通风阻力系数测量方法和装置制造方法及图纸

本公开提供一种通风阻力系数测量方法和通风阻力系数测量装置。方法包括：在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物；分N次调节所述阻断物对所述巷道的阻断程度，测量N个风量数值及所述N个风量数值对应的N个巷道压力差值；根据所述N个风量数值及其对应的N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数。其中阻断物可以为气囊或风门。本公开实施例可以使巷道通风阻力的测量不受工况限制，具有较高的测量精度和较广泛的使用范围。

Measuring method and device of ventilation resistance coefficient

【技术实现步骤摘要】
通风阻力系数测量方法和装置
本公开涉及矿井或隧道的通风
，尤其涉及一种通风阻力系数测量方法和通风阻力系数测量装置。
技术介绍
通风阻力系数是衡量矿井通风状况的主要指标，是矿井通风系统方案制定、通风动力设施选型以及通风构筑物运行控制的基础。依据规定，新建矿井在投产前必须进行一次通风阻力系数测量，以后每3年至少测1次。目前矿井通风阻力系数测量的主要方法为倾斜压差计法与气压计基点测量法。传统的倾斜压差计法测量倾斜巷道通风阻力系数需要在巷道中设置倾斜U型压差计、胶管以及皮托管，在巷道中静置一段时间后使得管内外空气温度一致后读取倾斜压差计的读数来实现巷道通风阻力的测量。一方面，管道一般为橡胶软管，在测量过程中，一旦管道发生损坏或产生挤压，则测量结果将不具备任何参考价值；另一方面，橡胶软管需要人进入巷道内进行布置，耗费时间和人力，且不适用于无法进人的巷道。传统的气压计基点测量法主要是基于对巷道风量、巷道端头静压、空气温度、湿度、大气压的波动变化的测量，从而计算出到巷道的通风阻力。由于空气柱的密度是温度、湿度的连续函数，通过常规测量手段只能大致测量其平均密度，而平均密度测量误差所带来的空气柱位压误差相对于通风阻力来说是一个较大量，甚至会导致计算结果出现负的阻力值，与自然规律相违背，测量误差较大。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开实施例提出一种通风阻力系数测量方法和通风阻力系数测量装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的测量成本高、工况限制严格、测量误差大等问题。本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开的第一方面，提供一种通风阻力系数测量方法，包括：在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物；分N次调节所述阻断物对所述巷道的阻断程度，测量N个风量数值及所述N个风量数值对应的N个巷道压力差值；根据所述N个风量数值及其对应的N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数；其中，N是大于等于1的自然数。在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述N个风量数值及其对应的N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数包括：根据第n个风量数值确定巷道的风量Qn，根据第n+1个风量数值确定巷道的风量Qn+1，以根据公式ΔQn2＝|Qn+12-Qn2|确定风速改变前后巷道风量平方的差值ΔQn2，其中1≤n<N；确定所述第n个风量数值对应的巷道压力差值ΔPn以及所述第n+1个风量数值对应的巷道压力差值ΔPn+1；根据公式Δhn＝|ΔPn+1-ΔPn|确定风速改变前后的巷道压力差值变化值Δhn；根据公式Rn＝Δhn/ΔQn2确定巷道的第n个通风阻力系数Rn；根据R1～RN-1的平均值确定所述巷道的通风阻力系数。在本公开的一种示例性实施例中，所述阻断物为气囊，所述气囊上设置有通气管道和若干个可开合的通风孔，所述在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物包括：在巷道中对所述气囊充气使所述气囊阻断所述巷道的通风，闭合所述通风孔。在本公开的一种示例性实施例中，所述巷道压力差值为巷道两端压力差值，所述巷道两端压力差值根据同时在所述巷道第一端测得的第一压力值和在所述巷道第二端测得的第二压力值之差确定。在本公开的一种示例性实施例中，所述阻断物为风门，所述在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物包括：关闭所述风门以阻断所述巷道的通风。在本公开的一种示例性实施例中，所述巷道压力差值为巷道两端压力差值与风门两侧压力差值的差，所述巷道两端压力差值根据同时在所述巷道第一端测得的第一压力值和在所述巷道第二端测得的第二压力值确定，所述风门两侧压力差值根据同时在所述风门第一侧测得的第三压力值和在所述风门第二侧测得的第四压力值确定。在本公开的一种示例性实施例中，还包括：根据公式Rgn＝|ΔP2n|/ΔQn2确定所述风门在第n个开启程度下的通风阻力系数Rgn，其中ΔP2n为第n个风量数值对应的所述风门两侧压力差值；根据Rg1～RgN-1确定风门的通风阻力系数与风门开启程度的对应关系，以根据巷道目标通风阻力系数、所述巷道的通风阻力系数确定所述风门的开启程度。根据本公开的第二方面，提供一种通风阻力系数测量装置，包括：气囊，设置有通气管道和若干个可开合的通风孔；充气泵，连接于所述气囊的所述通风管道，用于对所述气囊充气；第一压力传感器，安装于巷道的第一端，用于测量第一压力值；第二压力传感器，安装于所述巷道的第二端，用于测量第二压力值；风速传感器，设置于所述气囊的通风孔旁，用于测量风速值；控制器，电连接于所述充气泵、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述风速传感器，设置为：控制所述充气泵对所述气囊充气以使所述气囊阻断所述巷道的通风；响应通风孔调整信号，检测所述风速传感器的输出以确定第n个风量数值，并同时读取所述第一压力值和所述第二压力值，以根据所述第一压力值和所述第二压力值的差值确定所述第n个风量数值对应的巷道两端压力差值；根据第n个风量数值对应的巷道两端压力差值ΔPn以及第n+1个风量数值对应的巷道两端压力差值ΔPn+1，按照公式Δhn＝|ΔPn+1-ΔPn|确定风速改变前后的巷道压力差值变化值Δhn；根据第n个风量数值确定巷道的风量Qn，根据第n+1个风量数值确定巷道的风量Qn+1，以根据公式ΔQn2＝|Qn+12-Qn2|确定风速改变前后巷道风量平方的差值ΔQn2；根据公式Rn＝Δhn/ΔQn2确定巷道的第n个通风阻力系数Rn；根据N-1个通风阻力系数的平均值确定所述巷道的通风阻力系数，其中1≤n<N。在本公开的一种示例性实施例中，所述通风孔中设置有通风孔开合控制装置，所述控制器还设置为：在控制所述充气泵对所述气囊充气后，控制所述通风孔开合控制装置调整所述通风孔的开合状态，发送所述通风孔调整信号。根据本公开的第三方面，提供一种通风阻力系数测量装置，包括：风门；电控器，电连接于所述风门，用于控制所述风门的开合程度；第一压力传感器，安装于巷道的第一端，用于测量第一压力值；第二压力传感器，安装于所述巷道的第二端，用于测量第二压力值；第三压力传感器，安装于所述风门的第一侧，用于测量第三压力值；第四压力传感器，安装于所述风门的第二侧，用于测量第四压力值；风速传感器，设置于所述风门旁，用于测量风速值；控制器，电连接于所述电控器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第四压力传感器、所述风速传感器，设置为：控制所述电控器关闭所述风门以使所述风门阻断所述巷道的通风；响应风门调整信号，通过所述电控器控制所述风门的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通风阻力系数测量方法，其特征在于，包括：/n在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物；/n分N次调节所述阻断物对所述巷道的阻断程度，测量N个风量数值及所述N个风量数值对应的N个巷道压力差值；/n根据所述N个风量数值及其对应的所述N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数；/n其中，N是大于等于1的自然数。/n

【技术特征摘要】
1.一种通风阻力系数测量方法，其特征在于，包括：
在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物；
分N次调节所述阻断物对所述巷道的阻断程度，测量N个风量数值及所述N个风量数值对应的N个巷道压力差值；
根据所述N个风量数值及其对应的所述N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数；
其中，N是大于等于1的自然数。


2.如权利要求1所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，所述根据所述N个风量数值及其对应的N个巷道压力差值确定所述巷道的通风阻力系数包括：
根据公式ΔQn2＝|Qn+12-Qn2|确定风速改变前后巷道风量平方的差值ΔQn2，其中Qn为第n个风量数值，Qn+1为第n+1个风量数值，1≤n<N；
确定所述第n个风量数值对应的巷道压力差值ΔPn以及所述第n+1个风量数值对应的巷道压力差值ΔPn+1；
根据公式Δhn＝|ΔPn+1-ΔPn|确定风速改变前后的巷道压力差值变化值Δhn；
根据公式Rn＝Δhn/ΔQn2确定巷道的第n个通风阻力系数Rn；
根据R1～RN-1的平均值确定所述巷道的通风阻力系数。


3.如权利要求2所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，所述阻断物为气囊，所述气囊上设置有通气管道和若干个可开合的通风孔，所述在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物包括：
在巷道中对所述气囊充气使所述气囊阻断所述巷道的通风，闭合所述通风孔。


4.如权利要求1～3任一项所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，所述巷道压力差值为巷道两端压力差值，所述巷道两端压力差值根据同时在所述巷道第一端测得的第一压力值和在所述巷道第二端测得的第二压力值之差确定。


5.如权利要求2所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，所述阻断物为风门，所述在巷道中设置可调节阻断程度的阻断物包括：
关闭所述风门以阻断所述巷道的通风。


6.如权利要求1或2或5所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，所述巷道压力差值为巷道两端压力差值与风门两侧压力差值的差，所述巷道两端压力差值根据同时在所述巷道第一端测得的第一压力值和在所述巷道第二端测得的第二压力值确定，所述风门两侧压力差值根据同时在所述风门第一侧测得的第三压力值和在所述风门第二侧测得的第四压力值确定。


7.如权利要求6所述的通风阻力系数测量方法，其特征在于，还包括：
根据公式Rgn＝|ΔP2n|/ΔQn2确定所述风门在第n个开启程度下的通风阻力系数Rgn，其中ΔP2n为第n个风量数值对应的所述风门两侧压力差值；
根据Rg1～RgN-1确定风门的通风阻力系数与风门开启程度的对应关系，以根据巷道目标通风阻力系数、所述巷道的通风阻力系数确定所述风门的开启程度。


8.一种通风阻力系数测量装置，其特征在于，包括：
气囊，设置有通气管道和若干个可开合的通风孔；
充气泵，连接于所述气囊的所述通风管道，用于对所述气囊充气；
第一压力传感器，安装于巷道的第一端，用于测量第一压力值；
第二压力传感器，安装于所述巷道的第二端，用于测量第二压力值；
风速传感器，设置于所述气囊的通风孔旁，用于测量风速值；
控制器，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓明，杜富瑞，朱瑞军，何煦春，李永生，李少辉，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11