本发明专利技术涉及矿石开采技术领域，尤其涉及一种金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置及方法，所述风量补给、测定装置包括矿用局部通风与导风系统、风量补给系统和测风系统，三者组合布置在矿山井下需要供风的掘进作业面巷道中，所述矿用局部通风与导风系统包括矿用局部通风机、硬质风筒、柔性风筒，所述风量补给系统包括进风管、进气阀、环形高压风管、出风管，所述测风系统包括皮托管、U型管差压计和导压软管，本发明专利技术的有益效果是：在不改变或不增加局部通风机情况下解决因通风距离增长、风阻增大造成到达工作面风量衰减问题，并对风量进行测定。行测定。行测定。
【技术实现步骤摘要】
金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置和方法
[0001]本专利技术涉及矿石开采
，尤其涉及一种金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置及方法。
技术介绍
[0002]矿井的独头掘进通风方法主要有压入式、抽出式、压抽混合式局部通风方法，通过机械动力促使新鲜风流从局部通风机入口流入，在局部通风机的作用下沿风筒到达掘进工作面，稀释、冲淡并排出各种有害气体和粉尘的过程，从而创造良好的井下工作环境。当掘进距离增长、风阻变大时，就会造成风筒出口风量减小，送达到工作面的风量不够，易引起中毒窒息事故。
[0003]矿用局部通风机风量补给和测定的方法主要有变频调速、增加(变更)风机及增加压风补偿装置提高送风量，然后采用机械风表式、传感器或压差法对风量进行测定。近年来，矿用局部通风机风量补给及测定技术得到不断改进，主要有以下几种：
[0004]第一种是关于《矿井通风风量测量及误差补偿的仿真研究》(中国安全科学学报，2018,28(05))提出的一种风量测量及补偿方法，采用搭建测试支架安装多个风速传感器的方法,所得到的误差补偿算法可提高风量测量的准确性,且设计的风量测试系统可实现风量测试的功能。但局部通风机及所接风筒内部空间较小，通过安设多个传感器测风量难度较大，且对风机风量补给方面提及较少。
[0005]第二种专利号201820501098.2提出一种空压机风量补偿装置和风量补偿系统，采用变频器补偿风机的电机的转速进行调整，解决了空压机在高海拔地区出口压力偏低的问题。但变频器主要靠内部IGBT模块的开断来调整输出频率，当用户需要的平均流量较小时，采用变频调速使其转速降低，节能效果非常明显。由于输出频率最大值也不超过工频，对风量补给能力有限。另外，变频器一般对负载比较大的设备比较适用，对低功率矿用局部通风机的风量调节作用有限。
[0006]第三种是专利号CN201910315934.7提出一种局部通风机风量补偿装置,采用在铁风筒的外壁沿周向对称增加L形进风管的方式，提高管道风量，该方法需在铁风筒四周打孔，实施难度较大，且打孔处若密封不严会造成风流逸出，同时，该装置无法对风机的实际输出风量大小进行判别。
[0007]综上，基于金属矿山局部通风的原理，并结合井下独头掘进巷道不断延伸的特殊性，设计一套简单实用的矿用局部通风机风量补给及测定装置成为难题。
技术实现思路
[0008]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置及方法。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0010]一种金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定装置，包括矿用局部通风与导风系
统、风量补给系统和测风系统，三者组合布置在矿山井下需要供风的掘进作业面巷道中，所述矿用局部通风与导风系统包括矿用局部通风机、硬质风筒、柔性风筒，所述风量补给系统包括进风管、进气阀、环形高压风管、出风管，所述测风系统包括皮托管、U型管差压计和导压软管。
[0011]优选的，所述矿用局部通风机的布设方向与所处掘进作业面巷道内风流方向平行，安装于系统通风有新鲜风流的巷道上风处，从巷道中吸取的风量不超过该巷道总风量的70％。
[0012]优选的，所述硬质风筒包括筒体、卡口封条、连接抱箍和扣条，所述硬质风筒筒径与所述矿用局部通风机扩散器出口直径相配套，并采用所述扣条扣紧所述连接抱箍设置的所述卡口封条与所述矿用局部通风机连接。
[0013]优选的，所述硬质风筒长度600mm，所述筒体的内筒壁与外筒壁为双层钢板与无卤阻燃树脂材料复合的结构，所述筒体上方预留测压孔。
[0014]优选的，所述测压孔的开孔方向与所述硬质风筒内风流方向垂直，孔径φ15mm。
[0015]优选的，所述柔性风筒筒径与所述硬质风筒筒径配套，采用所述扣条扣紧所述连接抱箍设置的所述卡口封条与所述硬质风筒进行固定连接，所述柔性风筒出风口到所述掘进工作面的距离为5m。
[0016]优选的，所述进风管、进气阀、环形高压风管、出风管与所述矿用局部通风机放置同一巷道，所述进风管进风端与外置空压机出风管连接，所述进风管出风端与所述硬质风筒内部镶嵌的所述环形高压风管连接，若干个所述出风管对称布置固定在所述环形高压风管内侧。
[0017]优选的，所述出风管形状为弧形，数量为4个，按90
°
均匀并交叉固定在环形高压风管内侧，所述出风管垂直高度100mm。
[0018]本专利技术还提供了一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定方法，包括以下步骤：
[0019]S1：根据局部通风系统建设情况，结合掘进工作面规格尺寸及特性，计算掘进工作面需风量，按照工作面规格尺寸，匹配合适的矿用局部通风机、硬质风筒和柔性风筒，构建矿用局部通风机与导风组件系统；
[0020]S2：通过现场直接读取U型管差压计管内两侧的水柱高度差，换算硬质风筒中心的实测动压值和流速，利用流体力学中风流动压和速度的关系，推导出简单实用的矿用局部通风机风量简化计算公式，得到矿用局部通风机实际输出风量。
[0021]S3：随着掘进距离增长，柔性风筒出风口需与掘进工作面一直保持5m的距离，将矿用局部通风机实际输出风量与预设条件下风量进行数值比对，如果实际输出风量低于预设条件下风量值，启动空压机压风系统，通过调节空压机出风管道上的进气阀，控制从进风管进入到硬质风筒内的风量，直至送达掘进工作面风量值满足预设条件下风量要求。
[0022]优选的，所述步骤S2中，所述皮托管由双层套管组成一个探头来取出硬质风筒内气流的全压和静压，其中从朝着气流方向的取压管取出全压，垂直于气流方向的一排开孔取出静压，采用导压软管分别将皮托管的全压检测孔和静压检测孔链接到U型管差压计的高压端口和低压端口。将皮托管探头插入测压孔，硬质风筒内气流压力经皮托管探头进入皮托管，U型管差压计管内两侧的水柱高度差即可换算硬质风筒中心的动压值和流速。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1、本专利技术提供的一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定装置及方法，可根据巷道掘进的推进，在不增加局部通风机台数和更换型号的情况下，通过对风筒内的风压和风量进行可控式补偿，较好地解决因掘进距离变长，通风阻力增大造成经柔性风筒送达工作面的风量减小的问题，保障了掘进工作面的风量和风质符合设计要求。
[0025]2、本专利技术提供的一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定装置及方法，可借助皮托管和U型管差压计测定风筒中心的动压，利用流体力学中风流动压和速度的关系，推导出简单实用的局部通风机风量简化计算公式，解决了传统人工测定风量的安全健康和精准度问题。
[0026]3、本专利技术提供的一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定装置及方法，可根据局部通风机反馈的实际供风量监测值与计算的掘进工作面需风量目标值的大小关系，通过调节空压机出风管道上的进气阀，控制从进风管进入到硬质风筒内的风量，从而实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：包括矿用局部通风与导风系统、风量补给系统和测风系统，三者组合布置在矿山井下需要供风的掘进作业面(1)巷道中，所述矿用局部通风与导风系统包括矿用局部通风机(2)、硬质风筒(3)、柔性风筒(7)，所述风量补给系统包括进风管(8)、进气阀(9)、环形高压风管(5)、弧形出风管(6)，所述测风系统包括皮托管(11)、U型管差压计(12)和导压软管(13)。2.根据权利要求1所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述矿用局部通风机(2)的布设方向与所处掘进作业面(1)巷道内风流方向平行，安装于系统通风有新鲜风流的巷道上风处，从巷道中吸取的风量不超过该巷道总风量的70％。3.根据权利要求1所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述硬质风筒(3)包括筒体(14)、卡口封条(15)、连接抱箍(16)和扣条(17)，所述硬质风筒(3)筒径与所述矿用局部通风机(2)扩散器出口直径相配套，并采用所述扣条(17)扣紧所述连接抱箍(16)设置的所述卡口封条(15)与所述矿用局部通风机(2)连接。4.根据权利要求3所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述硬质风筒(3)长度600mm，所述筒体(14)的内筒壁与外筒壁为双层钢板与无卤阻燃树脂材料复合的结构，所述筒体(14)上方预留测压孔(4)。5.根据权利要求4所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述测压孔(4)的开孔方向与所述硬质风筒(3)内风流方向垂直，孔径φ15mm。6.根据权利要求3～5任一项所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述柔性风筒(7)筒径与所述硬质风筒(3)筒径配套，采用所述扣条(17)扣紧所述连接抱箍(16)设置的所述卡口封条(15)与所述硬质风筒(3)进行固定连接，所述柔性风筒(7)出风口到所述掘进工作面(1)的距离为5m。7.根据权利要求1所述的金属矿山矿用局部通风机风量补给、测定装置，其特征在于：所述进风管(8)、进气阀(9)、环形高压风管(5)、弧形出风管(6)与所述矿用局部通风机(2)放置同一巷道，所述进风管(8)进风端与外置空压...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪旭波，林喜村，王瑞强，姜鹏，崔东刚，宋学法，徐晓明，许永山，初嵘，王磊，
申请(专利权)人：山东恒邦冶炼股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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