矿井测压测风装置及其测压测风的方法与流程

本发明涉及一种矿井测压测风装置及其测压测风的方法，属于煤炭开采领域。

背景技术：

矿井采掘工作面的布置情况不断发生变化，需要及时调整通风系统和进行风量调节，以满足各用风地点的需风要求，保证安全、正常生产。为了检查矿井总风量和各用风地点的风量是否满足需要，各通风井巷的风速是否符合要求，必须对各井巷和通风地点的风速定期进行测算，并计算相应的风量值。测风速有两种方法，风表测量法和测压测风法。因风表测风法，测量时受现场、测风员和测风仪器的影响，误差较大。本发明是通过制作一种测压装置，通过屁3托管配合压差计测量各种风压，从而换算出风量。

技术实现要素：

本发明提供一种矿井测压测风装置及其测压测风的方法，解决井下测风测速中存在的测量效率问题，并通过测量数据进行通风控制，满足生产需要。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

矿井测压测风装置，包括竖向主井测压装置和巷道测压装置，主井测压装置包括负压测管、全压测管和静压测管，所述负压测管和全压测管设置在连接主井的方形截面的平直断面的风硐内，负压测管的测压孔开口方向垂直于风流，全压测管的测压孔开口方向平行于风流，负压测管和全压测管分别连接ｕ型差压计，所述静压测管设置在连接方形截面风硐的圆形风管的通风机前方平直段，静压测管连接ｕ型差压计，静压测管的测压孔开口垂直于风流；

巷道测压装置设置在总回巷道，包括多个设置在同一断面位置的皮托管，皮托管平行于风流方向，皮托管的全压静压接口分别接入胶皮管后汇集接入差压计。

连接方形截面风硐的圆形风管为两个，对应的每处圆形风管设一台通风机，每个圆形风管的通风机处分别设静压测管。

所述负压测管、全压测管和静压测管包括设置在断面两侧的支管，两支管在顶部汇集于主管，支管上均匀布置测压孔。

所述皮托管为九组，设置在三横三竖布局的支撑框架上，支撑框架的横竖交点固定所述皮托管。

所述支撑框架的横竖管体由直径25mm的圆管内套直径为20mm的圆管组成，管体的端部通过钢管固定板固定于巷道壁，横向或竖向布置的管体间通过管卡相固定，皮托管连接的胶皮管汇集并沿巷道壁后连接差压计。

所述差压计为u型差压计，差压计连接在线监测系统。

利用矿井测压测风装置进行风压风速测量的方法，各差压计读取压力数值，将该数值与通风机在线监控系统显示的压力值对比，判断通风机在线监控系统中压力显示的正确性；

皮托管对巷道内进行压力测定，并计算出布置测点的速压，取测点的平均速压来计算风量。

本发明的优点在于：

通过主井中的测风管进行风压测量，在静压、全压与通风机测定报告进行比对，并根据矿井需风量，合理确定主要通风机运行工况点，有效降低矿井负压。通过井下测压系统与已有测风数据对比，对矿井总回风量进行量化分析。明确工作重点，制定、完善矿井总回风量使用皮托管测定速压计算风量提供科学依据。最后将全部资料汇总编辑成测试报告，作为矿井总回风量测风工作和现场通风管理的依据。提高了测压测风效率，满足高效生产的需要。

附图说明

图1是主井中的侧面布置图，

图2是图1的俯视图，

图3是图1中的a断面位置中负压测管的布置图，

图4是图1中的a断面位置中全压测管的布置图，

图5是总回巷道中的皮托管的布置图，

图6是总回巷道中的皮托管的连接图，

图7是支撑框架的结构图，

附图标记：1、负压测管，2、全压测管，3、静压测管，4、风硐，5、通风机，6、支撑框架，7、胶皮管，8、差压计。

具体实施方式

本发明是一种矿井测压测风装置，包括竖向主井测压装置和巷道测压装置，

主井测压装置包括负压测管、全压测管和静压测管，所述负压测管和全压测管设置在连接主井的方形截面的平直断面的风硐内，如图1和图2中的a断面，负压测管的测压孔开口方向垂直于风流，全压测管的测压孔开口方向平行于风流，负压测管和全压测管分别连接差压计，所述负压测管、全压测管和静压测管包括设置在断面两侧的支管，两支管在顶部汇集于主管，支管上均匀布置测压孔。

所述静压测管设置在连接方形截面风硐的圆形风管的通风机前方平直段，如图1和图2中的b断面，静压测管连接差压计，连接方形截面风硐的圆形风管为两个，对应的每处圆形风管设一台通风机，每个圆形风管的通风机处分别设静压测管，静压测管的测压孔开口垂直于风流；

巷道测压装置设置在总回巷道，包括多个设置在同一断面位置的皮托管，所述皮托管为九组，设置在三横三竖布局的支撑框架上，支撑框架的横竖交点固定所述皮托管。皮托管平行于风流方向，皮托管的全压静压接口分别接入胶皮管后汇集接入单管倾斜式差压计。支撑框架的横竖管体由直径25mm的圆管内套直径为20mm的圆管组成，管体的端部通过钢管固定板固定于巷道壁，横向或竖向布置的管体间通过管卡相固定，皮托管连接的胶皮管汇集并沿巷道壁后连接差压计。

皮托管和胶皮管安装连接好之后，用打气的方法对胶皮管的导通性及其所属测点进行检查，并在其胶管上标写“+”、“-”号。布置皮托管测点时，要求各测点测得风速的平均值应等于或接近于断面上实际平均风速。测点的数量主要取决于断面积和速度场分布的均匀程度，断面大和速度场分布不均匀时测点应适当增加。毕托管与压差计的连接形式采用多点并联。多点并联既是各测点的全压和静压分别串在一起后与差压计相连，如图4所示，它适用于速度场分布比较均匀的条件。

利用矿井测压测风装置进行风压风速测量的方法，各差压计读取压力数值，将该数值与通风机在线监控系统显示的压力值对比，判断通风机在线监控系统中压力显示的正确性；

皮托管对巷道内进行压力测定，并计算出布置测点的速压，取测点的平均速压来计算风量。矿井测定风量所常用的是l型皮托管，是一个弯成直角的金属管，直角的一端为测头，测头的顶部是总压孔，侧面是静压孔，另一端是支杆，在支杆的末端是定向杆，通过软胶皮管同时将静压和全压的通管与差压计相连读取压差的方式进行流速测量。

计算公式如下：

p－p0＝1/2ρv2(ph＝1/2ρv2)

式中：p—所测点风流全压

p0—所测点风流静压

ρ—空气密度

v—所测点风流风速

空气密度的计算：

ρ＝0.00348×ph/273＋t(1－0.378φps/ph)

式中：ph—测点处大气压力，通过精密气压计读出

φ—空气相对湿度

t—空气温度，℃

ps—温度t时饱和水蒸气的分压，pa(可查表得知)

由此可以推出测点的流速，考虑到全压与静压的测量误差，利用他们的测量读数进行流速计算时，应做适当的修正，其校准系数α一般为0.99-1.01，根据断面的大小不同，采用等面积法，沿水平方向在每个面积平分线上布置测点。

求取n个测点风速的平均值vn计算公式：

求取n个测点风速的平均值vn，带入风量计算公式：

q=vn×s，

式中：q—测量地点的风量

vn—n个测点风速的平均值

s—测量处断面面积。