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井上下气压监测 对通风阻力测定影响的优劣分析 枣庄市煤炭局 刘忠波 赵序跃 关键词 气压监测 基点选择 矿井通风 阻力测定 煤矿安全规程 规定,所有的生产矿井都要定期对全矿 进行通风阻力测定,但是,通风阻力测定往往精度不高,影响 阻力测定精度的因素很多,其中地面大气压的变化是在用 “基点法” 进行通风阻力测定时影响其精度的一个重要因素, 这就要求在阻力测定时必须进行气压校对。本文讨论的是 在气压监测时气压计设置的位置。 1 矿井阻力测定及影响阻力测定的因素 1.1 矿井阻力测定 1.1.1 矿井通风阻力测定的依据及测定参数 1矿井阻力测定的依据是能量方程和阻力定律。 ① 伯努里方程的表达式为 H 静压能位压能速压能 P1- P2 Z1γ1 Z2γ2 V21γ 2 1- V 2 2γ 2 2Π2g 式中H 两点之间的能量差阻力 ,Pa ; P1、P2 起点、 末点的绝对静压,Pa ; Z1、Z2 起点、 末点的垂直标高,m; γ1、γ2 起点、 末点的空气平均重率,NΠm3; V1、V2 起点、 末点的速率,mΠs。 如果起末两断面的空气重率近似相衡,则 H P1- P2 ρ Z 1- Z2 g ρ 2 V 2 1- V 2 2 式中ρ 起末两断面间空气的平均密度,kgΠm3。 ② 阻力定律表达式 H RQ2 式中H 矿井通风阻力,Pa ; R 矿井通风风阻,N. S2Πm6; Q 通过该断面的风量,m3Πs。 2测定参数 进行通风阻力测定时应测定的参数有风流空气的压 力、 温度干球、 湿球、 温度和速度、 标高、 断面。测出矿井通 风阻力后,根据阻力定律便可测出通风风阻R。 1.1.2 矿井通风阻力测定的方法 根据测压仪器的不同分为压差计法和气压计法两种。 本次阻力测定是运用气压计法。气压计法测定通风阻力又 分为逐点测定法和双测点同时测定法。根据人员和仪器条 件,选用逐点测定法进行通风阻力测定。 1.2 影响阻力测定精度的因素 1地面大气压力的变化; 2通风风流的改变; 3仪表精度问题; 4测量技巧的熟练程度; 5天气的影响; 6选择测点的正确与否; 7人为的因素。 2 井上、 下气压监测的对比分析 2.1 测定可行性检查的必要性 测定材料汇总以后,应对全系统或个别地段测定结果进 行校验。由于各种因素的影响,测定时会出现误差,如果误 差在允许范围内,测定结果就可以应用。根据通风阻力测定 的目的和要求,进行一些有目的的校验是必要的。 本次测定是应用精密气压计采用气压计法的逐点测定 法进行通风阻力测定,故对测量结果要进行大气压的校正。 为了提高测定精度,必须根据基点的气压计读数,对两测点 间的绝对静压进行校正。 即P1- P2 KP测1- P测2 K′ P ′ 测1- P′测2 ; 式中P1、P2 前、 后测点的绝对静压; P测1、P测2 前、 后测点的精密气压计读数; 7 提高期刊馆员自身的素质 由于期刊馆藏结构、 管理方式、 服务手段不断更新,对期 刊馆员素质提出了更高要求,期刊馆员不仅应具备广博的、 先进的图书馆专业知识,而且还要提高业务能力,加强服务 意识。由于期刊内容复杂,新兴学科、 相关学科和边缘学科 的不断涌现,学科之间相互交叉渗透,不易被读者发掘,这就 要求期刊馆员对各种专业期刊有所了解,具有较强的信息组 织和管理能力,及时向读者提供 “专深” 的信息咨询服务。另 外,馆员应由传统的坐等式被动服务转化为揭示期刊馆藏信 息的主动服务,真正做到 “为刊找人” 和 “为人找刊”,成为名 副其的高校图书馆期刊信息专家或信息工程师。 作者简介 刘保军,女,1971年出生,河北邢台人,专科学历, 华北科技学院图书馆助理馆员,发表论文数篇。 53 2002年第6期 山东煤炭科技 K 精密气压用精密气压计的校正系数; K′ 校正大气压用精密气压计读数; P′ 测1 读取P测1地校气压计读数; P′ 测2 读取P测2时校正用气压计读数。 校正通风阻力测定结果时代入下式即可 H阻12 KP测12P测2 K′ P ′ 测12P′测2 Z1- Z2γ均12 V 2 1 2g - V22 2gγ 均12 式中H阻121和2点之间的通风阻力,Pa ; Z1、Z2 分别为两测点的标高,m; γ均12 测点间空气的平均重率kgΠm3; γ均121 2 γ1γ2 γ1、γ2 分别为两测点的空气重率,kgΠm3; V1、V2 分别为两测点的平均风速,mΠs; 2.2 气压监测基点的选择 赵坡煤矿副井,井口标高为 46m ,井深276m。 图1是根据在赵坡煤矿进行测定的几组数据绘出的大 气压随时间变化的关系图像。 图1 大气压随时间变化的关系图像1 校正大气压用的气压计最好放在井底车场附近。因为 1矿井的通风系统是变化的 ; 2 井下大气压的变化有时滞 后于地面大气压的变化,在同一时间内幅度不同。但是从多 次测定的数据及经此数据作出的图象看出,在井口附近和井 底车场进行大气压校正,大气压的变化趋势基本一致,但在 井底车场进行气压监测时气压的变化曲线较井口的变化曲 线起伏多。其原因是,基点设在井底车场时,当井筒中罐笼 向下运行,大巷中电机车向井底车场方向运行时或下班人 员涌出罐笼时 , 井底车场附近的空气被压缩,空气密度增 大,气压上升;反之,井度车场附近的空气密度减少,气压降 低。 如果把基点设在井下,气压计读数要避开运输设备的干 扰是不可能的。由图象1可以看出,由于运输设备等干扰 引起的大气压波动值为 △PDD 1. 0mb ,相对于地面同一时间 的变化量为 △PEE 0.1mb。 由图象2可以看出由于运输设备等干扰引起的大气压 波动为 △PDD 0.6mb ,相对于地面同一时间的大气压变化量 为 △PEE 0mb。所以对井下大气压的变化有时滞后于地面 大气压的变化,在同一时间内变化幅度与地面不同造成的这 个差值与运输设备运行等干扰引起的仪表读数的波动相比 要小得多,特别是当上、 下班人员流动多,罐笼、 电机车同时 工作时尤为重要。对于基点的气压计监测通风状况的变化, 从基点的仪器读数不能判别通风状况是否发生了变化,因为 引起仪表读数变化的原因是多种因素的综合作用,如果在测 一段巷道前后两测点期间,通风状况发生了变化,那么前后 两测点的风量必然相差较大,通过一段巷道前后两测点风量 的变化值,就可以分析判断在测量所测巷道测点时通风系统 是否发生了变化,而无须从基点的仪器读数值进行判断。 图2 大气随时间变化的关系图像2 3 结论 校正大气压用的气压计,在与赵坡煤矿类似的井深 300m左右范围内,不应安放在井底车场附近 ,应安放在地 面井口附近,而且要尽量避开其它干扰。 随着通风管理水平的提高和计算机的广泛应用,提高阻 力测定精度要从多个方向着手,提高气压监测准确程度是其 中非常重要的一个方面。随着深度的增加、 井底大气压滞后 于地面大气压,在同一时间内的变化幅度与地面不同所造成 的差别会逐渐增大,而且有可能大于运输设备干扰造成的差 别,进而上升为主要方面,但还需在今后的实践中进行这方 面的论证工作,以找出井口监测转为井底车场监测的井筒的 临界深度。 63山东煤炭科技 2002年第6期