《内科大矿井通风讲义11矿井通风测定和通风系统管理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内科大矿井通风讲义11矿井通风测定和通风系统管理.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第十一章矿井通风测定和通风系统管理矿井通风常用的检测仪器有几类，常用的风速测量仪器仪表有：叶轮式风表、数字风表 和超声波风速仪表；矿井中常用的测压仪器主要有：空盒气压计、精密气压计，各类压差计； 常用的粉尘采样器有：滤膜采样测尘仪器、快速测尘仪(直读式测尘仪)等；常用的温、湿 度测定仪器有：温度、湿度检测仪表、红外温度探测仪等。上述大多数仪器在前面的有关章 节已经分别做了介绍。矿井通风检查与管理的主要内容有：(1)矿井空气成分(包括各种有毒有害气体)与矿内气候条件的检查；(2)全矿风量和风速的检查；(3)全矿通风阻力的检查；(4)矿井空气含尘量的检查；(5)矿井主扇工况的检查和辅扇、局扇工作情
2、况的检查；(6)根据生产情况的发展和变化，确定各个时期内全矿所需风量，并将风量合理分配 到各需风地点；(7)通风构筑物和主要通风井巷的检查和维护；(8)有自燃发火矿井的火区密闭检查及全矿消防火的检查与处理等。11.1矿井通风测定1 .矿井通风系统测定与评价的目的矿井通风系统测定与评价的目的是为了贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”方针，对 矿井通风系统各项技术经济指标进行测定，充分掌握矿井通风的第一手资料，客观、科学地 对矿井通风系统管理现状和运行效果进行评价，为完善矿井通风系统提供科学依据，以利于 提高矿井安全生产程度，改善井下作业面的工作环境。2 .矿井通风系统测定与评价周期地下矿山随着开
3、采作业的不断进行，作业环境始终处于动态之中，只有定期地对矿井通 风系统进行全面的测定与评价，才能发现矿井通风系统中存在的问题，挖掘通风潜力，有效 的提出改善矿井通风系统的措施和对策。矿山企、也要根据本矿山的实际情况，应定期对井下 风速、粉尘浓度、有毒有害气体等进行自检，其测定与评价结果作为申报安全生产许可证的 材料之一。3 .矿井通风系统测定与评价主要内容与程序矿井通风系统测定与评价程序包括：准备阶段；通风系统技术指标的测定；资料整理分 析与计算；通风系统技术指标的定量评价；提出完善通风系统的对策与措施；评价结论；编 制矿井通风系统测定与评价报告。1LL1测定前的准备工作1 .图纸及有关技术资
4、料的准备和收集(1)矿山生产概况。主要收集包括矿山的年产量、采矿方法、开拓系统和通风系统情 况、采场作业面的分布及数量、掘进工作面的分布及数量等。(2)通风系统服务范围内的各中段平面图。中段平面图主要用以指导通风系统调查和 布置测点。在中段平面图上必须标明该中段所有作业面的位置、主要通风构筑物位置、主扇、 局扇和辅扇的安装位置、与邻中段有联系的井筒及专用通风井巷的位置等。式（11-12）中，e测定结果的相对误差。丝5%时，结果可以应用，否则应检查原因或 局部重测；rs全系统测定阻力累计值，Pa；Rm全系统计算阻力值，Pao式（11-12）中，/2Rm 由式（11-13）求得。% =儿一日寸土“
5、N（11-13）式（11-13）中，心风机房水柱计读数，Pa,取该系统整个测定过程中读数的平均值；v风胴内安装水柱计感压孔断面的平均风速，m/s；Hn测定系统自然风压（测算方法参见本章和第5章），Pa；自然风压与风流同向 取反之取p风胴内风流的空气密度，kg/m3o在一个系统中若测量两条并联路线，结果可互相检验。如果通风状态没有大的变化， 并联路线的测定结果则应相近。在测定的过程中，应及时对风量进行闭合检查，在无分岔的线路上，各测点的风量误 差不应超过5%o11.3 矿井通风的组织管理11.3.1 矿井通风安全管理的基本任务通风安全管理是目标管理，即根据地下矿通风规范等有关规定，结合矿井的实际
6、情 况制订安全管理目标，各项管理工作紧紧围绕这个目标进行，并在充分调查研究的基础上制 定实现目标的保证措施。保证措施的内容包括组织保证、制度保证、安全教育、监督检查和 技术措施等。通风安全管理是动态管理。矿井生产场所经常变化，不安全因素不可能完全预见。因 此，在施工和落实措施的过程中，应及时收集和处理信息，并根据获得的知识、经验、数据 及时（重新）对生产环境的不安全因素进行分析、评价，不断充实完善技术措施和管理制度， 直至实现安全生产目标。由于矿井生产条件经常处于变化之中（如开采深度的增加、作业地点的改变、工作面 的推移、巷道的贯通或堵塞等），要使矿井通风不断适应生产的变化，经常保持良好的作业
7、 环境，设立专业性的通风管理机构和制定规章制度是必不可少的。11.3.2 矿井通风组织机构我国矿山的通风组织机构虽各矿不尽相同，但大中型矿山大体上按如下模式设置：通 风防尘业务由安全防尘（或安全环保）部门负责。名级安全防尘部门都设有通风防尘工程师。 矿安全防尘部门，还设有通风防尘化验室，坑口设有通风防尘工区（段）。矿山的通风防尘专职人员，按照矿山接尘人数的37%配备。11.3.3 通风规章制度金属非金属矿山通风除必须执行地下矿通风规范等行业标准外，还应建立以下各 项制度：（1）计划和设计会审制度。无论矿山的长远规划或近期的生产计划，都必须包括改善 矿井通风防尘条件的内容。计划和设计的会审都应邀
8、请安全防尘部门参加，在取得他们同意 的情况下才能交付实施。（2）通风防尘检查测定制度。必须经常对通风系统状况、通风防尘设备状况、通风构 筑物使用情况、工作面通风防尘条件等进行检查，并定期检查通风防尘措施执行情况，发现 问题及时处理。每月或每季应测定矿井风量和风量分配以及风源质量。通风系统改变前后， 应进行矿井通风阻力的测量。（4）井下作业人员通风防尘守则。凡矿山作业人员都有爱护通风防尘设施，保持良好 作业环境的义务；要自学遵守安全规程和岗位操作规程的有关规定，配带好个人劳动保护用 品。坚决制止和拒绝违章作也。（5）通风防尘奖惩制度。对执行通风防尘制度特别好，在改善矿井通风防尘条件上有 突出贡献
9、或做出了显著成绩的单位和个人应给予奖励。对那些一贯不认真执行通风防尘制度, 或破坏通风防尘设施、设备以及严重违章者应给予严肃惩处。11.3.4 通风安全管理体系的管理原则为了使通风安全管理组织高效运行，通风安全管理体系必须遵守下列原则：（1）层级原则。这要求各层管理机构要分工和责任明确，即体系中每个人员应明确自 己的岗位、任务、职责和权限，上级是谁，对谁负责，自己的工作程序和信息渠道，如何取 得需要的决策和指令.从何处取得需要的合作。层级原则是管理体系高效运行的基础。（2）统一指挥原则。一个工作人员只能接受同一指令或指挥，如果需要两个以上部门 或领导人同时指挥时，在下达命令之前这些部门或领导人
10、应相互沟通，这样才不会让下级无 所适从。如果一个领导在下达命令时由于情况紧急，来不及同其他领导人沟通，事后必须及 时把情况向其他领导讲清楚，以形成统一意见,避免出现多头指挥；当下级发现指挥矛盾时， 应及时向上级反映，要求协调与更正，同时下级也要增强适应性，善于将不同的要求协调起 来。（3）责权一致原则。在委以责任的同时，必须同时委以完成任务所需要的相应的权利。 有责无权不能充分发挥管理人员的积极性和主动性，使责任制形同虚设，无法完成任务，有 权无责必然助长官僚主义和瞎指挥。（4）分工与协作原则。为了提高工作效率，必须把通风管理工作中的各项任务和目标 分配给各层机构和各个人。通过分工可使人们专心
11、从事某一方面的工作，对工作的程序、方 式、方法更加熟练，有利于提高工作效率，协作是与分工相联系的，是体系完成目标所必须 的一种工作方式.两者是相辅相成的。（5）动态组织原则。组织的形式应能根据安全条件的变化及时做相应的改变，以适应 安全生产发展的需要。11.4 矿井通风系统的自动化管理通风系统自动化管理的目的，在于借助各种自动化手段（包括计算机），及时了解通风 系统状况，迅速做出反应，合理地调节风流，达到既能随时满足生产对通风的要求，又能减 少风流浪费，节约电力消耗的目的。通风系统的自动化管理通常包括以下内容：（1）井下大 气环境的自动检测；（2）通风系统状况的自动监视；（3）按照需要（或最佳
12、方案）自动调节 和分配分量。生产调度室将当日的生产作业地点和作业量通知通风控制室，按照实际的作业地点，启 动掘进工作面的风扇并打开回采工作面的调节风门，进行送风。不作业的工作面则关闭通风 设备停止送风。主扇和各个支路的实际风量、主风道中的CO浓度以及主扇的风压、电流、 电压、电机及轴承温度等都通过相应的传感器测出，并将信号发回控制室输入计算机。计算 机对发问的信号进行处理后，在荧光屏上显示检测结果，并按时打印平均值，同时进行分析 判断。一旦检测结果异常，则发现警报或做出相应处理。例如风流中CO浓度超过正常值， 表明爆破作业已经开始，需要较大风量，于是控制风流调节机构动作，按爆破后通风所需的 大
13、风量进行通风。当风流中co浓度恢复正常，表明爆破后通风过程已经结束，再控制风量 调节机构，恢复正常通风。井下各通风设施、设备（如风门、扇风机等）的工作状况也有信 号发往控制室，也可通过工业电视直接观察。如上所述，在一个通风自动化管理系统中，必须解决遥控、遥测和风量的自动调节等问 题，以及编制计算机控制软件。11.4.1 遥控与遥测遥控过程中传送的指令信号有多个，多路信号的传输方式通常有频分制和时分制两类。 频分制是将各路信号按照不同的频率发送和接收。时分制是按照时间的先后次序依次传送各 种信号。频分制的电路简单，故障较少，应用较广。但频分制中的交叉干扰比较严重。在频分制系统中，最简单的是采用单
14、频信号，即用单一的频率信号代表一个控制指令。频率 的发送和接收可采用定型生产的载频器来进行。信号通过专用传输线或500V以下的动力线 来传递，如图11-6。图11-6 频率信号的传递K一开关；J 继电器；1频率发送器；2频率接收器；3 信号传输线；4工作电源当需要进行某项控制时，由人或计算机发出命令使开关K （或继电器）闭合，频率发送 器所发生的信号通过传输线被相应频率的接收器所接收，频率接收器收到信号后使继电器J 接通，于是控制各种执行机构（如风门、风机等）按要求动作。在通风白动化管理系统中，需要检测风量、风压、温度、有毒气体浓度等。这些参量都 是非电量，为了进行遥测，必须把它们变换成某种电
15、量，然后加以传输。1 .风压的遥测可用差压变送器将压差转换成电流输出。2 .风量的遥测在固定断面中安装风速检测元件，并将测定值变换成电流（或电压）进行输出。遥测风速的检测元件有以下类型：（1）动轮式风速计。动轮为一组风叶或风杯，由风流推动旋转。根据它变换成电能的 方式不同有接近开关式、电容式、光电式、发电机式等几种。（2）热效式风速计。它利用热电效应的原理来测量风速，如热球（热线）式风速计。（3）皮托管测风。将皮托管测得的动压接入差压变送器，转换成电流进行风速的遥测。（4）超声涡流风速计。当风流进入探测空间，由于涡流杆的作用，在超声通道上产生 对称的涡流来调制超声频率，涡流的个数与风速成线性关
16、系。不同的风速使触发器产生不同 的输出信号，从而可进行风速的遥测。（5）温度的遥测。最筒单的温度传感元件是热电阻和其他热敏元件，也有采用红外线辐射技术的。6 6) CO气体浓度的遥测。可采用红外线吸收、光干涉、光谱法及定电位电解法等。 我国生产的DCO 一氧化碳检测仪是通过CO在电解池中的氧化还原反应过程，使工作极和 补偿极之间产生电流，电流与CO含量成正比，根据电流值确定CO浓度。7 .风量调节执行机构通风支路的风量调节机构，通常采用一种可以改变开启角度的百叶窗或风门。叶片或风 门的状态，由频率发送器将讯号发送到地面控制室显示，地面控制室可根据需要发出信号, 使叶片或风门转动。有一种调节风量
17、的风门设有位置信号，其开启角度根据该支路中的风量 检测结果由计算机自动控制。扇风机风量的调节，可通过改变叶片安装角或扇风机转速来实现。扇风机的调速有以下 几种方案：(1)在绕线式电机转子内串电阻；(3)利用电磁转差离合器(滑差调速)或液压联轴器；(3)串级调速；(4)变频调速。8 .微机控制用计算机来进行自动控制，不仅速度快，精度高，而且能对控制过程进行优化。在通风 系统的自动控制中，计算机主要担负以下任务：(1)按照规定的程序发生自动检测信号。(2)对发回的检测数据进行处理并显示和打印检测结果。(3)根据检测结果进行判断、运算，选定控制方案。(4)根据选定的控制方案，发出相应的控制信号使执行
18、机构动作。(5)监视通风设备的工作状况，一旦异常，则启动相应的处理程序进行处理或报警。图11-7是某矿山通风自动化管理系统示意图，计算机的控制过程筒述如下：井下I1通风设备信号灯操作台调节机构(计算机)生产调度室检测元件计算机屏打印机报警装置图11-7通风自动化管理系统结构例子(1)将当前的作业地点输入计算机，计算机分别计算出各通风支路的风量和矿井总风 量。(2)将当前时间输入计算机，启动程序后进行时间显示，并每隔1小时在打印检测结 果时同时打印时间，因故障停车时也打印出停车时间。(3)每隔l/16s,将所有参量全部检测一遍进行累计，每秒钟求平均值。(4)为了防止执行机构动作过于频繁，规定每1
19、2s进行一次风量调节。首先根据风流 中的CO浓度，判断并下爆破作业是否已经开始。如果已经开始爆破，选择爆破后通风方案 进行通风，即以爆破后通风的风量作为给定值来进行控制。当风量小于给定值时，使风量调 了执行机构动作，将风量加大，直至满足爆破后通风的要求为止。(5)如果根据CO浓度判断，爆破后通风过程已经结束，则选择正常通风方案进行控 制。该矿有三台主扇在一个系统中的不同井口上并联工作。正常通风方案是以保证各台主扇 的风压相等且风量之和等于矿井需风量为原则，使全矿总的动力消耗最小，如果不满足这一 条件，则控制调节机构动作，直至满足该条件为止。(6)如果检测结果出现异常情况，则接通报警装置发出报警
20、信号，或者自动停车，同 时打印停车时间及当时各参量的检测结果。(7)在正常情况下每隔Imin将检测结果在荧光屏上显示一次，每隔1小时将检测结 果打印一次，同时打印时间备查。安徽铜陵冬瓜山铜矿矿井通风系统自动化管理冬瓜山铜矿是千米深井、高温、大型(开采规模300万吨/年)铜矿床，为了保证深井 开采通风降温与节能，矿井通风系统通过加大系统通风量(600m3/s),采用多级机站通风技 术，系统I级机站控制系统进风量并克服进风段通风阻力，n、in级机站采用风机两两串并 联形式控制系统总风量并克服采区及回风段通风阻力。将计算机网络通讯及变频驱动技术用 于井下多级机站通风系统，实现远程集中监控，不仅可以解
21、决多级机站通风系统控制和管理 上的难题，也使多级机站通风系统成为名副其实的可控式通风系统，而且具有显著的节能效 果。1 .系统监控范围(1)监控的机站有12个，共有风机26台(总装机容量为3527kW),其中有25台风 机采用变频器进行启停和调速控制。(2)风量监测的地点共有11处。(3)监控系统通过通讯网络将位于地表调度室的主控计算机与置于井下的Ethernet通 讯控制柜、远程I/O控制柜以及变频器相连，形成计算机通讯网络，从而通过主控计算机对 每一台风机进行远程集中启停及调速控制，对风机运行状态和风机电流、运行频率、主要巷 道风量等参数进行监控。2 .具体监控功能(1)风机的远程启停控制
22、和反转控制；(2)风机的远程调速控制；(3)风机的本地控制；(4)风机开停及故障状态的监测显示；(5)风机运行电流和频率的监测显示；(6)主要进回风巷道风量监测显示。(7)风机过载自动保护；(8)风机启动前发出启动警告信号；(9)机站允许/禁止远程控制；(10)监测数据记录保存、统计及报表打印；(11)通风系统状态参数的网络发布。3 .系统软硬件整个系统的软硬件包括：(1)监控系统硬件。工控计算机、Ethernet通讯控制器、远程I/O智能模块、RS-485 中继器、变频器、风速传感器；(2)通讯网络。光纤以太网(Ethernet )和RS-485通讯网络；(3)监控软件。以基于Windows
23、 XP操作系统的工控组态软件，具有丰富的画面显示 组态功能，使用图形化的控制按钮及动画显示，可清晰、准确、直观地进行控制操作和描述 机站风机工作状态及工作参数。该系统控制界面见图11-8图11-8冬瓜山铜矿矿井通风系统自动化管理11.5矿井通风系统评价矿井通风系统的评价在矿井通风管理中是一项很重要的工作，只有对矿井通风系统的状 况作出准确的评价，才能对系统的调节作出正确决策。对矿井通风系统进行全面评价应包括 两个主要方面的内容：一是通风系统的安全性，二是通风系统的经济性。通风系统的安全性指的工作面风量是否满足生产需要，风质是否符合标准，风流是否 稳定，对灾变的抵抗能力如何，系统是否易于管理(包
24、括自动化程度)，调节的灵活性如何 等等。而通风系统的经济性则包括通风成本、能源消耗、风量的合理利用等。为了提高矿井通风技术经济效果，地下矿通风规范中有定量评价矿井通风状况的鉴 定指标，包括基本指标、综合指标和辅助指标。11.5.1 基本指标以下五项作为鉴定矿井通风系统的基本指标，用以评价矿井通风系统的基本状况。1 .风量(风速)合格率依风量或风速合格率，为风量或风速符合地下矿通风规范要求的需风点数与需风点 总数的百分比。它反映需风点的风量或风速是否满足需要，以及风量的分配是否合理。% =-xlOO%(11-14)z式(UJ4)中，z同时工作的需风点总数。包括凿岩、耙矿、装岩等作业点和工作胴室。
25、 即在通风设计中要进行风量计算及分配的各需风地点；风量或风速符合要求的需风点数。2 .风质合格率也风质合格率为风源质量符合地下矿通风规范要求的需风点数与需风点总数的百分比, 它反映风源的质量及其污染状况。r/c=一xlOO%(11-15)z式(11-14)中，m风源质量符合要求的需风点数。3 .有效风量率小有效风量率为矿井通风系统中的有效风量与主扇装置风量的百分之比，它反映主扇装置 风量供利用的程度。% =xl00%(11-16)EQf式(11-16)中，ZQu各需风点的有效风量之和，即到达各需风点的新风量之和； 逊主扇装置的风量。多台主扇并联时，为其风量之和；风机串联工作时; 取其 风量之大
26、者。4 .主扇装置效率主扇装置效率为该装置的输出功率与输入的功率的百分比，它反映主扇装置的工况、 性能及其与矿井通风网路的匹配是否适当。HxlOO%(11-17)f1000”式(11-17)中，Hf主扇装置风压，Pa；Qf主扇装置风量，m3/s；N主扇电机输入功率，kW；rjc主扇电机效率。应实测，如无条件实测，可参考表11-2取值：加传动效率，直联取100%,其它取85%。5 .风量供需比尸风量供需比为实测的主扇装置风量与计算的需风量的比值，它反映风量的供需关系。J3 = (11-18)式(11-18)中，EQ,按设计定额计算的同时工作各作业点需风量的风量之和，m3/so11.5.2 综合指
27、标c通风系统综合指标，是以上五项基本指标的综合反映，用以直观地衡量通风系统总的 技术经济状况。(11-19)式(1149)中，夕风量供需指数。当19KL67时,取夕=100% 1.67 时,取夕= *xl00% /1.00 时，取,=xioo%11.5.3 辅助指标以下四项作为鉴定矿井通风系统的辅助指标，主要用以衡量矿井通风系统的经济及能 耗情况。1 .单位有效风量所需功率8单位有效风量所需功率，为每立方米有效风量通过单位长度的主风路的能耗，它反映 单位风量的能耗状况。(11-20)式(11-20)中，ENf矿井主扇、辅扇和局扇所需功率之和。按实测的电机输入功率计 算，kW；L以百米为单位长度
28、的主风流线路的总长度，100m。2 .单位采掘矿石量的通风费/单位采掘矿石量的通风费用，为矿井通风总费用与年采掘矿石量之比。，EF/、I =(11-21)1000T式(11-21)中，I单位采掘矿石量的通风费用，元/吨；ZF每年用于矿井通风的总费用。包括电费、设备折旧费、工程摊提费、材料消 耗、维修费以及工资等，元/年。T该通风系统内的年采掘矿石量，万吨/年。3 .年产万吨耗风量丫年产万吨耗风量，为主扇风量与年采掘矿石量的比值，用以直观地衡量单位产量所需 的风量。(11-22)丫.玛T式(11-22)中，E单位采掘矿石量的通风电耗，kWh/t；t一扇风机每班工作的时数，时/班。按工作制度主、辅
29、扇按7、5时/班，局扇按6 时/班计算；f-扇风机每昼运转的班数，班/昼夜。按矿山的实际工作制度确定；D一每年工作天数，日/年。11.6编制矿井通风系统测定与评价报告编写通过对矿井通风系统各项技术经济指标现场测定数据的计算与分析，结合相关法律法规、 技术标准，编制矿井通风系统测定与评价报告。其报告应包括以下重点内容：1 .概述包括：前言，测定与评价的依据，单位概况2 .矿井通风系统现状包括：矿山概况，中段平面图，开拓系统和通风系统图，通风管理制度，通风系统的设 计与改造资料，主扇、辅扇和局扇的技术参数，历史性检测数据和资料，其他用于评价的资 料。3 .通风系统测定与计算包括：测定准备与组织，通
30、风系统的测定，资料整理与计算等。4 .通风系统评价包括：单项技术指标的评价，通风系统的综合评价，评价结果分析等。5 .提出改善通风系统的对策和措施包括：管理措施及建议，技术措施及建议等。6 .通风系统评价结论7 .附录各种测试数据和图纸资料等。(3)通风系统立体图。通风系统立体图应标有系统中所有通地表的井口、风机位置、 通风构筑物位置、上下中段相联系的位置及系统内所有井巷中的风向等情况。(4)通风系统管理制度和措施。收集和了解矿井通风系统的管理制度和采取的相关安 全技术措施。2.通风系统调查矿井通风系统调查是进行通风系统测定与评价的基础和前提，主要包括如下内容。(1)扇风机。主扇：型号、工作制
31、度(运行时间)、工作方式、风量与风压、进风侧巷 道长度、排风侧巷道长度、风机安装位置的标高、出风口标高、风机的电机功率、电压、电 流及控制电机的仪表设施。辅扇：安装位置、工作方式、电机功率、有无密闭。局扇：安装 位置、工作方式、电机功率等。(2)通风构筑物。通风系统服务范围内所有构筑物的位置、种类、结构、质量等。(3)井下作业面。井下作业面包括采场作业面、掘进工作面。(4)矿井井巷风流。所有进风口、出风口的位置，井下所有井巷的风向及漏风情况等。(5)通风网路。包括中段通风网路、采场(区)通风网路、角联风路、循环风路等。(6)井下有毒有害物质。了解在井下生产过程中产生有毒有害物质的主要设备、场所
32、 和可能产生的有毒有害物质名称。3 .测风点布置测风点布置合理与否将直接关系到测定的成败，因此在测定前必须对通风系统进行周密 的实地调查，全面地掌握情况，才能达到合理布置测点的目的。布置测点时，为了保证测点 处的风流稳定，测点应布置在前后断面形状变化不大或比较均匀的直巷，其长度为：在测点 前约等于三倍巷道直径，在测点后约等于两倍巷道直径。同时，测点布置还应满足以下要求：(1)必须控制所有的进风口所进入的风量，以便控制全矿总进风量；(2)必须控制所有出风口的排风量，以便计算全矿总排风量；(3)必须控制各中段所有进风点，以掌握中段风量分配情况；(4)必须控制各中段内主要分风点的风量；(5)必须控制
33、各作业面(采场、掘进工作面)所得到的新鲜风量，以掌握矿井主扇风量的 利用和分配情况；(6)必须控制全矿主要漏风点和循环风的风量情况。4 .仪器仪表、测定用具与记录表格的准备矿井通风系统测定中需要使用的仪器仪表很多，必须事先准备并校正。在测定与分析中 要使用的主要仪器设备和用具见表11-1。表11-1主要仪器设备和用具序号名称用途1复合智能气体检测仪井下空气中02、CO、S02、H2s等的测定2粉尘采样器粉尘样品制备3气体采样器气体样品制备4高、中、低风速测定仪风量(风速)的测定5热球风速仪微风速的测定6红外分光光度计粉尘中SiO2测定7精密电子天平粉尘浓度测定8补偿压差计压差测定9空盒气压计大
34、气压和温度的测定10皮托管主扇装置压力的测定11钳形电流表主扇电机电流测定12钳形电压表主扇电机电压测定13功率因素表主扇电机功率因素测定14滑尺、皮尺、钢卷尺断面测定15秒表风速测定11.1.2 大气压力与温度的测定大气压力P的测定一般采用空盒气压计在测点位置静置lOmin后直接读取。空气温度t一 般由水银温度计读取，也可在空盒气压计上读取。由大气压力和空气温度近似计算出空气密 度夕（精确计算见第1章），即：必则=3.458*10-3*0/（273 +，）（11-1）式（11-1）中，P大气压力，Pa；空气温度，。11.1.3 风量测定与计算通过某一巷道断面的风量为该断面平均风速与断面面积的
35、乘积，即：Q = vxS（11-2）式（11-2）中，Q一风量，m3/s； v一测点实际风速，m/s；S一测点的断面积，m2o为了对测定结果进行统一比较，一般将实际风量换算成夕测=L2kg/n?状态下的标准风量, 即：。标=。测x夕测/夕标（11-3）式（11-3）中，。测一测定的实际风量，m3/s；/?标一标准空气密度，p标=L2kg/m3；夕测 测定的实际空气密度，kg/m3井下空气质量的测定井下空气质量测定包括含氧量、C02、S02、co、h2s no2风源含尘量和其它产生的 有毒有害物质。其中含氧量、CO2、SO2、co、H2S NO2、放射性等用仪器在现场直接测定；粉尘和其 它有毒有
36、害物质使用粉尘采样器和气体采样器采样，结合实验室仪器进行分析计算。11.1.5 主扇装置性能测定与计算主扇装置性能包括主扇风量、风压、主扇电机功率和主扇效率的计算（具体见第6章）。1 .主扇风量的测定主扇风量通常在风胴内预先选定的适当断面上进行测定。由于通过风胴的风量和风速较 大，一般使用高速风表测定断面上的平均风速；或者将该断面分成若干等份，用皮托管、压 差计和胶皮管测定每个等份中心的动压，然后将动压换算成相应的速度，即 = J”ux2xg/夕,再计算出若干个速度的算术平均值作为断面的平均风速。断面平均风 速与风胴断面面积的乘积等于通过风胴的风量，也就是主扇的风量。2 .主扇风压的测定主扇风
37、压的测定通常也是在风碉内测定风速的断面上进行。先在该断面上设置皮托管， 再用胶皮管将皮托管的静压端与安设在主扇房内的压差计连接起来，当胶皮管无堵塞和漏气时，即可在压差计上读数，此读数为风胴内该断面上的相对静压“扇。3 .主扇功率的测定为了计算主扇效率，应将拖动主扇的电动机输入功率测定出来。三相交流电机的功率通 常采用钳形电流表、钳形电流表和功率因素表进行测定，并按下式计算：N=0x U x I x cos（/）（11-4）式（11-4）中，/一线电流，A；。一线电压，kV； cos。一电机功率因素；N电机 输入功率，kWo4 .单台主扇效率计算将主扇风量、风压、功率等数据测定计算出来后，按式（
38、11-5）计算主扇效率：QxH/、n 扇二wo%（H-5）lOOOxNx 小x 小式（11-5）中，r|扇 主扇效率；Q主扇风量，kg/m3； H主扇风压，Pa； N拖 动主扇电机的输入功率，kW； na主扇电机传动效率，直联取100%,其它取85%； % 主扇电机效率，参考表11-2取值。表11-2电机效率选取参考表电机额定功率（kW）100电机效率（）8588895 .全矿主扇总效率计算全矿多台主扇同时运行时，其总效率按式（11-6）计算：之HixQi总=上一-x 100%（U-6）i=i式（11-6）中，Hi第i台主扇装置的实测风压，Pa；n主扇总台数；Qi第i台主扇装置的实测风量，单位
39、，kg/m3；Nfl第i台主扇风机的输入轴功率，单位，kW；Nfi=N电ip电iT|传iN电i第i台主扇电机输入功率，单位，kW；0电i第i台电机的效率，取值见表11-2；n传i第i台主扇装置的传动效率，直联取1,其它取0.85。11.1.6 矿井自然风压测定为了测定通风系统自然风压，以最低水平为基准面（线），将通风系统分为两个高度均 为Z的空气柱，一个称之内空气柱的平均密度，应在密度变化较大的地方，如井口、井底、 倾斜巷道的上下端及风温变化较大和变坡的地方布置测点，并在较短的时间内测出各点风流 的绝对静压力P、干湿球温度小。湿度。两测点间高差不宜超过100m （以50m为宜）。 若各测点间高
40、差相等，可用算术平均法求各点密度的平均值。具体见第5章。11.1.7 利用风表或利用皮托管配合压差计测量漏风如图11-1所示，井巷AB段中间有风漏入。用风表分别测量A、B断面的平均风速和断面积，并计算A、B断面风量断面的风量之差，即为漏入巷道AB内的漏风量。也可以利 用皮托管配合压差计测算出断面平均风速，进而算出漏风量。此种方法适用于漏风量较大且 A、B断面风速也较大（u5m/s）的条件下。密闭墙A (b)图11-1巷道漏风测算原理11.1.8 通风系统单项指标标准矿井通风系统单项指标评价标准参照地下矿通风规范的相关要求。1 .井下空气质量标准井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体积计算）,0
41、2不得低于20%（高原地区除外）， CO2不得高于0.5%；入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0.5mg/m3。井下作业地 点的空气中有害物质的接触限值规定见第1章。2 .井下风速（风量）要求（1）按排尘风速计算，胴室型采场最低风速应不小于0.15m/s,巷道型采场和掘进巷道应 不小于0.25m/s,电耙道和二次破碎巷道应不小于0.5m/s。（2）井巷断面平均最高风速规定见表11-3。表11-3井巷断面平均最高风速规定表序号井巷名称最高风速（m/s）1专用风井，专用总进、回风道152专用物料提升井123风桥104提升人员和物料的井筒，中段主要进、回风道，修理中的井筒，主要斜坡道85运输巷
42、道，采区进风道66采场43 .有效风量率矿井通风系统的有效风量率不得低于60%o4 .主扇装置效率主扇装置效率要求不低于60%o11.2矿井通风阻力测定矿井阻力测定是矿井通风测定的内容之一。矿井通风阻力测定的目的主要有：了解通风 系统中阻力分布情况，以便降阻增风;提供实际的井巷摩擦阻力系数和风阻值,为通风设计、 网络解算、通风系统改造、调节风压法控制火灾提供可靠的基础资料等。11. 2. 1测定路线选择和测点布置如果测定目的是为了 了解通风系统的阻力分布,其测定路线必须选择通风系统的最大阻 力路线，因为最大阻力路线决定通风系统的阻力。不过，当通风系统处于平衡状态下，从地 表入风口到地表排风口（
43、中间不论经过那些风路），风路的阻力总是一样大的。如果路线上 有难以通过的巷道，可选择其并联分支进行测量。如果测定目的是获得摩擦阻力系数和分支风阻，则应选择不同支护形式、不同类型的典 型巷道，如平巷、竖井、工作面等进行测量。除此之外，还应该考虑选择风量较大、人员易 于通过的井巷。测定的结果应能满足网络解算要求。测点布置应考虑测点是的压差不小于1020 Pa,应尽量避免靠近井筒和风门，选择在风 流比较稳定的巷道内。在进行井巷通风阻力系数测定时，要求测段内无风流汇合、分岔点, 测点前后3 m的地段内巷道支护完好，没有堆积物。11. 2. 2 一段巷道的通风阻力与测算1 .压差计法用压差计法测定通风阻
44、力的实质是测量风流两点间的势能差和动压差，计算出两测点间 的通风阻力。在进行通风阻力测定时，巷道断面的平均风速常用风表测定。井下通风阻力测定的具 体做法是：从第1个测点开始，在1、2两个测点处各置一个皮托管（或静压管）。在2测点 的下侧68 m处安设压差计。皮托管应设置在风流正常稳定的地点，其尖端正对风流。两 测点压差测定后，为节省时间，可以把2测点的皮托管（或静压管）和压差计暂时不动，只 将1测点的皮托管连同胶皮管移动3测点，就可以进行第二段的测量。这时仪器位于两测点 之间，为减少人体挡风对测值的影响，只需一人测压读数。依次顺序前进，进到全部路线测 定完毕。一条通风系统路线的通风阻力要求一次
45、性测完全程，对于通风路线较长的系统，可分 两组同时测定，一般测进风路线为一组，从进风井口开始向回风系统测定；另一组测回风路 线，从回风井口（或井底）开始向进风系统测定。直到两组相遇为止。在进行通风系统阻力测定同时，每隔一定时间（一般1020 min）读取该系统通风机房 水柱计的示数一次。2 .气压计法用气压法测定通风阻力，是用精密气压计测出测点间的绝对静压差，再加上动压差和 位能差，以计算出通风阻力。对于1、2两断面，用一台精密气压计分别测出其绝对静压为、尸2；用风表测出平均风 速M、V2；用干、湿温度计测气温小亥和相对温度0P的。然后根据各断面尸、八夕值求 出各断面的空气密度0。若两断面标高
46、差不大，式中1、2两断面间空气柱的平均密度g可 近似取为夕1+凸；若两断面高差很大，则应分段测算空气密度，精确求出两断面的位能差。2能量方程右面各基础数据测得后即可求出测段的通风阻力。若用一台精密气压计分别测定外、2时，由于两点测定不同时，在这一段时间内，在 地面大气压力可能发生变化，通风系统中由于风门的开启也可能使各地点的风压发生变化, 这些因素会严重影响测值精度。目前，通常使用两台温度漂移特性基本一致的精密气压计, 采用逐点测定法或双测点同时测定法测定，可以基本上消除上述因素的影响。双测点同时测定法的测定步骤为：（1）将N&1、N&2两台仪器放在测点1,待仪器读值稳定后同时读数，分别记为1、P12；（2） Nd仪器原地不动，作为基点气压变化监测仪，将N&2仪器移置测点2,约定时间在1、 2测点分别读取两台仪器的读数，读值为、P；,（3）按式（11-7）算两测点的绝对静压差（Pi-尸2）：4 鸟=（% 弓 2）（匕4）（11-7）式（11-7）右端第一项为N&2仪器在1、2测点测值差；第二项为Nd仪器在1测点不同时 间的测差，它是前后两次读数时地面大气压变化（认为基点的气压变化与地面大气压变化是同步 而且同幅度的）和通风系统内风压变化的修正值。如果此修在值很大，说