值，就可以测量出该段的通风阻力，不需要测算位压，数 据的整理比较简单，测量结果比较精确。所以，在标定井巷 风阻计算摩擦阻力系数时，多采用该方法 气压计法测量通风阻力。该法不需要收放胶皮管和 静压管

11、，测定工作简单。但位压差很难准确测定，精确度较 差，故一般适用于无法收放胶皮管或大范围测量矿井通风阻 力分布的场合。 5 5 测算矿井的通风总阻力和总风阻测算矿井的通风总阻力和总风阻 p 抽出式通风的矿井 根据能量方程可知： U型管右侧所承受的压力为： U型管左侧所承受的压力为： 5 5 测算矿井的通风总阻力和总风阻测算矿井的通风总阻力和总风阻 p 抽出式通风的矿井 采用如图所示的方法测试hs2,即靠近2断面的周壁固定一 个直径约为46mm的铜管，等距离钻8个垂直于风流方向的 小眼，再用一根铜管和一圈铜管相连并引出风硐，另一端 通过胶皮管和U型压差计相连。 风硐壁 p 压入式通风的矿井 5 5

12、 测算矿井的通风总阻力和总风阻测算矿井的通风总阻力和总风阻 抽风段的阻力 根据能量方程压风段的阻力 二式之和，即总阻力为： hr和流向井下的总风流Qm代入阻力定律公式计算不含外部漏风的总风阻； hr和通过主风机的风量Qf计代入阻力定律计算通风动力的工作风阻； Qm Qf 通风阻力测试结果的可靠性检查通风阻力测试结果的可靠性检查 依据“闭合风路中，每条风路的通风阻力累计值都相等”的 原则，如果已经测量了两条以上并联风路的通风阻力，就应该 可以相互检验，其两者相差不应超过5%，假使测定时只需要 测定一条路线，为了校验，也应尽可能再选择一条路线最短而 又与之并联的风路，测量它的通风阻力以便校验。 测

13、量全矿井的通风阻力时，最好利用通风机房内设置的压差 计读数校验，通过压差计读数及测定风机入口处的动压和矿井 的自然风压，计算出全矿井的通风阻力，再与分段测量累计的 全矿井总阻力相比较，其误差不应大于5%。 p 检验的方法 通风阻力测试结果的可靠性检查通风阻力测试结果的可靠性检查 hi-j从进风井口至主要通风机风硐静压管口的某条 通路分支阻力累加值，Pa； hrm通路总阻值。 p 检验的公式 课后习题课后习题 用胶皮管和水柱计测量巷道1、2两点之间的静压差 为20mmH2O，如图3-17所示，巷道中流过风量为30m3/s, S1=10m2，S2=5m2，求这段的通风阻力与风阻？ 计算题： 20 S1S2 1 2 1 2 预习内容预习内容 第一节 自然风压 一、自然风压及其形成和计算； 二、自然风压的变化规律和影响因素； 三、自然风压的控制和利用 第四章 通风动力 欢迎各位老师批评指正 谢谢！ 中国矿业大学新教师试讲