一种间接测定矿井回风井风量的装置及方法制造方法及图纸

技术编号:13291069 阅读:145 留言:0更新日期:2016-07-09 09:29
本发明专利技术公开了一种间接测定矿井回风井风量的装置及方法,该装置是由感压与导压组件、测压组件、通风在线监测系统(14)组合构成。感压与导压组件包括外环(1)、中间环(2)、内环(2’),外环(1)的内侧侧面设有感静压孔(3),中间环(2)、内环(2’)的底部设有感全压孔(4);测压组件由带刻度的静压U型管(12)、全压U型管(12')、静压压力传感器(13)、全压压力传感器(13')、静压三通(11)、全压三通(11')构成。风流压力经导压软管(10,10')与U型管(12、12')及压力传感器(13、13')连接以测定全压与静压,再根据公式计算出回风井风量。本发明专利技术具有测定安全可靠、操作简便、实用性强、测量数据准确、风量计算简单等优点,避免了回风井井口直接测定风量的安全风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风井风量的检测装置及方法,特别是涉及地下矿山回风井风量的检测装置及方法,对矿井主回风井总风量测定尤为适用。
技术介绍
通风系统风量测定是矿山通风部门日常管理工作的基本内容之一,而对于矿井回风井风量测定传统的方法是采用电子式或机械式风速仪表在井下、井口或井下井口同时测定,建立了通风在线监测系统的矿山则在回风井筒内(井口无风机)或地表风机进出风段布置风速传感器监测风量,但上述风量测定方法存在以下主要问题:(1)若在井下测定回风井风量,必须测定井下与回风井贯通的各风路分支风量,再求和才能得出排出回风井风量,这对于井下多分段与回风井贯通时,其测定工作量大、耗时费力,存在各测点风量的平均风速测定误差大,而各测定风量累加求回风井总风量时再次将误差放大,尤其是若上部空区有漏风,空区进入回风井的漏风无法直接测定,当漏风较大则只有继续选择在井口测定回风井总风量以分析空区漏风量大小。(2)若在井口或井下井口同时测定回风井风量,根据选择人工测风还是自动监测风量以及井筒口有无风机情况从以下三个方面分析目前回风井风量测定方法存在的主要问题:①若采取人工测风且井筒地表无风机,因回风井是井下粉尘、柴油铲运机、皮卡车等无轨设备尾气、采掘作业炮烟等有毒有害气体汇集排出地表的总通道,回风井尤其是主回风井风速达到10m/s以上,人工测风存在有毒有害气体中毒、跌落风井安全风险。通风实践中为了安全保障,采用风速仪表在井筒出口同一通风断面内测定几个点风速再求平均风速,但是井口风流不稳定,所测的点风速或平均风速误差很大;同时回风井回风相对湿度几乎达到100%饱和状态,其粉尘、炮烟、湿度不仅影响风速仪表的测定精度与可靠性,而且危害测定人员的呼吸健康。②若采取人工测风且井筒地表安装风机,风机进风段风流较为平稳,一般选取在风机进风段测定,但是进风段距离风井位置较短,风机运行进风段风速可高达20m/s以上,巷道地面湿滑水雾又大,视野模糊,人工测风时稍有不慎可能跌落风井;当然同样存在粉尘、炮烟、湿度影响风速仪表的测定精度与可靠性、危害测定人员的呼吸健康问题;③若采取自动监测风量,普遍的做法是在井筒内或者风机进出口直接安装风速传感器,但风速传感器只能采集通风断面的1个点风速,更重要的是回风井污风水雾、粉尘成为风速传感器采集数据精度、使用寿命的瓶颈,直接降低通风在线监测系统数据的稳定可靠性,相应也增加了后期风速传感器的维护管理成本。因此,有关科研企事业单位提出了一些有益改进,如徐州博联科技有限公司的“双均静压环风量检测仪”的技术专利中“采用了两个静压环,测定两点静压差,由可编程控制系统接收静压差信号并加以运算便可计算出风量”,从原理上分析它是在风机进风段布点,根据静压法计算出风量,仅适用于地表有风机情况以及只能测定静压参数。本专利技术拟申请的装置及方法是直接测定该通风断面的静压及全压(包括静压及动压),经简单计算便可得到风量,测定数据准确,并增设简单实用的U型管测压组件与压力传感器互为冗余,既满足通风技术人员通风现场日常巡检要求,又能满足矿井通风系统的远程集中监控管理,同时提高了通风在线监测系统的稳定可靠性及经济性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对目前井下测定回风井风量存在的上述技术问题,而提供一种安全可靠、测量数据准确、风量计算简单、实用性强的间接测定矿井回风井风量的装置。本专利技术的另一目的是提供一种间接测定矿井回风井风量的方法。为实现本专利技术的上述目的,本专利技术一种间接测定矿井回风井风量的装置采用以下技术方案:本专利技术一种间接测定矿井回风井风量的装置,是由感压与导压组件、测压组件、通风在线监测系统连接组合构成。所述的感压与导压组件是由位于同一平面并与井筒内风流方向垂直的外环、中间环、内环连接构成,从外至内依次为外环、中间环、内环;外环为静压环,外环布置在距离回风井井筒壁面180mm-220mm处,外环的内侧侧面设有感静压孔,感应静压;中间环、内环为2个全压环,全压环的内环布置在距离回风井井筒中心距离300mm以上,中间环将内环与外环所围面积等分,在中间环、内环的底部开设有感全压孔,感全压孔再连接感全压短立管,感应全压即同时感应静压和动压;中间环与内环之间通过联通管导通连接并固定,中间环再通过固定杆与外环连接固定而不联通;在外环上设置导静压接口,在中间环上设置导全压接口。所述的测压组件由带刻度的静压U型管、全压U型管、静压压力传感器、全压压力传感器、静压三通、全压三通构成;静压三通的进口通过静压导压软管与导静压接口联通,静压三通的两个出口分别与静压U型管的一端、静压压力传感器的一个接口联通;全压三通的进口通过全压导压软管与导全压接口联通,全压三通的两个出口分别与全压U型管的一端、全压压力传感器的一个接口联通;静压压力传感器、全压压力传感器再分别与通风在线监测系统连接。全压U型管内两侧水柱高度差为全压H1,静压U型内两侧水柱高度差为静压H2。全压U型管的另一端、静压U型管的另一端及全压压力传感器的另一个接口、静压压力传感器的另一个接口均与大气相通。为了更好地感应静压,所述的感静压孔设置为4个为佳,间隔90°均匀开设在外环的内侧侧面上;为了更好地感应全压,在中间环、内环的底部开设的感全压孔也分别为4个,分别间隔90°均匀并交叉布置。本专利技术一种间接测定矿井回风井风量的装置的结构参数优选为:外环、中间环、内环内径相同,均为20-40mm;感静压孔与感全压孔内径相同,均为5-10mm;感全压短立管内径与感全压孔的孔径相同,感全压短立管的长度20-40mm;所述的导静压接口、导全压接口内径均为6-10mm,静压导压软管、全压导压软管的内径相同,均为4-8mm。本专利技术采用的通风在线监测系统设置地表调度中心或设置在回风井口风机房内,具体布置根据矿山实际情况确定。压力传感器采集的全压、静压压力信号远程传输至通风在线监测系统,其数据可以与目前矿山的“六大系统”对接,可进行回风井风量实时动态监测,实现矿井通风系统的远程集中监控管理。本专利技术一种间接测定矿井回风井风量的方法采用的技术方案为:采用上述专用装置,并将感压与导压组件中的外环、中间环、内环水平安装于回风井筒内,合适的距离是距井口1-3m。则回风井风量Q按照以下公式计算:,m3/s;式中:S-回风井断面积,m2;H1-全压U型管内两侧的水柱高度差,mm;H2-静压U型管内两侧的水柱高度差,mm。同理,对于压力传感器的压力信号可远传至通风在线监测系统,利用上述风量计本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种间接测定矿井回风井风量的装置,其特征在于它是由感压与导压组件、测压组件、通风在线监测系统(14)连接组合构成:所述的感压与导压组件包括位于同一平面并与井筒内风流方向垂直的外环(1)、中间环(2)、内环(2’);外环(1)为静压环,外环(1)布置在距离回风井井筒壁面180mm‑220mm处,外环(1)的内侧侧面设有感静压孔(3);中间环(2)、内环(2’)为2个全压环,全压环的内环(2’)布置在距离回风井井筒中心距离300mm以上,中间环(2)将内环(2’)与外环(1)所围面积等分,在中间环(2)、内环(2’)的底部开设有感全压孔(4),感全压孔(4)再连接感全压短立管(5);中间环(2)与内环(2’)之间通过联通管(7)导通连接并固定,中间环(2)再通过固定杆(6)与外环(1)连接固定而不联通;在外环(1)上设置导静压接口(8),在中间环(2)上设置导全压接口(9);所述的测压组件由带刻度的静压U型管(12)、全压U型管(12')、静压压力传感器(13)、全压压力传感器(13')、静压三通(11)、全压三通(11')构成;静压三通(11)的进口通过静压导压软管(10)与导静压接口(8)联通,静压三通(11)的两个出口分别与静压U型管(12)的一端、静压压力传感器(13)的一个接口联通;全压三通(11')的进口通过全压导压软管(10')与导全压接口(9)联通,全压三通(11')的两个出口分别与全压U型管(12')的一端、全压压力传感器(13')的一个接口联通;静压压力传感器(13)、全压压力传感器(13')再分别与通风在线监测系统(14)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种间接测定矿井回风井风量的装置,其特征在于它是由感压与导压组件、测压组
件、通风在线监测系统(14)连接组合构成:所述的感压与导压组件包括位于同一平面并与
井筒内风流方向垂直的外环(1)、中间环(2)、内环(2’);外环(1)为静压环,外环(1)布置在
距离回风井井筒壁面180mm-220mm处,外环(1)的内侧侧面设有感静压孔(3);中间环(2)、内
环(2’)为2个全压环,全压环的内环(2’)布置在距离回风井井筒中心距离300mm以上,中间
环(2)将内环(2’)与外环(1)所围面积等分,在中间环(2)、内环(2’)的底部开设有感全压孔
(4),感全压孔(4)再连接感全压短立管(5);中间环(2)与内环(2’)之间通过联通管(7)导通
连接并固定,中间环(2)再通过固定杆(6)与外环(1)连接固定而不联通;在外环(1)上设置
导静压接口(8),在中间环(2)上设置导全压接口(9);所述的测压组件由带刻度的静压U型
管(12)、全压U型管(12')、静压压力传感器(13)、全压压力传感器(13')、静压三通(11)、全
压三通(11')构成;静压三通(11)的进口通过静压导压软管(10)与导静压接口(8)联通,静
压三通(11)的两个出口分别与静压U型管(12)的一端、静压压力传感器(13)的一个接口联
通;全压三通(11')的进口通过全压导压软管(10')与导全压接口(9)联通,全压三通(11')
的两个出口分别与全压U型管(12')的一端、全压压力传感器(13')的一个接口联通;静压压
力传感器(13)、全压压力传感器(13')再分别与通风在线监测系统(14)连接。
2.如权利要求1所述的一种间接测定矿井回风井风量的装置,其特征在于:所述的感静
压孔(3)为4个,间隔90°均匀开设在外环(1)的内侧侧面上;在中间环(2)、内环(2’)的底部
开设的感全压孔(4)也分别为4个,分别间隔90°均匀并交叉布置。
3.如权利要求1或2所述的一种间接测定矿井回风井风量的装置,其特征在于:所述的
外环(1)、中间环(2)、内环(2’)内径相同,均为20-40mm;所述的感静压孔(3)与感全压孔(4)
内径相同,均为5-10mm;所述的感全压短立管(5)内径与感全压孔(3)的孔径相同,感全压短
立管(5)的长度20-40mm;所述的导静压接口(8)、导全压接口(9)内径均为6-10mm,静压导压
软管(10)、全压导压软管(10')的内径相同,均为4-8mm。
4.一种间接测定矿井回风井风量的方法,其特征在于:所采用的测量装置由感压与导
压组件、测压组件、通风在线监测系统(14)连接组合构成:所述的感压与导压组件包括位于
同一平面并与井筒内风...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄寿元李刚吴将有吴峰蔡建华任甲泽
申请(专利权)人:中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1