煤矿矿井测风工安全系统技术操作规程.docx
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煤矿矿井测风工安全系统技术操作规程
**********煤矿
矿井测风工
技术操作规程
二零一七年十月
**********煤矿
测风工技术操作规程
第一章风速与风量检测
一、一般规定
1、测风工必须熟悉矿井通风系统,有一定的分析判断能力,并且具有瓦斯检查工的培训合格证方可持证上岗。
2、测风工应担负以下工作:
①按要求进行通风量分配调节、通风系统调整;
②测算矿井风量、风压、漏风量;
③测定矿内空气温度,相对湿度和气体浓度;
④测定局部通风机的风量、风压;
⑤在矿井瓦斯等级鉴定,矿井反风演习,主要通风机性能测定时,测定有关参数和汇总资料。
⑥及时准确填写有关报表、手册和井下测风牌板并及时上报测风记录数据和报表。
二、准备工作
1、严格执行《规程》规定。
入井前应对所用的仪器、仪表进行检查,确保完好可靠,符合要求。
2、风表开关、回零装置和指针灵活可靠,外壳及各部位无松动,风表与风表校正曲线相对应。
4、皮托管的中心孔和管壁孔无堵塞,压差计的玻璃管无破损,刻度尺清晰,各零件、螺钉、胶管齐全,各旋钮灵活可靠。
5、入井前必须带好各种所需要的仪器、仪表、记录本(要带上便携式瓦斯检查报警仪、光学式瓦斯检查报警仪、温度计、各速风表、气压计)等。
三、风表使用方法
目前,煤矿使用机械翼式风表。
中速风表受风翼轮由8个叶片按照与旋转轴垂直平面成一定角度安装组成,当风流吹动叶片时,通过传动机构将运动传递给计数器,指示出叶轮的转速。
计数器上设有开关,当打开开关,指针随叶轮转动,关闭开关,叶轮虽仍转动,但指针不动。
回零推杆为回零装置,不论指针在任何位置,只要按下椎杆,所有指针都回到零位。
低速风表的构造与中速风表相似,只是其叶片更薄更轻,叶轮轴更细,因而当风速很低时,也能转动。
高速风表为了能够经受高速风流的冲击,叶片较坚固。
测量时手指按下启动杆,风表指针回到零位,手指放开后红色计时指针开始转动,此时风表指针也开始计数,经1min后风速指针停止转动,计时指针转到初始位置也停止转动,风速指针所示数值即为表速,格/min。
四、巷道平均风速的测量方法
1、风表测风的方法有定点测风和线路测风。
定点测风:
巷道断面在10㎡以上时测120S,巷道断面为4-10㎡时测60S。
线路测风:
风表在测风断面内按规定线路、规定时间(60-120S)匀速移动。
根据断面的大小线路分为四线法、六线法和迂回八线法。
2、风表的移动路线
由于空气具有粘性和井巷壁面有一定的粗糙度,使得井巷中空气在流动时会产生内外摩擦力,导致了风速在巷道断面上的分布并非是均匀的。
如图4-4所示。
风速在巷壁周边处风速最小,从巷壁向巷道轴心方向,风速逐渐增大。
通常在巷道轴心附近风速最大。
在井下因井巷断面和支护形式的不同,最大风速往往不在巷道轴心上,风速分布也不对称。
在测量巷道平均风速时,如果把风速计(风表)停留在巷道边壁附近,测量结果将较实际值偏小;风速计位于巷道轴心位置时又使测量结果偏大,因此测定巷道平均风速时,不能使风速计停在某一固定点,而应该在巷道横断面上按着一定路线均匀地测定,其数据才能真实地反映出巷道的平均风速。
在矿井通风中如不特别注明是某一点的风速,那么所指的风速均为巷道平均风速。
其含义可用下式表示:
V均=Q/Sm/s
式中:
Q——单位时间通过的风量,m3/s;
S——巷道断面积,m2。
为了测得巷道平均风速,测风时可采用线路法(即将风表按一定的路线均匀移动);或采用分格定点法(即将巷道断面分为若干格、风表在每格内停留相等的时间)进行测定,然后求算出平均风速。
图4—5所示为风表移动路线。
风表在巷道内的移动路线以图中a所示最为准确,但其操作较困难。
由实际经验得出图中c所示的四线式路线法,测量简单,结果也很准确,巷道断面较大时,可采用图中所示的六线测风法。
分格定点法测风时应按巷道断面积的大小来确定分格点数。
一般梯形巷道通常采用12点测风法,即最上部取3个点,中部取4个点,底板附近取5个点来测量平均风速。
3、利用风表测量巷道平均风速的方法
测风员用风表在巷道内测风时采用侧身法。
侧身法是测风员背向巷道壁站立,手持风表将手臂向风流垂直方向伸直,然后在巷道断面内作均匀移动。
由于测风员立于巷道内减少了通风断面,从而增加了风速,测量结果将较实际风速偏大,故需对测量结果进行校正,即:
V表=K.V测
校正系数:
K可按下式计算:
k=(S-0.4)/S
式中:
S—测风处巷道的断面积,m2;
0.4-测风员阻挡风流的面积,m2。
五、巷道断面积的测算
在煤矿生产过程中常见的巷道断面形状有矩形、梯形、三心拱形、半圆拱形、和圆形等几种。
巷道断面形状如图4—6所示。
1).矩形巷道断面积
S=B×hm2
式中:
S—巷道断面积,m2;
B-矩形巷道宽度,m;
h--矩形巷道高度,m;
2).梯形巷道断面积
S=(B1+B2)×h÷2m2
式中:
S——梯形巷道断面积,m2;
B1、B2一分别为梯形巷道的上、下底净宽度,m
h——梯形巷道的高度,m
3)、圆形巷道的断面积
S=πD2÷4,m2.或S=0.7854×D2,m2
式中:
S——圆形巷道的断面积,m2
D——圆形巷道的直径,m;
π--圆周率,π=3.14159.
4)、三心拱形巷道净断面积
S=B×(0.26×B+h),m2
式中:
S——巷道断面积,m2;
B——巷道断面底宽,m;
h——由道碴面算起的墙高,m。
5).半圆拱形的巷道断面积
S=π×B2÷8+B×h,m2
式中:
S——半圆拱形巷道断面积,m2:
B——半圆拱形的直径(巷道宽度),m,
π——圆周率,π=3.14159;
h——拱形底高度或半圆拱巷道的墙高,m。
圆弧拱形巷道断面积可利用下式计算;
S=B×(0.24B+h),m2
式中:
S——圆弧形巷道净断面积,m2;
B——巷道断面的净宽度,m,
h——巷道的拱基高度,m。
六、选择测风地点应注意的事项
为了能够准确地测量矿井风速、风量必须合理地选择测风地点。
选择测风地点应注意下列事项:
1、矿井的进、回风巷,各水平、各翼和各采区的进、回风巷的测风地点应选在测风站。
2、辅助通风机的进风测点,应在确能代表辅助通风机工作范围的进风巷道;辅助通风机的排风测点应在距辅助通风机排风口20至30m范围内。
3、主要通风机的排风量,应在风机扩散器处测定,条件受限制时可在入风侧测定。
4、回采工作面测风点应选择在直线段上,巷道支架必须完整,断面基本一致。
5、每个测风地点必须选择在巷道断面均匀一致,前后5m内无任何障碍物、拐弯、起伏不平、空帮空顶、淋水之处。
七、机械式风表测量风速的方法、步骤
用机械式风表测量巷道平均风速的方法、步骤如下:
1、进入测风站或待测巷道测风时,首先要估测巷道的风速,然后再选用相应量程的风表进行测定。
如估测巷道的风速为6m/s左右时,可选用量程为0.5~10m/s的中速风表。
2、取出风表和秒表。
将风表指针回零,然后使风表迎着风流,并与风流方向垂直,待翼轮转动正常后,同时打开风表的计数器和秒表,在1min的时间内均匀走完测量路线(或测量点),然后关闭秒表和风表,读取风表指针读数(格/min),并作记录。
3、在某一断面进行测风时,测风次数应不少于三次,每次测量误差不应超过5%,然后取三次测风结果的平均值(格/min)。
如果测量误差大于5%,,说明测风结果不符合要求,需追加一次测风。
4、在测得巷道风速后,还必须用钢卷尺细致地量出测风地点的巷道各部尺寸,计算出测风处的巷道断面积。
5、把测风数据和巷道参数记录下表之中。
川源矿业有限责任公司东宝煤矿测风记录手簿
序号
测风地点
风表
类型
巷道规格(m)
断面积
m2
障碍物面积
净断面积
测次
风表
读数
时间
s
表风速格/s
均风速
m/s
真风速
m/s
实际风速m/s
风量m³/min
CH4
%
CO2
%
温度℃
气压pa
宽
高
半径
1
一次
二次
三次
6、计算表速和巷道的平均风速
(1)表风速V表=风表读数÷t格/S
式中V表——测得的表速,格/s,
风表读数——即风表上显示的数值,格;
t——测风时间,S;一般为60s。
(2)平均表风速
V均=(V表1+V表2+V表3)/3
式中V均——三次测量的表风速的平均值,格/s,
V表1、V表2、V表3——分别三次的表风速,格/s;
3——测量次数,3次。
(3)根据计算出的平均表风速,查看风表校正曲线(如图4一7所示),可求得巷道内真风速V真。
也可以通过校正公式进行计算:
真风速V真=V均×b+am/s
式中V真——校正系数校正后的风速,m/s,
V均——平均后的表风速,m/s;
b——风表校正系数(由风表检定报告中提供);
a——风表修正值(由风表检定报告中提供)。
(4)、校正测风人员对风速的影响,
实际风速V实=V真×(S-0.4)/S,m/s,
式中:
V实—修正了测风人员对风速的影响后的实际巷道风速,m/s;
V真—校正系数校正后的风速,m/s,
S—测风处巷道的断面积,m2;
0.4—测风员阻挡风流的面积,m2。
(5)根据测量出的巷道参数计算出巷道断面积S,然后求算出通过的风量。
Q=S×V实×60m3/min
式中Q——通过巷道的风量,m3/min,
S——巷道断面积,m2
V实——测算出的巷道内实际的平均风速,m/S
60——60秒,风量单位是m3/min,即等于60秒。
八、测算风速例题:
在井下一测风站内进行测风,预估风速在5m/s左右,选用中速风表进行观测,测风站的巷道断面形状为半圆拱形,巷道的净宽度为3m,拱基高为2m,风表的三次测量读数分别为nl=325、n2=337、n3=340,每次测风时间均为1min。
求算该测风站的风速和通过测风站的风量各为多少?
(风表校正曲线如图4—7所示)
解:
(1)检验三次测量结果的最大误差是否超过5%。
E=(最大读数—最小读数)/最小读数×100%
=(340-325)/325×l00%
=4.62%<5%
三次测量结果的最大误差4.62%<5%,测量数据精度符合要求。
(2)计算表风速V表=风表读数÷t格/S
V表1=325÷60=5.42格/s,
V表2=337÷60=5.62格/s,
V表3=340÷60=5.67格/s,
(3)计算平均表风速
V均=(V表1+V表2+V表3)/3
=(5.42+5.62+5.67)÷3=5.57格/s,
(4)通过校正公式计算真风速:
首先通过此中速风表的检测报告查得此风表的校正系数为:
中速风表:
V真=0.863V均+0.097
真风速V真=V均×b+am/s
=5.57×0.863+0.097
=4.90391m/s
(5)、计算巷道的断面积:
巷道断面形状为半圆拱形,巷道的净宽度为3m,拱基高为2m,半圆拱形的巷道断面积:
S=π×B2÷8+B×h,m2
=3.14×32÷8+3×2
=9.53m2
(6)、校正测风人员对风速的影响,
实际风速V实=V真×(S-0.4)/S,m/s,
=4.90×(9.53-0.4)/9.53
=4.69m/s
(7)计算通过巷道的风量:
Q=S×V实×60m3/min
=9.53×4.69×60
=2681.74m3/min
九、用风表测风时应注意的问题
1、风表度盘一侧背向风流,即测风员能看到度盘。
否则,风表指针会发生倒转。
2、风表不能距人体太近,否则会引起较大的误差。
3、风表在测量路线上移动时,速度一定要均匀。
在实际工作中,这点常不被重视,由此引起的误差是很大的,如果风表在巷道中心部分停留的时间长,则测量结果较实际风速偏高,反之,测量结果较实际值偏低。
4、叶轮式风表一定要与风流方向垂直,在倾斜巷道测风时,更应注意。
5、在同一断面测风次数不应少于三次,每次测量结果的误差值不应超过5%。
6、风表的量程应和测定的风速相适应。
否则,将造成风表损坏或测量不准确,甚至吹不动叶轮无法测量。
当风速大于10m/s时,应选用高速风表,当风速为0.5~10m/s时,选用中速风表,当风速小于0.5m/s时,要选用低速风表。
7、为减少测量误差,一般要求在1min的时间里,刚好使风表从移动路线的起点到达终点。
8、使用前还应注意风表校正有效期。
十、矿井主要通风机的工作风量测定
①在风硐内测风时,可使用自动测风仪表或超声波风速仪。
也可采用皮托管和单管倾斜压差计测定风流的动压,在测量断面上按等面积布置4~8支皮托管,各自连接一台单关倾斜压差计,读出动压值,计算出平均风速。
②在主要通风机出风口测定时,轴流式风机测风断面应选在环形扩散器断面,用等面积环的原理在断面内布置测点。
测3~5次后,取其平均值。
十一、局部通风机工作风量测定
①用风表测定时,先在局部通风机吸风口前10米巷道内(如图中A-A断面)用风表测风速,求得风量值;再在局部通风机后5米巷道内(图1中B-B断面)用风表测风速,求得风量值,A、B断面的风量差即为局部通风机的工作风量。
②在局部通风机的进、出风口直接用高速风表测定时,应手持风表紧靠防护网按绕线法在吸风口全断面内均匀地移动1min而测得。
测风人员必须站在一侧,不可正对吸风口。
掘进工作面的风量测定应在风筒出风口以外10~20米的巷道内进行,如图1中C断面;也可在风筒内C断面图1用皮托管、压差计测得。
测定风筒百米漏风率应按下式计算:
p100=(Qf-Q)×100×100/Qf.L
式中,P100为风筒百米漏风率,%;
Qf为局部通风机的工作风量,m3/s;
Q为掘进工作面风量(风筒末端风量),m3/s;
L为风筒长度,m。
十二、矿井有效风量、漏风率等计算
1、矿井有效风量计算
Q有效=∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他
式中Q有效为矿井有效风量,m3/min;
∑Q采为各采煤工作面实测风量之和,m3/min;
∑Q掘为全风压供给各掘进工作面的风量之和,m3/min;
∑Q硐为各独立通风硐室实测风量之和,m3/min;
∑Q其他为其他用风地点实测风量之和,m3/min;
2、矿井有效风量率按下式计算:
E=Q有效/Q总进
式中E为矿井有效风量率%;
Q有效为矿井有效风量,m3/min;
Q总进为矿井总进风量,m3/min;
3、矿井外部漏风量的计算公式:
△Q外部=∑Q主通-∑Q总回
式中△Q外部为矿井外部漏风风量,m3/min;
∑Q主通主要通风机的总排风量,m3/min;
∑Q总回为矿井总回风量,m3/min;
4、矿井外部漏风率的计算:
L=∑Q外漏/∑Q主通×100
式中L为矿井外部漏风率,%;
∑Q外漏为矿井外部漏风量之和,m3/min;
∑Q主通为各台主要通风机风量总和,m3/min。
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