(一)井下測風地點的選擇
(1)井下測風地點應選擇在礦井一翼,水平的進、回風巷,采區進、回風巷;采掘工作面進、回風巷;井下爆破材料庫和主要用風硐室;以及其他需要測風的地點。
(2)主要風道中的測風工作應在測風站內進行。
(3)在無測風站的地點測風時,必須選在巷道斷面規整、支護良好、無空頂、無片幫、前后 10m 巷道內無障礙物及巷道斷面無變化、無拐彎地點,各測點斷面必須定期進行標校(有測風站的地點,每季度校正一次;無測風站地點,每次測風時對巷道斷面進行測量;在安設管路、風筒和雜物堆積的巷道測風時,取巷道凈斷面積)。
(二)操作順序在有測風站的地點測風時,可直接按照規定進行風量測量。在無測風站的地點測風時,應先對其巷道斷面進行準確的測量。
(1)測風前,先將風表計數器及秒表指針打至零位。
(2)根據被測地點的風速及巷道斷面情況,選擇合適的風表及測風方法。
(3)測風時,對每個測點的風量測量不得少于 3 次。
(4)測風后,及時準確換算測量數據并做好記錄。
(5)測風完畢后,對該測點的甲烷及二氧化碳濃度、大氣壓力、溫度、濕度等進行測量。
(6)所測的各項數據記入測風記錄,同時填寫測風牌板。
(7)清點各類測量儀器,確認儀器齊全后離開該測點進入下一測點。
(8)升井后填寫測風報表。
(9)報送。
(三)測算方法
1.測風站位方法是側身法。
用側身法測風時,測風工在測風斷面內應背靠巷道壁站立,手持風表將手臂向風流垂直方向伸直,風表葉片迎向風流并與風流垂直,在斷面內均勻移動。為消除人體對風速的影響,應將所測得的風速乘校正系數:k=(s-0.4)/s (11-1)式中 k——校正系數;s——測風巷道斷面積,m2;0.4——測風工人體所占面積,m2。
2.風表測風的方法有定點測風和線路測風兩種。
(1)定點測風時,巷道斷面在 10 m2以上時測 120s;巷道斷面在 4~10 m2 時測 60s。
(2)線路測風:風表在測風斷面內按規定線路、規定時間(60s、120s)勻速移動。根據斷面積大小,線路分四線法、六線法、迂回八線法、12 點法等,如圖 11-1 所示。
(3)根據被測地點的風速,選擇合適的風表(微速風表 0.3~0.5m/s,中速風表 0.5~10m/s,高速風表 10m/s 以上)進行風量測量。
(4)先將風表計數器指針回零,待風表葉輪轉動 10~30s 左右,同時啟動風表計數器和秒表進行測定,測定結束時再同時關閉;風表開、停應與秒表開、停一致。
(5)測風時,風表在測風路線上的移動必須平穩、勻速。
(6)每個被測地點的風量測量次數不小于 3 次,取平均值計算,測量誤差不得大于 5%,否則必須重新測定。
(7)及時記錄和換算測定結果,發現問題必須重新測定。
(8)測風時要同時測定瓦斯和二氧化碳濃度、大氣壓力、溫度等,所測結果及時填入測風牌板,原始數據記入測風記錄。
(四)礦井主要通風機的風量及礦井主要參數
(1)在主要通風機出口測風時,軸流式通風機測風斷面應選在環形擴散器斷面,利用等面積環的原理在斷面內布置測點;離心式通風機測風斷面應選在擴散器的出口,在斷面內按網格狀態布置測點,測 3~5 次后取其平均值。
(2)礦井有效風量按下式計算:
Q 有效=∑Q 采 i+∑Q 掘 i+∑Q 硐 i+∑Q 其他
(11-2)式中 Q 有效——礦井有效風量,m3/min;
∑Q 采 i——各采煤工作面實測風量之和,m3/min;
∑Q 掘 i——全風壓供給各掘進工作面的風量之和,m3/min;
∑Q 硐 i——各獨立通風硐室實測風量之和,m3/min;
∑Q 其他 ——其他用風地點實測風量之和,m3/min。
(3)礦井有效風量率按下式計算:
E= Q 有效/ Q 總進×100% (11-3)式中 E——礦井有效風量率,%;
Q 有效——礦井有效風量,m3/min;
Q 總進——礦井總進風量,m3/min;
(4)礦井外部漏風量的計算可按下式進行:
△Q 外漏=∑Q 主通 i-∑Q 總回 i
(11-4)式中 △Q 外漏——礦井外部漏風量,m3/min;
∑Q 主通 i——各臺主要通風機排風量之和,m3/min;
∑Q 總回 i——各回風井的風量之和,m3/min;
(5)礦井外部漏風率按下式計算:
L=∑Q 外漏/∑Q 主通 i×100% (11-5)式中 L——礦井外部漏風率,%;
∑Q 外漏 ——礦井外部漏風量之和,m3/min;
∑Q 主通 i——各臺主要通風機排風量總和,m3/min;
(6)計算礦井有效風量,漏風量時,風量應換算為標準狀態下的風量,可按下式計算:
Q 標=Q 測×ρ測 / 1.2 (11-6)式中 Q 標——標準狀態下的風量,m3/min;
Q 測——測定地點的風量,m3/min;
ρ測——測定地點的空氣密度,kg/m3;
1.2——標準狀態下礦井空氣密度,kg/m3。
(五)局部通風機各項工作參數測定
(1)用風表測定時,先在局部通風機吸風口前 10m 巷道內(圖 11-2 中 A-A斷面)用風表測風速,求得風量值;再在局部通風機后 5m 巷道內(圖 11-2 中B-B 斷面)用風表測風速,求得風量值;A、B 斷面的風量差就是局部通風機的工作風量。
(2)用皮托管和壓差計測定時,在局部通風機吸風口外加一節風筒作測風段(圖 11-3),測定斷面選在 A、B 處。為求得平均風速,可用等面積環原理在測量斷面內布置 6~10 個測點,測出速壓值后,用下式計算平均風速:
式中 V 均——斷面平均風速,m/s;ρ——測點的空氣密度,kg/m3;hvi——各測點測得的速壓值,Pa;n——同一斷面內布置的測點數根據平均風速求得風量。
(3)在局部通風機的進、出風口直接用高速風表測定時,手持風表緊靠防護網,按繞線法在吸風口全斷面內均勻地移動 1min 而測得。測風人員需站在一側,不得正對吸風口。
(4)測定全風壓供給掘進工作面的風量時,測點必須選在局部通風機吸風口前 10m 的進風巷內如圖 2 中的 A-A 斷面。
(5)掘進工作面的風量測定必須在風筒出口以外 10-20m 的巷道內進行,如圖 2 中的 C-C 斷面,也可在風筒內 C-C 斷面(圖 2)用皮托管、壓差計測得。
(6)測定風筒百米漏風率的測點布置情況如圖 3 所示,先用皮托管、壓差計分別測得 B、C 斷面的風量。
風筒百米漏風率按下式計算:
P100=(Qf-Q)/(Qf×L)×100×100% (11-8)式中 P100——風筒百米漏風率,%;
Qf——局部通風機的工作風量。m3/min;Q——掘進工作面風量(風筒末端風量),m3/min;
L——風筒長度,m。
(六)其他參數的測定
1.壓力測定
(1)按測定要求準備測壓儀表、工具、材料等。
(2)入井前檢查測壓儀表,空盒氣壓計必須經過標定、外殼玻璃無破損、刻度及溫度校正表齊全、量程符合要求,壓差計或補償微壓計不得漏氣,并裝有酒精,精密氣壓計電量充足、數值顯示穩定、皮托管暢通不堵管、膠皮管氣密性良好。
(3)測壓儀器選擇。
①測量絕對壓力時,使用空盒氣壓計、精密氣壓計;測量相對壓力或壓差時,使用 U 形水柱計、單管傾斜氣壓計、補償微壓計;測量靜壓差時,使用精密氣壓計;
②使用精密氣壓計測定時,必須同時測定測點的標高和空氣密度。
壓力測定注意事項:
(1)用空盒氣壓計測壓時,將儀器盒面平行于風流方向放置,等待 10~20min,一面注意指針位置,一面用手輕擊氣壓計的玻璃,至指針穩定后,直接讀出測點的大氣壓力。
(2)使用 U 形壓差計或 U 形傾斜壓差計時,在測壓前注入蒸餾水或酒精,U形管兩側的液面處于同一水平。
(3)使用單管傾斜壓差計時,配備皮托管和膠皮管,皮托管的管嘴要正對風流方向;測定時,先將儀器調平,把三通旋鈕到測壓位置,用短膠管排除積存于儀器中的氣泡,把儀器的液面調到零位,確定儀器的校正系數 K 值,然后把上風側測點皮托管“-”端連到測壓儀的“+”端,把下風側測點皮托管的“-”端連到測壓儀的“-”端,穩定后讀出刻度數,將測得的讀數記入記錄本,同時記下測定時儀器的校正系數 k 值,讀數乘以 k 值就是兩測點間的壓差。
(4)使用單管傾斜壓差計:測定時,防止水、雜物堵塞膠皮管,防止車輛、設備、行人擠壓壞膠皮管;儀器和膠皮管的所有接點要嚴密,防止漏氣影響精度;攜帶壓差計行走時要小心,防止損壞和溢出酒精。
(5)使用精密氣壓計(又稱數字式氣壓計)測壓時,將電源開關撥到“電源通”位置,接通電源;將壓差分檔置于“0”位置,選擇開關撥到“電池”位置,此時顯示的值為電池的電壓,該值小于規定的值時,應更換電池或進行充電;電池電壓正常后,將選擇開關撥到“氣壓差”位置,儀器通電 15min 后,可開始工作。測量絕對壓力時,將壓差分檔置于“0”位置,選擇開關撥到“氣壓”位置,此時儀器上顯示的數字與儀器本身標注基數的代數和就是該測點的絕對壓力(注:顯示數字前無符號為正值,有“-”號時為負值)。測量靜壓差時,將壓差分檔置于“0”位置,選擇開關撥到“氣壓差”位置,轉動氣壓調節旋鈕,使數字顯示零值;再將儀器移到下一個測點,儀器顯示值即為兩測點間的相對靜壓差。正值說明第二點高于**點,負值說明第二點低于**點。若數字顯示器上只亮小數點,說明差值超過儀器測量范圍,這時將壓差分檔旋到“+”200 或“-”200 位置,實際氣壓差應為 P 氣壓差=±200±P′氣壓差(P′氣壓差為顯示器顯示的氣壓差值)。
使用精密氣壓計時的注意事項:
(1)接通電源后,至少 15min 后儀器才能工作。
(2)氣壓差示值受氣壓變化來回跳動時,讀數應取示值跳動范圍內的平均值。
(3)測定流速較大氣流的靜壓時,靜壓管應盡可能與氣流方向平行。
(4)儀器使用完畢后,應將電源開關關閉,切斷電源。
(5)若儀器發生故障,應送修理部門檢修,不要隨便更換元件。
2.相對濕度的測定
(1)空氣相對濕度ψ(%)可用手搖濕度計或風扇濕度計測定。
(2)濕度測定儀的兩支溫度計應完好,盒中鑰匙、紗布、滴水管、查對相對濕度的牌板應齊全。
(3)手搖濕度計有兩支相同的溫度計,用凈水潤濕的紗布(濕潤程序以不滴水為宜)包裹在任一支溫度計的水銀球外面;測定時,手握搖把,以每分鐘120 轉速勻速旋轉 1~2min,待數值穩定后讀出干、濕兩支溫度計的讀數;根據干、濕溫度計的讀數差和干溫度計的讀數,從相對濕度查對表上查得相對濕度ψ值。
(4)使用風扇濕度計時,用發條開動風扇,以形成風速為 2m/s 的氣流,待濕度計的數值穩定后,讀出干、濕溫度計的讀數,然后查濕度表即得相對濕度ψ值。
(5)操作濕度計時應注意以下事項:
①人員不能對著儀器呼吸;
②必須在溫度計的數值變化穩定后再讀數;
③旋轉風扇濕度計發條時,不要過緊、過猛,以防止擰斷發條。
3.空氣密度的測算
用空盒氣壓計測定空氣的大氣壓力,用濕度計測定空氣的干溫度和相對濕度,根據下列公式計算空氣密度:
ρ=(0.003458~0.003473)P/T (11-9)式中 ρ——空氣密度,kg/m3;
P——大氣壓力,Pa;
T——空氣絕對溫度,K;
t——干溫度計讀數,℃。
4.溫度測量
(1)采用最小分度為 0.5℃并經過校正的溫度計進行測量,測量時溫度計要離開人體或其他發熱體 0.5m 以上;待測量一段時間溫度計讀數穩定后,記錄溫度計讀數并填寫在牌版上;
(2)掘進工作面溫度測量,在工作面迎頭 2m 處進行;回采工作面溫度測量,在回風巷距煤壁 15m 處進行;機電硐室、火藥庫等地點溫度測量,在硐室回風口處進行,每次測定時間不得少于 8min。