矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法

MT／T 635—1996

中华人民共和国煤炭工业部1996—12—30批准    1997—11—01实施

 

前言

    矿井巷道通风摩擦阻力系数值，在矿井通风设计和矿井通风技术改造方案制定的计算中是非常重要的技术参数。该数值随着巷道形状及支护形式的不同而不同。过去在计算中选用该参数时，部分是采用经过实验室模拟试验测得的数值，往往是偏小的。部分是采用生产矿井中经过矿井通风阻力测定，选用巷道标准区段计算的数值，引用后较为符合生产实际，在实际应用中可互补选用。但到目前为止，还没有一个统一的较为完整的关于测定巷道通风摩擦阻力系数的方法标准。因此，制定本标准对规范矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法具有重要意义。

    本标准的附录A和附录B是标准的附录。

    本标准由煤炭工业部科技教育司提出。

    本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。

    本标准由煤炭科学研究总院抚顺分院负责起草。

    本标准主要起草人：富奎聚。

    本标准委托煤矿安全标准化技术委员会通风技术及设备分会负责解释。

 

 

1  范围

    本标准规定了矿井巷道通风摩擦阻力系数测定用仪器、测定步骤、测定结果计算和表述等。

    本标准适用于实际的矿井巷道通风摩擦阻力系数测定。

 

2  仪器

    a)普通型空盒气压计：

    测量范围为80～107kPa，最小分度值为50Pa；

    b)压差计：

    测量范围为0～3 000Pa，最小分度值为2Pa；

    c)通风干湿温度计：

    测量范围为-25～+50℃，最小分度值为0．2℃；

    d)皮托管：

    校正系数为0．998～1．004；

    e)风速表：

 

 

    f)秒表：

    最小分度值为1s；

    g)钢卷尺：

    钢卷尺：测量范围>0～2m，最小分度值为1．0mm；

    钢卷尺：测量范围>0～30m，最小分度值为1．0mm；

    h)胶管：

    内径≥3mm；

    i)管接头：

    内径≥3mm，长度为50～80mm。

 

3  测定步骤

3．1  测定段选择

    根据矿井巷道的类型，支护形式，断面大小，选取无分支的大于100m的直线段巷道，两点压差不小于10Pa，在该区段内风流稳定、无杂物；类型、支护、断面等应无变化。

3．2  测定方法

3．2．1  风压测量

    在选定好的巷道两端设1、2两个测点，巷道断面中央正对风流分别设置皮托管。在两测点间之外，距1(或2)点不小于10m处、靠近巷道的一侧设置压差计一台，应安设平稳，调零或记下初读数。

    胶管要防止折叠和被水、污物等堵塞，待胶管内的空气温度等于巷道内的空气温度后，将两个胶管接在压差计上，待压差计液面稳定后读数。若压差计液面稍有波动时，每隔10min读数1次，共测三次，取其平均值。

3．2．2  风速测量

    用风速表测量1、2两测点断面的风速，连续测量三次，取其平均值。

3．2．3  大气物理参数测量

    用空盒气压计测量1、2两测点的大气压力；用通风干湿温度计测量1、2两测点的空气的干球温度和湿球温度，待稳定后，每10min各测一次，取其平均值。

3．2．4  巷道断面和周长参数测量

    按巷道断面形状、用钢卷尺测量1、2两测点的断面和周长参数。

3．2．5  测点间距测量

    用钢卷尺测量两测点间距离。

 

4  测定结果计算

4．1  空气密度计算

    空气密度按式(1)计算：

…………………………(1)

式中：ρ——测点的空气密度，kg／m³；

      P₀——测点的大气压力，Pa；

      ψ—空气相对湿度，％；

      Psh——测点温度为℃时，空气的绝对饱和蒸汽压力，Pa；

       t——测点的空气温度，℃。

4．2  巷道断面积和周长计算

    按3．2．4测量参数及巷道断面形状，计算其断面积和周长，并求其平均值。

4．3  平均风量计算

4．3．1  风量计算

    风量按式(2)计算：

………………………………………(2)

式中：qv——测点的风量，m³／s；

      S——测风处巷道断面积，m²；

      v——测风断面的平均风速，m／s。

4．3．2  平均风量计算

    平均风量按式(3)计算：

………………………………(3)

4．4  动压计算

    动压按式(4)计算：

…………………………………………(4)

式中：hd——测点的动压，Pa。

4．5通风阻力计算

    两测点间的通风阻力按式(5)计算：

…………………………………(5)

式中：h_r——两测点间的通风阻力，Pa；

      h——两测点间的静压差，Pa。

4．6  摩擦阻力系数计算

4．6．1  摩擦阻力系数按式(6)计算：

………………………………………(6)

式中：α——摩擦阻力系数，N·S²／m⁴；

      L——两测点间距，m；

      Scp——两测点巷道的平均断面积，m²；

      Ucp——两测点巷道的平均周长，m；

      ——两测点的平均风量，m³／s。

4．6．2  标准状态下的通风摩擦阻力系数值按式(7)计算：

…………………………………………(7)

式中：α_b——标准状态下，通风摩擦阻力系数，N·S²／m⁴；

      Cp——两测点的平均空气密度，kg／m3。

 

5  测定结果表述

    编写矿井巷道通风摩擦阻力系数测定报告。

    报告内容主要包括：测定时间、人员组织、使用仪器、选择巷道类型，巷道特征(围岩状况、施工质量)，支护形式(碹内充填物及状况或支架规格，棚间距等)、断面尺寸，测定结果(口值)等。报告格式见附录B。

 

 

附  录  A

(标准的附录)

数据记录计算表

 

A1  压差计测压记录表

    压差计测压记录表见表A1。

 

表A1  压差计测压记录表

测量日期：          审核人：       测量人：

 

A2  风速记录表

    风速记录表见表A2。

 

表A2  风速记录表

测量日期：             审核人：              测量人：      

 

A3  大气条件记录表

    大气条件记录表见表A3。

 

表A3  大气条件记录表

测量日期：             审核人：             测量人：          

 

A4  巷道参数记录表

    巷道参数记录表见表A4。

 

表A4  巷道参数记录表

 

 

表A5风量及风压计算表
测点序号	巷道名称	测点位置	断面积/m2	风速/    (m.s-1)	风量/         (m3.s-1)	空气密度/ (kg.m-3)	动压/Pa	风压读数之差/Pa	动压差校正数/Pa	风压消耗/pa	累计风压消耗/pa	测点距离/m	累计长度/m	附注
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表A6风阻与摩擦阻力系统数计算表
测点序号	巷道名称	测点位置	巷道形状	支架种类	风压消耗/Pa	风量(m3.s-1)	平均   风量  (m3.s-1)	风量的平方	区段巷道风阻   (kg.m-7)	空气    密度   (kg.m-3)	巷道风阻标准值  (kg.m-7)	测点距离/m	累计长度/m	百米巷道标准风阻   (kg.m-7)	周界  /m	断面积  /m2	摩擦阻力系统  (kg.m-3)	附注
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19

 

 

 

 

 

附录B

（标准的附录）

编写报告格式

 

B1  封面格式

 

矿井巷道通风摩擦阻力系数测定报告

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

测定单位：

测定负责人：

测定时间：19××年××月××日至19××年××月××日

提出报告日期：19××年××月××日

 

B2  正文格式

 

矿井巷道通风摩擦阻力系数测定报告

 

    前言

    简要说明测定的目的和选用几种类型巷道及支护形式及测量计算的结果等。

    一、测定时间

    19××年××月××日至19××年××月××日

    二、人员组织

    测定的人员组织、负责人及人员分工情况。

    三、测定仪器

    测定时使用的仪器，仪器的测量范围，最小分度值(或精度)仪器型号及编号、检定日期等。

    四、测定地点选择

    巷道类型、巷道特征、围岩情况、施工质量、支护形式、碹内充填物及状况或支架规格，棚间距断面尺寸、裸巷或锚喷的情况等。

    五、测定结果计算

    计算公式、及计算结果、测定结果汇总表

    六、需要说明的问题和分析

    七、报告提出日期、起草人、工作人员、负责人。

 

B3  测量结果汇总表

    《矿井巷道通风摩擦阻力系数》测定汇总表

测点序号

巷道名称

测点位置

断面形状

支护形式

断面积

周长

测点间距

大气条件

风量

测点动压

两点间静压差

两点间阻力系数值

摩擦阻力系数值

标准状况下摩擦阻力系数值

备注

大气压力

干温度

相对湿度

空气密度

平均风速

平均风量

符号

S

U

L

P

t

ψ

ρ

V

q

hd

h

hr

α

αb

单位

m2

m

Pa

℃

%

kg/m3

m/s

m3/s

Pa

N.S2/m4