通风阻力测定

通风阻力的测量方法常用的有两种，一为压差计测量法，二为气压计测量法。 1）测定方法的选择 用压差计法测量通风阻力时，只测定压差计读数和动压差值，就可以测量出该
段通风阻力，不需要测算位压，数据整理比较简单，测量的结果比较精确，一般不 会返工，所以，在标定井巷风阻和计算摩擦阻力系数时，多采用压差计法。但这种 方法收放胶皮管的工作量很大，费时较多，尤其是在回采工作面、井筒内或者行人 困难井巷及特长距离巷道，不宜采用此方法。
之前或 1、2 两点之间，其测量结果是相同的。根据能量方程式，1、2 两断面之间的
通风阻力为：
h阻12＝（p1

p2 )
(0
zg12 )
(
1v
2 1
2

2v22 2
)
（2-38）
因为 K L读 g=（ p1 - p2 ）-zg 12
所以用单管倾斜压差计测量阻力的计算公式为：
《矿井通风》课程体验式教学教案
任务一：通风阻力的测定
计划学时：2
授课地点
云岩 210 授课时间
教研室审核
班级
授课教师
教学目标
使学生了矿井通风阻力测定的原理，并会用压差计法和气压计法测定矿井通风
阻力。
1.分组进行矿井通风阻力的测定。
任务要求
2.以组为单位，遵守纪律、听从安排，认真完成实训。 3.遵守实训室制度，注意安全，小心操作，保护好仪器，保持实训室干净整洁。
1 , 2 ——分别为两测点的空气密度，kg/m3
其余符号同前。 B、精密气压计法 用精密气压计法测算通风阻力，也是气压计法中的一种方法。其原理与恒温气 压计法基本相同，只是绝对静压差由数值显示的 KYI 型精密气压计来测定，KYI 型的 气压计示意图：该仪器的原理是利用真空膜合由于气压变化产生的位移带动差动变 压器铁芯移动，其输出电压随着变化的道理，实现对气压的测定。整机为矿用本质 安全型电路。 (1)仪器的操作方法 a、气压差显示：将仪器电源开关⑥拔至“开”，转换开关⑧拨至“压差”挡且 调零电位计不动，当气压发生变化时，仪器即可以毫米水柱为单位显示出大气压力 的瞬间变化值。 b、气压值显示：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差”档， 调节“调零”电位计⑦，使仪器显示为零，此时将转换开关⑧拨到“气压”档，仪 器显示的数值与基准气压值 950 毫巴相加，即可得到当地当时的大气压力值。 (2)调试标定方法 a、压差灵敏度校正：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差” 档，调整仪器“调零”电位计⑦，使仪器显示为负值，此时将一标准压力 200mmH2O 送至“气压咀”④，仪器应显示 200，如显示值与外加压力值有误差时，即调节压差 灵敏度调整电位计①，使仪器显示为 200(显示值＝原负值+200)。 b、气压零点校正:将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差’档， 调整仪器“调零”电位计，使仪器显示为零，此时将转换开关⑧拨至“气压’档， 仪器显示的读数与 950 毫巴基准气压值相加，即为当地当时大气压力值。如与标准 水银气压计读数差值超过仪器的精度指标，(压差显示精确度：士(0.3mmH2O+1％× 读数)，气压显示精确度：100 毫巴范围内，平均误差< 0.5 毫巴)，此时即调整气压 零点调整电位计②即可。 c、气压灵敏度校正：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差” 档，调整仪器“调零”电位计⑦使仪器显示为零，又将转换开关⑧拨至“气压”挡， 此时仪器的气压显示值记为 Pl，再将转换开关⑧拨至“压差”档，调整“调零”电 位计⑦，使仪器显示为 158 毫米水柱，再将转换开关⑧拨至“气压”档，此时仪器 气压显示值记为 P2，计算 P2－Pl 值应为 15 毫巴，如有误差，则调整气压灵敏度调 整电位计③。 (3)阻力测定方法 使用 KYl 型矿用徽气压计测定通风系统阻力及分布，可分三个步骤进行。 ①按通风系统拟定测定路线，进行实地调查，布置测点，并从地测图上查出各
h阻＝KL读 g h动，Pa
（2-39)
式中
L读 ——单管倾斜压差计的读数，mm H2O ；
K——单管倾斜压差计的校正系数；
h动 ——两断面动压之差，Pa。当 1 断面的平均动压大于 2 断面的平均动
压时， h速 为正值，反之，为负值。
上式（2-39）同样适用于用其它压差计测量任意两测点的通风阻力。 4.资源库
P1 P2 K h测2－h测1 K h测 1 h测 2
式中： K ——地面恒温气压计校正系数 h测 1 ——读取 h测1 时，校正用恒温气压计的读数 h测 2 ——读取 h测2 时，校正用恒温气压计的读数
其余符号同前。
上式经过两测点的速压校正、位压校正后得到两测点间的通风阻力，即：
（1）皮托管； （2）湿度计； （3）气压计； （4）补偿式微压计； （5）数字式气压计； （6）通风阻力测定方法； （7）矿井通风阻力测定、测定路线选择和测点布置； （8）用皮托管和压差计测风； （9）压差计法测算巷道的通风阻力。
二、计划 在这一阶段中，学生针对本任务，以小组方式工作，独立地寻找与任务相关的
信息，制定完成任务的方法。将学生分为*组，每组 3 人。以组为单位进行实训。
三、决策 1.压差计法： 用压差计和皮托管测定井巷通风阻力的布置方式：在测点 m 和 n 安设皮托管，
用胶皮管分别将两个皮托管上的静压接在压差计上，此时压差计的读数值应为两点 的静压差和位压差之和，分析如下：
可知，皮托管将 m 点的绝对静压接受过来并经胶皮管传到压差计右侧液面上， 由于胶皮管内空气柱的压力作用，其压力要减少(Z+△Z)ρ 毫米水柱，所以右侧液面 所受的压力为：
测点标高。 ②通风系统实测。 ⑧根据实际测量数据，进行数据整理，计算各测点间的各区段通风阻力值。 在井下用微气压计实际测定，大致可分为两种方法，即同时法与基点法，下面
ρ ——胶皮管中的空气密度，kg/m3
测定时，如果胶皮管中空气的温度和巷道中空气的温度一致，即 ，那么 Z Z ，由此可得：
L读 K Pm－Pn －Z Pm－Pn －Z
根据伯诺里方程式，测点 m 和 n 间的通风阻力应为
h阻mn＝ Pm－Pn

P1 P2 K h测2－h测1
式中：P1--第一点的绝对静压，毫米水柱， P2——第二点的绝对静压，毫米水柱，
h测1 ——第一点恒温气压计读数值，毫米油柱； h测2 ——第二点恒温气压计读数值，毫米油柱，
K——恒温气压计的校正系数。 如果大气压发生变化，井下任一点的绝对静压也随之发生变化，这就必须根据基点 设置的恒温气压计读数对两测点的绝对静压进行校正，即，
为 p1 ，作用在压差计“-”接头的压力为 p2 + zg 12 ，故：
K L 读 g= p1（- p2 zg12）=（ p1 - p2 ）- zg 12
（2-37）
上两式说明：用单管倾斜压差计测出的压差值为 1、2 两断面的静压差与位压差
之和，或叫 1、2 两断面的势压差。而且不论将单管倾斜压差计放在 2 点之后，1 点
p1 zg12 , 作用在压差计“-”接头的压力为 p2 ,故将压差计的读数 L 读换算成
垂直 mm H2O ，再换算成 Pa 值应为：
（图 2-9 单管倾斜压差计测量阻力布置图）
KL 读 g＝（p1 zg12）- p2 =（ p1 - p2 ）- zg 12
（2-36）
如果将单管倾斜压差计放在 1 点之后（b 图），则作用在压差计“+”接头的压力
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)定基点：将装好冰块并经过校正的恒温气压计 2 台，带到地面井口附近，将
油柱吹到一定高度，同时关闭开关，待油柱稳定后，同时读取两台仪器的油柱高度
值( h测1，h测 1 )作为基点读数，并计下读数的时间。
(2)测定：将一台仪器留在原地，作为大气压变化校正用，由一个人每隔 5 分钟 读一次油柱高度值并作好记录，另一台提至第二测点，待油柱稳定后读一个油柱值 并记录读数时间，如果地面大气压和通风状况都没有发生变化，这两点的读数差经 校正，就是两测点间的绝对静压差，即：
vm,vn——两测点上的平均风速，m/s ρ m，ρ n——两测点上的空气密度，kg/m3 上式就是用皮托管和压差计测定通风阻力计算式，所以还要用风表测定两点的 平均风速，同时测量巷道的气压、温度、湿度，以计算空气密度。 具体测定的做法时,从第一个测点开始，在前后两测点处各设置一个静压管(或 皮托管)，在后测点的下风侧 6—8m 处安设压差计，将压差计调整水平并调零，长胶 皮管的一端接 m 点的静压管(或皮托管的静压端)，另一端接在压差计的“+”接管上 -短胶皮管一端接 n 点的静压管，另一端接在压差计的“－”接管上，此时待压差计 液面稳定后可读数。如果液面波动，可连续读几个数求平均值。 在测定压差的同时，其他小组应进行风速、大气条件和巷道几何参数的测量。 2.气压计法 气压计法是用恒温气压计或精密气压计测定两点间的绝对静压差，再加上两测 点的位压差、速压差以计算通风阻力。 A、恒温气压计法：
h阻1－2 K h测2－h测1
K h测 1 h测 2

Z1 Z2
12均


v12 2g
1

v22 2g
2

式中：Z1,Z2——分别为两测点的标高，m
12均 ——测点间空气的平均密度，kg/m3
V1,V2——分别为两测点的平均风速，m/s
P右＝Pm－Z Z
同理，压差计左侧液面所受的压力：
P左＝Pn－Z
压差计液面上升高度就是两液面上的压力差所造成的，故：
L读 K Pm Z Z Pn－Z＝Pm－Pn －Z
式中：Pm——测点 m 的空气绝对静压，毫米水柱 Pn——测点 n 的空气绝对静压，毫米水柱 Z——两测点的高差，m