《礦井通風與安全》-通風阻力測定.ppt

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礦井通風 礦井通風阻力測定 義煤技校采礦室鄭留安 課程交流 分析目的 根據(jù)講授內(nèi)容 對課題要求認真分析 研究教材對課題內(nèi)容講述的特點與合理性 參看相關教材 對授課內(nèi)容進行適當?shù)奶幚砼c編排 力使授課內(nèi)容達到合理科學 系統(tǒng)完整 講授內(nèi)容 礦井通風阻力測定 2 使用教材 礦井通風 煤炭工業(yè)出版社P57 66 全國技校教材 煤炭技工學校通用教材 一 教材分析 3 教材分析煤炭出版社的教材 優(yōu)點是文字清楚 篇章較簡練 作為技校教材重視了實際操作環(huán)節(jié)的講述 體現(xiàn)應用教育的趨向 但本節(jié)使用的設備等插圖顯示及文字講述層次略顯不足 如P63對井下測量數(shù)據(jù)整理計算制圖及實例部分 應并列為第五大部分 但教材卻列為測量方法的第5小節(jié)編排教材 是顯著的失誤 會造成學員學習的沉重感受 另外此教材仍未脫離理論教育的模式 在教材中有大量的理論公式推導 這對現(xiàn)在應用操作型技工學習的實際仍脫節(jié) 應刪除不必要的理論推導 只講授公式性質(zhì)和應用范圍即可 如P61講測阻原理 可以舍去原理推導計算 而轉變?yōu)橹v明結論的性質(zhì)和理性經(jīng)驗的推斷 作為操作者的經(jīng)驗傳授和經(jīng)驗積累 力爭從應用本質(zhì)上提高學習者的技能等級 4 教學理念分析 我們從高等院校到技工學校教材課題講述的趨向 就可體現(xiàn)出應用教育 是培養(yǎng)技工要針對工業(yè)應用的教育 以實際工業(yè)操作需要的技術與技能為主體 造就對工作環(huán)境熟悉 實際操作能力較高的操作者 這尤其是工業(yè)技工學校所遵循的教育方向 借此教學交流機會 可以明確提出 當前工業(yè)需要將職業(yè)院校從應試教育轉向應用教育 應試考試轉變?yōu)閼每荚?培養(yǎng)實際生產(chǎn)知識與操作實際技能較充實的工人 明確了教學理念與方向 我們就會有明確的路線去遵循教學規(guī)律 組織教材內(nèi)容 使用教學工具 收集教學素材 研究教學內(nèi)容 體現(xiàn)教學方法 清楚明白使課程內(nèi)容和教學方法達到更高合理性 科學性 系統(tǒng)性 完整性的教學水平 5 選定教材與組織內(nèi)容 選定教材 選用本冊 礦井通風 做為課堂教學的教材 教學中必須遵循其教學內(nèi)容和知識層次 因為教材才是學生手中的學習工具和認知路線 教師必須遵循教學實際 組織內(nèi)容 根據(jù)目前技校的學生 對理論推導型學習能力較差的實際情況 對教材內(nèi)容的取舍講述 可借鑒其他教材內(nèi)容的優(yōu)點 提高教學內(nèi)容的分類與層次規(guī)范性 適應于學習深度和層次等 建議可對通風阻力測定目的性質(zhì)夸張講述 提高學生對阻力作用的認識 明確說明測阻原理僅講授其性質(zhì)和應用內(nèi)容 提高應用的經(jīng)驗為重點 而不是理論推導學習 通過對教學具體內(nèi)容的分析與組織 才能很現(xiàn)實推進通用教材由籠統(tǒng) 逐步結合實際演化為實用教材 二 授課層次分析 2 深度處理 選用教材為 3 5節(jié)P57 66頁 內(nèi)容較多 可分兩段 井下實測與記錄 室內(nèi)整理計算 5部分內(nèi)容 測定通風阻力的目的和基本內(nèi)容 測前準備工作6項 測量方法與操作程序 整理 計算實例與成果圖 1 授課容量 對主要相關專業(yè) 或高中基礎學生講授本課程 可將工藝過程和細節(jié) 按教材全部講授 對專業(yè)跨度較大作為基礎課程及初中起點的學生則以工作重要 主要過程講授為主 在工作中無直接用途的細節(jié) 僅作為了解內(nèi)容 3 授課對象 本課程內(nèi)容量大 作為專業(yè)課 重點講授實測工作過程主線 過度深入的工作細節(jié)略講 與實際工作中相結合 濃縮講課內(nèi)容 給學生較多深入思考時間與探討互動機會 才能爭取有較好的學習效果 1 掌握礦井通風阻力測定知識 2 礦井通風阻力測定過程方法 礦井通風阻力的計算 1 通風阻力測定的操作步驟 2 測定數(shù)據(jù)的整理計算方法 三 教學目的 知識重點和難點 四 教學手段與方法選擇 2 常用教學手段分析 1 知識的獲取和記憶 人們和學生對信息知識的獲取 83 來自視覺 11 來自于動感聽覺 其他來自嗅覺觸覺味覺 知識記憶持久性 一般人們能記住閱讀的10 聽到內(nèi)容的20 看到內(nèi)容的30 同時聽到與看到內(nèi)容的50 在交流中自己所說內(nèi)容的70 這說明動態(tài)多媒體教學與課程交流學習的重要性 板書授課 配合掛圖 目前課堂常用方法 基礎好學習可達到較好效果 但書寫費時 較難直觀理解 四 教學手段與方法選擇 多媒體投影課件 結合教具掛圖 可充分展現(xiàn)圖片 影視傳授知識的廣泛性省時省力直觀理解 深刻廣泛應用 可達到好的教學效果 操作實驗或參觀教學 是應用教育的主要教學方法 操作參觀 邊講邊學 理解直觀 投資偏大 應據(jù)知識性質(zhì)來設置此類課時 一般用于完成必要的教學課程 綜合前述知識理性分析 據(jù)本課程特點 選擇使用 本教程采用多媒體投影課件教學方式 本課程知識內(nèi)容 前部分是生產(chǎn)實際操作步驟內(nèi)容 后部分測阻原理可以簡化為應用理解 系統(tǒng)性較強 課堂需簡化內(nèi)容細節(jié) 用普通圖片熟悉公式的簡單方式 將知識傳授給學員 課程知識量大 需學員專心致志學習 3 講課方式 五 教學素材收集與課件制作 1 主要文字資料輸入 編輯與處理 2 圖片與視頻收集 整理 插入鏈接 完成PPT課件 3 輔助教具與掛圖 本課需機采 綜采工作面掛圖 內(nèi)容 課程主線和重點環(huán)節(jié)知識內(nèi)容 要系統(tǒng) 簡明 清楚 使課程內(nèi)容和文字講述 達到層次簡明清楚 要求 盡量每屏文字不超過200字 字體色彩與知識內(nèi)容相協(xié)調(diào)注 本次課仍按教材內(nèi)容安排課程 因教材是學習的路 內(nèi)容 對靜態(tài)知識環(huán)節(jié)使用文字 動態(tài)操作可用施工圖片展現(xiàn) 動態(tài)原理與參觀內(nèi)容可用動畫 這是展現(xiàn)知識的重要方法要求 圖片內(nèi)容盡量簡練 并盡力替代參觀教學 降低教學成本 內(nèi)容 對知識線有明顯展示作用 對課件起補充作用 壓差計圖片 要求 使用教具 掛圖要少 起到一統(tǒng)課程知識主線的作用 六 課程教學構思 1 復習提問新課相關基礎知識 再導入新課 2 新課內(nèi)容的編排 與教學方法相結合安排 3 分析難點學習方法 掌握重點難點講解方法 4 多留課堂思考與練習互動 吸引學生注意力 5 課程小結 布置作業(yè) 借助講授知識相關時機 對學生進行鼓勵與激勵課堂糾正學生不良行為時 方法策略要規(guī)范 7 借助時機對學生進行安全與文明生產(chǎn)相關教育 8 布置下次課應預習的內(nèi)容 七 教材處理 說明教材刪去調(diào)整 變更部分 教案中 八 授課步驟與時間分配 九 板書設計 課題 礦井通風阻力測定 教學目的 2 掌握礦井通風阻力測定過程方法 1 參數(shù)測定 2 計算風阻 3 計算摩擦阻力系數(shù) 4 繪制通風阻力分布圖 1 掌握礦井通風阻力測量知識 一 測定通風阻力的目的二 風阻測量的基本內(nèi)容 三 測量前的準備工作1 明確目的 制定測量方和計劃2 準備資料 熟悉礦井通風系統(tǒng)3 選擇測量路線和測點4 瀾量儀器和工具的準備5 人員配備與分工6 準備好記錄和計算用表格 九 板書設計 四 測量方法1 測阻公式應用2 測量操作程序 3個 3 操作注意事項 7項4 影響測定的因素 三個 十 教學準備 備好 1 制作多媒體課件教案2 教材 作業(yè)3 準備上課 五 整理 計算測量資料 1 通風阻力測量總結報告一般分5部分 2 測量數(shù)據(jù)處理與計算 1 測區(qū)段通風阻力計算 2 測 區(qū) 段風阻計算 3 測 區(qū) 段百米風阻計算 4 摩擦阻力系數(shù)a的計算 3 應用計算實例 典范 例3 4 例3 4 小結 1 2 3 4 作業(yè) 問答1 2 3 4 計算5 6 授課課件 礦井通風 義煤技校采礦室馮衛(wèi)國2009 7 5 煤炭技校通用教材 礦井通風阻力測定 1 掌握礦井通風阻力測定知識 2 礦井通風阻力測定過程方法 礦井通風阻力的計算 1 通風阻力測定的操作步驟 2 測定數(shù)據(jù)的整理計算方法 第三章礦井通風阻力第五節(jié)礦井通風阻力測定 第五節(jié)礦井通風阻力測定 一 測定通風阻力的目的二 通風阻力測量基本內(nèi)容三 測量前的準備工作 6步布置測點的原則和要求四 測阻原理 測量方法五 整理 計算測量資料 知識內(nèi)容 第五節(jié)礦井通風阻力測定 一 測定通風阻力的目的礦井井巷內(nèi)通風阻力大小及其分布是否合理 直接影響主要通風機的工作狀況和井下采掘工作面的風量分配 也是評價礦井通風系統(tǒng)和通風管理優(yōu)劣的主要指標之一 測量礦井通風阻力是礦井通風管理部門的日常和基礎工作之一 是進行通風管理和通風設計的依據(jù) 也是掌握生產(chǎn)礦井通風情況的重要手段 通風阻力的測量方法常用的有兩種 一為壓差計測量法 二為氣壓計測量法 第五節(jié)礦井通風阻力測定 一 測定通風阻力的目的 1 掌握礦井通風阻力的分布情況 是否存在有通風阻力大的區(qū)段 在什么位置 為改善礦井通風系統(tǒng) 減少通風阻力 降低礦井通風機的電耗以及為采用均壓技術防滅火等提供依據(jù) 2 測算各類井巷的風阻值和摩擦阻力系數(shù)值 以備通風設計和通風技術管理使用 3 為發(fā)生事故時選擇風流控制方法提供必要的參數(shù) 規(guī)程 第一百一十九條規(guī)定 新井投產(chǎn)前必須進行1次礦井通風阻力測定 以后每3年至少進行1次 礦井轉入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風系統(tǒng)后 必須重新進行礦井通風阻力測定 二 礦井通風阻力測量的基本內(nèi)容 1 參數(shù)測定 應測定的參數(shù)有風流壓力 溫度 濕度 風速 風量 井巷規(guī)格尺寸等 2 計算風阻 通過測量各類井巷 各區(qū)域或整個礦井的通風阻力和風量 計算其風阻值h RQ2 R h Q2 并編輯成表 作為基本資料 3 計算摩擦阻力系數(shù) 通過測定摩擦阻力 計算各種支護方式的井巷摩擦阻力系以供通風設計時參考使用 4 測量礦井通風阻力的分布情況 繪制通風阻力分布圖 為了尋求和分析問題 時需要沿著通風阻力大的路線 在盡可能短的時間內(nèi) 連續(xù)測量各個區(qū)段的通風阻力 有以得出整個路線上通風阻力的分布情況 第五節(jié)礦井通風阻力測定 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作測量礦井 或井巷 通風阻力之前 除應掌握阻力測量的基本原理之外 還應該做好充分的準備和組織工作 1 明確測量目的 制定測量方案和工作計劃阻力測量之前 首先要明確通過阻力測量需要獲得的資料及解決的問題 測量方案和工作計劃應包括 測量方法 測定路線 或測段 測定時間 日期或生產(chǎn)班 等內(nèi)容 2 準備資料 熟悉礦井通風系統(tǒng)需要準備并熟悉近期的通風系統(tǒng)圖和風陰結構圖 測定主要井巷風阻時 要準備和熟悉礦井通風網(wǎng)絡圖 三 測定前的準備工作3 選擇測量路線和測點 1 根據(jù)不同目的選擇測量路線 關鍵阻力路線 其阻力和分布也就是礦井通風阻力及分布 只有降低關鍵阻力路線上的通風阻力 才能降低礦井的通風阻力 校核測量結果 選擇并聯(lián)風流短路作輔助測量路線 測量局部區(qū)段通風阻力 則僅在區(qū)段內(nèi)選測量路線 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作3 選擇測量路線和測點 2 布置測點 布置測點的原則和要求 在風流的分岔或匯合地點必須布置測點 且必須滿足 在分風點或合風點上游3B巷寬 下游12B巷寬處 在并聯(lián)風路中 只沿一條路線測量風壓 測點應盡可能不靠近井筒和主要風門 間距一般在200m左右 壓差應不小于10 20Pa 測點應設在安全狀況良好的地段 局部阻力特別大地方 應設置兩個測點測量 測點應順風流流向依次編號并標注明顯 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作在風流的分岔或匯合地點必須布置測點和應遵守的原則 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作3 選擇測量路線和測點 2 布置測點 測定摩擦阻力系數(shù)a時 要求全測段內(nèi)僅存在摩擦阻力而不存其他任何阻力 測段具備下列條件 巷道方向不變 沒有分岔 巷道斷面和形狀不變 不存在擴大或縮小 支護形式單一 3 待測量路線和測點位置選定好后 要用不同顏色繪成測量路線示意圖 并將測點位置間距標高和編號注入圖內(nèi) 4 下井沿測量路線進行實地考察 以保證測定工煩利進行 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作4 測量儀器和工具的準備 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作4 測量儀器和工具的準備采用傾斜壓差計測量枕所需儀器 工具見表3 4 測量所需要的各種儀器 使用前都必須進行校正 5 人員配備與分工根據(jù)測量方法和測量范圍的大小配備人員 按照工作性質(zhì)組織分工 一般可分為若干小組 各司其職 各負其責 相互配合 避免差錯 6 準備好記錄和計算用表格測量通風阻力所需記錄和計算用表格見表3 5 10 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作6 準備好記錄和計算用表格 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作6 準備好記錄和計算用表格 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作6 準備好記錄和計算用表格 第五節(jié)礦井通風阻力測定 四 測定方法礦井通風蛆力測定的理論依據(jù)是風流流動能量方程 測定方法有壓差計法 氣壓計法和用JFY型礦井通風參數(shù)檢測儀測量法 這里僅介紹壓差計測量法 1 測阻原理此法是用傾斜壓差計作為顯示壓差的儀器 傳遞壓力用內(nèi)徑為4 6mm的膠皮管或塑料管 接受壓力的儀器用皮托管或靜壓管 靜壓管是由流線形的中空管1與管接頭3組成 在管的側壁徑向開小孔2 靜壓從此小孔傳遞 如圖3 11所示 測阻布置方式 欲測某傾斜巷道1 2兩斷面之間的通風阻力時 儀器布置如下圖3 12所示 第五節(jié)礦井通風阻力測定 三 測定前的準備工作單管傾斜壓差計阻時 儀器及正負端的接法 第五節(jié)礦井通風阻力測定 四 測定方法應用原理 根據(jù)傾斜壓差計的使用接口要求 無論在1點還是2點 上風端管路一般接入 接口上 下風端管路一般接入 接口上 那么 它們測量計數(shù)結果是相同的 其壓差值是1 2兩斷面之間的靜壓差與位壓差之和 或叫1 2兩斷面的勢壓差 據(jù)此系列變化 可知該壓差計位于1 2之間任意位置 其測量結果是相同的 用單管傾斜壓差計測量該段巷道阻力的計算公式為 H阻 KLg h動L 單管傾斜壓差計的讀數(shù) mm液柱 K 單管傾斜壓差計的校正系數(shù) H阻 通風阻力 Pa h動 兩斷面的動壓之差 Pa 第五節(jié)礦井通風阻力測定 四 測定方法2 測量操作程序測量時人員可分為鋪設膠皮管 測壓和測量其他參數(shù) 風速 大氣參數(shù) 井巷幾何參數(shù) 3個小組 鋪設膠皮管小組任務 是鋪設膠皮管 安設靜壓管1 測壓組的任務 是安裝壓差計和靜壓管2 儀器連接 讀數(shù)記錄 其他參數(shù)測量小組的任務 測段長度 測點的斷面積 可在定點時進行 測點斷面的平均風速和大氣參數(shù) 測定順序 可從進風到回風 從回風到迸風逐段進行 人員較多時可分多組在一條線上同時進行 第五節(jié)礦井通風阻力測定 四 測定方法3 注意事項1 在傾斜巷道內(nèi)不宜安設測點 始末兩點盡量安設在上下水平巷道內(nèi) 2 開始測量前 用小氣筒將兩根膠皮管內(nèi)原有的空氣換成測定地點空氣 3 測回采面壓差時 儀器應安置在運輸或回風平巷內(nèi) 不易被運輸干擾的地點 膠皮管沿工作面鋪設 如果工作面鄰近有行人或通風小眼 也可將膠皮管通過這些小眼鋪設 4 測定過程中 如果壓差計出現(xiàn)異?，F(xiàn)象 必須立即查明原因 排除故障 重新測定 故障可能是 1 膠皮管因積水 污物進入或打折而堵塞 膠皮管被扎有小眼或破裂 2 壓差計漏氣 測壓管內(nèi)或測壓管與容器連接處有氣泡 3 靜壓管放置在風流的渦流區(qū)內(nèi) 第五節(jié)礦井通風阻力測定 四 測定方法3 注意事項5 在主要運輸巷和主要回風測定時 應盡可能增加兩測點的長度 以減少分段測定的積累誤差和縮短測定時間 4 影響測定結果的因素為了提高測定精度 除保持儀器完好之外 還應注意以下問題 1 適當增大測段長度 即增大每測段 減小累積誤差和相對誤差 2 注意使膠皮管內(nèi)的空氣密度與巷道內(nèi)的空氣密度相等 在溫差變化較大的區(qū)段 膠皮管鋪設后等一段時間再讀值 3 確保風速 或風量 和巷道斷面參數(shù)測量準確 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料測量資料的整理與計算是通風阻力測量工作的最后 也是最重要的一項工作 如果計算和整理數(shù)據(jù)時 公式和參數(shù)選取不當或粗枝大葉 即使測量數(shù)據(jù)再精確 仍然會導致錯誤結論 測量資料的整理與計算包括數(shù)據(jù)處理與計算和編撰礦井通風阻力測量總結 成果 報告 1 礦井通風阻力測量總結報告 一般包括以下幾個部分 1 通風系統(tǒng)概述 2 阻力測量目的 3 測量路線和測點布置 要求附圖說明 4 數(shù)據(jù)整理與計算并填寫到相應表格中 繪制阻力測量成果圖 5 測量結果分析與建議 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料2 數(shù)據(jù)處理與計算 主要內(nèi)容就是根據(jù)測量獲得的原始數(shù)據(jù)按有關表格各欄目的要求加以整理和計算 然后填寫到表中 測量數(shù)據(jù)可以用手工計算 也可以用計算機進行處理 手工計算步驟介紹 1 測段風壓消耗 通風阻力 計算 Hi KLig h動 2 測 區(qū) 段風阻計算 Ri hi Q2iR標i 1 2 i Ri便于比較各類巷道的風阻 按后式換算成標準風阻值 3 測 區(qū) 段百米風阻計算 R標100 100R標i L 4 摩擦阻力系數(shù)a的計算 a測 h摩S3 ULQ2a標 1 2 測 a測為比較各類巷道的a系數(shù) 按后式換算成標準a標 各式中參數(shù)含義與單位 參見教材P64 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料3 繪制礦井通風阻力成果圖數(shù)據(jù)處理與計算工作完成后 根據(jù)并聯(lián)風路風壓相等的原則 對測量結果進行一次檢查 測量結果無誤后 可繪制礦井通風阻力成果圖 用圖來醒目表明礦井通風狀況 繪制方法是 在方格紙上以巷道累計長度為橫坐標 分別以溫濕度 風量和阻力為縱坐標 繪制溫度 濕度 風量和阻力曲線圖 如下頁圖3 13所示 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料礦井通風阻力成果圖 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料4 典型應用實例 例3 4 在直角拐彎平巷 已知用傾斜壓差計測得1 2測點間的阻力為66Pa 1 3測點間的阻力為96Pa 測點間距L1 2為200m L1 3為300m 全長支護方式相同 巷道斷面積為5 5m2 周界長為9 8m 通過的風量為20m3 s 空氣密度為1 17kg m3 試求巷道摩擦阻力系數(shù) 拐彎處的局部阻力和局部阻力系數(shù)的大小 解 1 求摩擦阻力系數(shù) 2 求彎道局部阻力和局部阻力系數(shù) 彎道局部阻力為 要求學生找出計算參數(shù)的適用公式 輔助計算參數(shù)值 提示學生 液體經(jīng)過彎道處有彎道阻力 積累為經(jīng)驗 第五節(jié)礦井通風阻力測定 五 整理計算測量資料4 典型應用實例 例3 5 用單管傾斜壓差計測量某梯形平直巷道的通風阻力 得單管傾斜壓差計的讀數(shù)為20mmH2O 儀器的校正系數(shù)為0 3 測點1 2兩處的巷道斷面分別為s1 6 5m2 S2 7m2 空氣密度分別為 l 1 20kg m3 2 1 l5kg m3 1 2兩測點的間距為250m 通過該巷道的風量為30m3 s 試求該段巷道的通風阻力h1 2 風阻R 標準風阻R標 百米風阻R標I00 摩擦阻力系數(shù)a測及a標的大小 解 1 求1 2測段巷道通風阻力 1 2測段兩端斷面的平均風速分別為 1 2測段兩端斷面的平均動壓差為 所以1 2測段巷道通風阻力為 2 求風阻R R標 R標l00 3 求摩擦阻力系數(shù)a測及a標至計算結束 第五節(jié)礦井通風阻力測定 問答題 1 測定通風阻力的目的和基本內(nèi)容是什么 2 測量前的準備工作有哪六項3 布置測點應符合的原則和要求是什么3 測量中注意事項是什么 4 如何整理 計算測量的各項資料 計算公式有哪些 計算題 5 6 下頁 1 測定通風阻力的目的和基本內(nèi)容2 測量前的準備工作 六項 布置測點的原則和要求3 測量方法 測量操作程序4 整理 計算測量資料 繪制礦井通風阻力成果圖 課程小結 作業(yè)布置 5 某設計巷道的木支柱直徑 16cm 縱口徑 4 凈斷面積S 4 周長U 8m 長度L 300m 計劃通過的風量Q 1440 試求該巷道的摩擦阻力系數(shù)和摩擦阻力 h摩 324Pa 6 某條巷道如題圖所示 通過的風量為18m3 s s1 s2 4 5m2 s3 9m2 空氣的密度 1 20kg m3 試分別計算巷道突然縮小處和轉彎處的局部阻力 h縮 2 4Pa h彎 13 4Pa 本書 第四章 礦井通風動力 P67 課后預習 作業(yè)布置 Thankyouverymuch 歡迎批評指正 義煤技校馮衛(wèi)國 二OO九 七 五日 義馬煤技校馮衛(wèi)國 2009 7 05 三 氣壓計法測量通風阻力用氣壓計測量通風阻力 最核心的問題就是如何測定測點的空氣靜壓 目前在煤礦井下測定通風阻力使用最多的是礦井通風綜合參數(shù)檢測儀 1 測量阻力原理根據(jù)能量方程 氣壓計法就是通過氣壓計測出測點間的絕對靜壓差 再加上動壓差和位壓差 以計算通風阻力 即 或 氣壓計測量通風阻力的方法有逐點測定法和雙測點同時測定法 1 逐點測定法將一臺氣壓計留在基點作為校正大氣壓變化使用 另一臺作為測壓儀器從基點開始測量每一測點的壓力 如果在測量時間內(nèi)大氣壓和通風狀況沒有變化 那么兩測點的絕對壓力差就是氣壓計在兩測點的儀器讀數(shù)差值 即 但是 地面大氣壓和礦井通風狀況都可能發(fā)生變化 因此 井下任一點的絕對靜壓也隨之變化 這就必須根據(jù)基點設置的氣壓計讀數(shù) 對這兩測點的絕對靜壓進行校正 即 將式 3 43 代入式 3 40 則兩點間的通風阻力為 或 2 雙測點同時測定法它是用兩臺氣壓計 I II號 同時放在1號測點定基點 然后將II號儀器帶到2號測點 約定時間同時讀取兩臺儀器的讀數(shù)后 再把I號儀器移到3測點 II號儀器留在2測點不動 再同時讀數(shù) 如此循環(huán)前進 直到測定完畢 此法因為兩個測點的靜壓值是同時讀取的 所以不需要進行大氣壓變化的校正 但是測定時比較麻煩 用氣壓計法測定通風阻力主要以逐點測定法為主 2 井下測量步驟1 將兩臺儀器同放于基點處 將電源開關撥至 通 位置 等待15 20min后 按 總清 鍵 記錄基點絕對壓力值 2 按 差壓 鍵 并將記憶開關撥于 記憶 位置 再將儀器的時間對準 3 將一臺儀器留于基點處測量基點的大氣壓力變化情況 并每逢5的倍數(shù)每隔5min記錄一次 4 另一臺儀器沿著測量路線逐點測定各測點的壓力 測定時將儀器平放于測點底板上 每個測點讀數(shù)三次 也是逢5的倍數(shù)每隔5min記錄一次 5 測定時先測測點的相對壓力 然后測巷道斷面平均風速和斷面尺寸 最后測溫度與濕度 分別記錄于附表3 1至附表3 4中 如此逐點進行 直到將測點測完為止 3 注意事項1 由于礦井的通風狀態(tài)是變化的 井下大氣壓的變化有時滯后于地面大氣壓的變化 在同一時間內(nèi)變化幅度也與地面不同 所以校正用的氣壓計最好放在井底車場附近 2 用礦井通風綜合參數(shù)檢測儀測定平均風速和濕度時 由于受井下環(huán)境的影響較大 所以測得的結果往往誤差較大 故在實際測定通風阻力時 一般用機械風表和濕度計測測點的巷道斷面平均風速和濕度 3 測定最好選在天氣晴朗 氣壓變化較小和通風狀況比較穩(wěn)定的時間內(nèi)進行 四 測定方法的選擇用壓差計法測量通風阻力時 只測定壓差計讀數(shù)和動壓差值 就可以測量出該段通風阻力 不需要測算位壓 數(shù)據(jù)整理比較簡單 測量的結果比較精確 一般不會返工 所以 在標定井巷風阻和計算摩擦阻力系數(shù)時 多采用壓差計法 但這種方法收放膠皮管的工作量很大 費時較多 尤其是在回采工作面 井筒內(nèi)或者行人困難井巷及特長距離巷道 不宜采用此方法 用氣壓計法測量通風阻力 不需要收放膠皮管和靜壓管 測定簡單 由于儀器有記憶功能 礦井通風綜合參數(shù)檢測儀 在井下用一臺數(shù)字氣壓計就可以將阻力測量的所有參數(shù)測出 省時省力 操作簡單 但位壓很難準確測算 精度較差 故一般適用于無法收放膠皮管或大范圍測量礦井通風阻力分布的場合 二 數(shù)據(jù)處理及可靠性檢查 一 測定數(shù)據(jù)的處理資料計算與整理 是通風阻力測定中比較重要的一項工作 測定數(shù)據(jù)的處理雖然較為繁瑣 但要求細致 認真 稍有疏忽就會前功盡棄 反復多次 甚至導致錯誤的結論 所以必須給予重視 數(shù)據(jù)處理內(nèi)容主要包括平均風速計算 空氣密度計算 井巷風量計算 井巷相對靜壓和動壓計算 井巷之間的通風阻力計算 全礦井通風阻力計算 各井巷風阻和摩擦阻力系數(shù)計算以及礦井壓能圖的繪制等 1 巷道平均風速的計算將附表3 1中的表速通過校正曲線查出它的真風速后 再將真風速乘以測風校正系數(shù)K即得實際平均風速 參見第一章第四節(jié) 2 空氣密度計算通過附表3 2中各測點的大氣參數(shù)和干 濕溫度值 查表1 9 在標準大氣壓下不同溫度時的飽和水蒸氣量 飽和水蒸氣壓力 表 得到各測點的飽和水蒸氣的壓力 再查表1 12 由風扇濕度計讀數(shù)值查相對濕度 得到各測點的相對濕度值后 代入密度計算公式計算出測點的密度值 空氣密度的計算 應該精確到小數(shù)點后第三位 計算某測點的動壓時 直接用測點的密度值計算 計算兩斷面間的位壓差時 應該用兩測點密度的算術平均值 將各測點的密度或平均密度記入附表3 5 附表3 6附表3 7中 3 風量Q的計算1 相鄰兩測點風量相差不大或者是均勻漏風的情況下 兩測點的平均風量為 2 相鄰兩測點間如有較大的集中漏風和風流的分叉 匯合時 只能在其前后分別計算平均風量 3 在進行風量平衡時 所有的風量都要換算成礦井空氣標準狀態(tài)下的風量 將上述計算結果記入附表3 5 附表3 6和附表3 7中 4 通風阻力h阻計算用壓差計法時 用式3 39計算通風阻力 將相鄰測點阻力計算結果記入附表3 5中和附表3 7中 氣壓計法時 用式3 44或3 45計算通風阻力 將相鄰測點計算結果記入附表3 6和附表3 7中 3 通風系統(tǒng)總阻力h總的計算通風系統(tǒng)總阻力等于該系統(tǒng)從總進風口到總出風口間 沿任意一條風流路線各測段通風阻力之和 將計算結果記入附表3 5和附表3 6中 根據(jù)附表3 5和附表3 6中統(tǒng)計整理的數(shù)據(jù) 在方格紙上以巷道累計長度為橫坐標 分別以溫度 濕度 風量和阻力為縱坐標 繪制溫度 濕度 風量和阻力曲線圖 4 測點的相對總壓能h總i計算h總i Pa 3 49 將上述結果記入附表3 6中 當所有測點的相對總壓能計算出之后 即可繪制壓能圖 圖3 15為某礦的通風網(wǎng)路圖 圖3 16為該通風網(wǎng)路的壓能圖 壓能圖的縱坐標表示相對總壓能的絕對值 橫坐標表示節(jié)點的延展方向 圖中右側的三角形頂點表示通風機的風壓 5 摩擦阻力系數(shù)參見本章第一節(jié) 計算出標準狀態(tài)下的摩擦阻力系數(shù) 將計算結果記入附表3 7 6 巷道風阻R計算將附表3 5和附表3 6中的風量 兩測點間的阻力代入下式 將上述計算結果記入附表3 7中 二 測定結果可靠性檢查測點資料匯總以后 應對全系統(tǒng)或個別地段測定結果進行檢查校驗 因為儀表精度 測定技巧的熟練程度等因素的影響 測定時總會發(fā)生這樣或那樣的誤差 如果誤差在允許范圍以內(nèi) 那么測定結果可以直接應用 如果誤差較大應該查明原因進行重新測量 系統(tǒng)全面地分析各種誤差的原因 比較困難 也沒有必要 但是根據(jù)通風阻力測定的目的和要求 在測定中有目的地進行一些校驗測定 則是完全必要的 1 風量的校驗換算成標準礦井空氣狀態(tài)下的風量 根據(jù) 在密度不變的情況下 流進匯點或閉合風路的風量 等于流出匯點或閉合風路的風量 的原則進行風量比較 其誤差不應該超過所用風表的允許誤差值 如果誤差過大 則應分析查明原因 必要時進行局部或全部重新測定 2 通風阻力的校驗根據(jù)閉合風路中 每一條風路的通風阻力累計值都應該相等的原則 如果已經(jīng)測定了兩條以上并聯(lián)風路的通風阻力 就可以相互校驗 其兩者相差不應超過5 假使測定時只需要測量一條路線 為了校驗 也應盡可能再選擇一條路線最短而又與之并聯(lián)的風路 測量它的通風阻力以便校驗 測量全礦井系統(tǒng)總阻力時 最好利用通風機房內(nèi)設置的壓差計讀數(shù)校驗 通過壓差計的讀數(shù)及測定風機入風口的動壓和礦井的自然風壓 計算出全礦井的通風阻力 再與分段測量累計的全礦井總阻力相比較 其誤差不應大于5 三 礦井通風阻力測定報告的編寫通風阻力測定工作結束以后 必須對所測定的數(shù)據(jù)進行整理分析并編寫通風阻力測定報告 從中得出有價值的結論 為日后礦井通風管理 通風系統(tǒng)的改造 礦井通風自動化 通風系統(tǒng)設計和均壓調(diào)節(jié)法控制火災提供可靠的 切合實際的技術數(shù)據(jù) 礦井通風阻力測定報告的編寫內(nèi)容主要有 一 礦井概況主要介紹礦井煤層賦存狀況 井田開拓 采煤方法 回采工藝 各井巷的特征參數(shù) 支護形式及井巷標高 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)等 并附有全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)圖 二 通風安全概況主要介紹礦井瓦斯的涌出量 煤層自然發(fā)火傾向性 煤塵爆炸指數(shù) 水文地質(zhì)情況等安全基礎資料 各主要用風地點的風量和質(zhì)量 礦井總進風量和總回風量 通風機工況 通風機房壓差計讀數(shù) 礦井通風方式 通風方法 通風網(wǎng)路以及通風構筑物的數(shù)量和位置 全礦井火區(qū)的數(shù)量和位置以及礦井通風系統(tǒng) 并附有礦井通風系統(tǒng)圖和通風網(wǎng)絡圖 三 測量計劃和步驟1 測定方法根據(jù)測量目的選擇的測量方法 并附有測點原理布置圖 2 儀器準備以表格的形式列出儀器的數(shù)量 型號 使用狀態(tài) 并將儀器編號與使用人員對應一致 3 人員組織和任務分配主要分測風組 測壓組 測斷面尺寸組 數(shù)據(jù)記錄組 通訊聯(lián)絡組和安全指揮組 每個測定小組必須由上述人員5 6人組成 要附有任務分配表 基礎數(shù)據(jù)表格 4 測點線路的選擇在通風系統(tǒng)圖上標明所有測量地段 路線 測點 并且要依次編號 注明測定路線上的局部通風機 調(diào)節(jié)風門 風橋和其它障礙物 具體要求參照通風阻力測定方法 5 井下測量根據(jù)測量的目的和測量方法 參照通風阻力測量步驟 沿著測量路線 簡要說明測量過程和臨時修改的測點原因 四 資料匯總與計算計算的數(shù)據(jù)包括每一個測點的密度 風速 斷面積 風量 動壓 位壓 靜壓 相對壓力 兩測點的通風阻力 最大阻力路線上的總阻力 井巷風阻 摩擦阻力系數(shù)等 并要有具體的計算過程 并將結果繪制成表 五 誤差分析1 通風機工況變化誤差分析2 測量儀器和測量技術誤差分析 3 測點布置合理性 主要分析小阻力段在風流變化地段 誤差分析 4 井巷標高和斷面計算時的誤差分析 六 繪制壓力坡線圖和壓能圖參照第二章第四節(jié)壓力坡線圖的繪制方法 將通風阻力計算結果繪制成壓力坡線圖和壓能圖 七 測定結果分析1 衡量礦井通風管理水平 2 分析礦井通風系統(tǒng)存在問題 提出改進意見 3 均壓調(diào)節(jié)火區(qū)效果分析 4 主要通風機的安全運行分析 四 本章小結 本章從通風阻力產(chǎn)生的根本原因入手 闡明礦井通風阻力的計算方法 測定方法以及降低通風阻力的具體措施 本章是進行礦井通風系統(tǒng)設計 礦井風量調(diào)節(jié) 礦井通風系統(tǒng)管理和安全評價的理論基礎 五 思考復習題 思考題3 1何謂層流 紊流 如何判別流體的狀態(tài) 3 2在尼古拉茲實驗資料中 隨或相對粗糙度而變化分為五個區(qū) 各區(qū)有何特征 3 3摩擦阻力系數(shù)與哪些因素有關 3 4局部阻力形式主要有哪些 造成能量損失的原因是什么 3 5風流流入斷面突然擴大的阻力損失與流入斷面突然縮小的阻力損失相比較 哪一個更大 為什么 3 6 阻力 與 風阻 是不是同一個概念 其相互關系如何 各受什么因素影響 3 7等積孔的含義是什么 等積孔與風阻有哪些異同與聯(lián)系 如何衡量礦井通風難易程度 3 8為什么要減少通風阻力 用什么方法減少通風阻力 3 9通風阻力測定方法有幾種 各有何優(yōu)缺點 3 10通風阻力測定報告主要包括哪些內(nèi)容 習題3 1某設計巷道的木支柱直徑 16cm 縱口徑 4 凈斷面積S 4 周長U 8m 長度L 300m 計劃通過的風量Q 1440 試求該巷道的摩擦阻力系數(shù)和摩擦阻力 h摩 324Pa 3 2某巷道有三種支護形式 斷面積均為8m2 第一段為三心拱混凝土砌碹巷道 巷道不抹灰漿 巷道長400m 第二段為工字梁梯形巷道 工字梁高 10cm 支架間距為0 5m 巷道長500m 第三段為木支架梯形巷道 支架直徑 20cm 支架間距為0 8m 巷道長300m 該巷道的風量為20 試分別求出各段巷道的風阻和摩擦阻力 第一段R1 0 0535Ns2 m8 h1 21 4Pa 第二段R2 0 208Ns2 m8 h2 83 2Pa 第三段R3 0 1Ns2 m8 h3 40Pa 3 3某條巷道如題圖3 1所示 通過的風量為18 空氣的密度試分別計算巷道突然縮小處和轉彎處的局部阻力 h縮 2 4Pa h彎 13 4Pa 3 4某巷道摩擦阻力系數(shù) 通過的風量 Q 40 空氣的密度 在突然擴大段 巷道斷面由S1 6m2變?yōu)镾2 10m2 求 1 突然擴大段的局部阻力 4 4Pa 2 其他條件不變 若風流由大斷面流向小斷面 則突然縮小段的局部阻力又是多少 5 6Pa 3 5某礦井的風量為100m3 s 阻力為2158Pa 試求其風阻和等積孔 并繪制風阻特性曲線 R 0 2158Ns2 m8 A 2 56m2 3 6某礦簡化后的通風系統(tǒng)如題圖3 2所示 已知R1 2 0 039Ns2 m8 R2 3 1 177Ns2 m8 R2 4 1 079Ns2 m8 Q2 3 35m3 s Q2 4 25m3 s 試求礦井的總阻力 總風阻和總等積孔各為多少 h 1262 5Pa R總 0 351Ns2 m8 A總 2m2 3 7用單管傾斜壓差計與靜壓管測量一條運輸大巷的阻力 該巷為半圓拱料石砌碹 測點1與測點2處的巷道斷面積為s1 8 8m2 s2 8 0m2 1 2兩測點的間距是300m 通過該巷道的風量是30m3 s 單管傾斜壓差計的讀數(shù)為L 21 1mm液柱 讀數(shù)時的儀器校正系數(shù)K 0 2 測點1的空氣密度測點2的空氣密度試計算該巷道的摩擦阻力和摩擦阻力系數(shù) 并將摩擦阻力系數(shù)換成標準值 h摩 39 9Pa 1 長壁采煤法的回采工藝 包括有哪些步驟 2 說明長壁采煤工作面機采 綜采設備配置的不同 3 說明單一煤層傾斜長壁采煤法巷道布置特點 1 采煤機簡單結構 單雙滾簡采煤機 刨煤機2 走向采煤工作面 回采工藝與步驟特點 機采面 落煤與裝煤 運煤 支護 移架 采空處理特點 綜采面 設備配置 回采工藝特征3 傾斜長壁采煤方法 單層采煤區(qū)巷道布置特點 回采工藝與采煤方法特點 課程小結 作業(yè)布置 采煤概論 P100 厚煤層采煤方法 課后預習 Thankyouverymuch 歡迎批評指正 義煤技校馮衛(wèi)國 二OO八 十一 八日