一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法与流程

专利检索2024-12-24  26


本发明属于煤矿通风阻力测定领域,具体涉及一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法。


背景技术:

1、行业规定,煤矿通风阻力测定在井工矿投产前必须做一次,之后每三年必须做一次,大型系统改造后必须做一次。通风阻力测定的方法有压差计法和气压计法,进行阻力测定的意义在于分析矿井巷道的阻力消耗情况和计算实际风阻,利用这些数据进行通风系统分析和预测,为矿井通风系统改造提供依据。

2、中国发明专利申请公开说明书cn 115370422 a公开了一种基于风门压差的矿井通风网络异常诊断方法,该方法通过制定指标异常诊断准则、在通风仿真模拟软件中建立通风系统仿真模型,进行仿真模拟测试进而获得异常样本,并建立异常范围影响库,最后利用rbf神经网络对异常进行识别。本发明是通过风门压差的变化反应风门的开启程度是否造成通风系统的断路,是否影响其它用风地点的通风,并未提到如何进行准确测量矿井巷道不同节点间通风阻力值及误差控制方法。

3、中国发明专利申请公开说明书cn 116659800 a公开了一种集约化矿井通风阻力测算方法,该方法采用气压计同步法和压差法同时测量的阻力测定方法,取平均值来计算风阻,这样两种测量方法产生的误差是一致的,并未提到测量误差的消除方法。

4、中国发明专利申请公开说明书cn 107083983 b 公开了一种矿井通风阻力自动测定方法,该方法中提到采用在最大通风阻力路线的节点提前安装相应传感器对相应数据进行测量的方法,只适合在一条路线上安装相关传感器进行远程测量,但阻力测定只有针对全矿井通风阻力测定才具有意义,只有全矿井所有巷道的风阻数据才能进行矿井通风系统分析、预测及改造,全矿井的风路很多,如果在所有风路的节点均安装传感器将是一个很大的安装工程,实现的难度较大,同时该专利没有提到测量误差的消除办法。

5、在2014年4月出版的《矿业安全与环保》第41卷第2期期刊“矿井通风系统阻力测定方法及误差分析”一文中曾公开了一种矿井通风阻力测定中误差的分析方法,该方法分析的是由于人为因素、仪器精度、测定技术、风流状态变化等原因造成误差,将测定结果与风机房水柱计读数、自然风压与安装水柱计处断面的平均动压之和来进行比较,误差超过5%则认为测定结果不可靠,须重新测定。该方法是用矿井通风总阻力来进行分析,但矿井通风总阻力是由路线分段阻力累计得出的结果,一方面没有分析误差究竟产生在哪个区段,更没有提出误差的控制办法,另一方面路线分段阻力有可能出现正偏差,也有可能出现负偏差,由这些数据累加之后得出的结果可能掩盖了误差的存在,为在实际通风系统分析中提供误导依据。

6、在矿井通风阻力测定中,不论上述哪种测定方法,无论采用压差计法还是采用气压计法,均是通过从始点到终点逐点测量的路线法进行测量,由于每条路线均很长,测量时间也很长,在测量过程中,不仅会受到人为误差、仪器精度等主观因素造成的误差,还会受到位压差、速压差、大气压变化、人为通风系统不稳定(风门开闭)、温度、湿度等等客观因素的影响。现有技术通常是把人为误差、仪器精度等作为测量误差的主要原因来进行研究和控制,这是主观因素,但是除仪器精度外,由于在每条路线测量时,还会受到各种客观因素的干扰,造成测量结果出现偏差;每条路线测量的时间不一样,受干扰的程度就不一样,其测量结果偏差就不一样。因此现有技术一方面解决不了前述诸多客观因素影响产生的误差,也有部分测量人员采用平差的办法解决测量误差,但会导致已存在的误差位置发生偏移,出现错误,故导致测量结果失真,无法为通风系统改造提供偏差依据。


技术实现思路

1、为了克服现有矿井通风阻力测定技术中无法控制客观因素带来的误差及测量时间长带来的通风系统不稳定的缺陷,本发明提供了一种测量验证方法简便且通过逐级控制,可准确找出路线测量中误差存在的区域,便于针对性重复测量的一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法。

2、为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:

3、一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,包括以下步骤:先采集矿井通风系统图,找出矿井和各采区进回风联巷及与该进回风联巷相并联的风路,确定矿井通风阻力测定过程中计划测定的所有风路路线并标定节点,同时分析出矿井通风系统中各区进回风联巷之间的逐级控制关系;然后测量某一进回风联巷中通风设施两侧压差,同时将这一进回风联巷中通风设施两侧压差与采用路线法测得这一进回风联巷相并联风路的累计总压差结果进行数据对比,根据数据对比结果,确定路线法测定的总压差结果是否准确;最后通过各区进回风联巷之间的逐级控制关系,进而判断路线测定法误差产生的准确位置,通过在误差段重复测量,得到准确数据。

4、进一步地,所述找出矿井和各采区进回风联巷的步骤是:先对矿井通风系统图进行分析,根据进回风大巷及采区进回风巷间是否有各种联络巷道,这些巷道是否通风,是否行人,联络巷道内是否有通风设施,以及联络巷道的长度,确定这些巷道中具备行人或通风条件的联络巷称为进回风联巷,进回风联巷为各种行人、行车联络巷或变电所及其它硐室,也有部分为材料库。

5、进一步地,所述确定矿井通风阻力测定过程中计划测定的所有风路路线并标定节点的方法及确定并联风路的方法是:路线的始末节点位于进回风井口,从进风井口开始,延进风井筒到进风大巷再到采区进风巷到主要工作地点,再由采区回风巷到回风大巷经回风井筒最后到回风井口主通风机内侧,在该线路中只要是巷道有分岔并形成风的分流,则在分岔位置标上节点,路线中间的节点编号不得重复,如果这些路线中含有进回风联巷两侧节点,则路线中进回风联巷两侧节点至主要工作地点的风路是该进回风联巷的并联风路,同理,由进回风联巷两侧节点为始末点并联到其它主要工作地点的风路均为该进回风联巷的并联风路。

6、进一步地,所述测量进回风联巷中通风设施两侧压差的步骤是:因为进回风联巷位于进回风巷间,为防止风流短路,在进回风联巷施工完成后中必须加有通风设施(风门或风墙),在测量进回风联巷中的通风设施两端压差时,利用压差计法或气压计法对通风设施两侧压差进行测量,如果进回风联巷中有多个通风设施,则每个通风设施压差测量后数据相加可得出该进回风联巷的通风设施总压差;进回风联巷一般很短,通风设施距该风路两端距离不长,风量很小,风在联巷中流动的压降很小,可忽略不计;因此,通风设施两侧的压差可准确替代进回风联巷两端节点的压差。

7、更进一步地,所述通风设施分为风门、风墙及密闭墙,密闭墙不存在风路;利用压差计法,不存在时间差问题;利用气压计法,则需快速通过风门,时间差不超过10秒,也可找两台气压计,在风门两侧同时测量;对于风墙,可借助皮托管从风墙窗口穿过伸向风墙另一侧,然后把皮托管的一侧端口插进气压计的进风孔中进行通风设施另一侧气压的测量,读了数据后再拨掉皮托管,再进行测量气压计所在一侧的气压数据。

8、优选的,在测量时,如果使用压差计法,让皮托管从通风设施的风孔中穿过,必须使皮托管两端水平,如果使用气压计法,为了消除位压差,测量时仪器在通风设施两侧必须位于同一标高。

9、优选的,在测量时,为了降低速压差的影响,无论是压差计法还是气压计法,在通风设施两侧皮托管口、压差计或气压计需远离通风孔。

10、进一步地,所述数据对比结果的判定方法是:根据并联风路两侧节点间压差相等的原理,将某一进回风联巷中通风设施两侧的压差与路线法测得这一进回风联巷相并联风路的总压差相比较,如果结果相同,则说明路线法测量结果准确,如果不相同,则根据各区进回风联巷之间的逐级控制关系,分析这一进回风联巷的下一级进回风联巷的通风设施的压差与其并联风路所测总压差结果是否相等,如果相等,则说明测量误差产生在这两级进回风联巷之间的风路当中,需在误差产生的风路段重新测定,如果下一级进回风联巷与其并联风路所测总压差不相等,再用同理的办法分析误差产生的准确位置,然后重新在相应的误差段进行测量。

11、进一步地,所述各区进回风联巷之间的逐级控制关系是根据矿井通风系统布置,分析矿井通风系统从进回风井口到矿井通风系统末端或从采区口到采区通风系统末端的范围及延伸方向的进回风联巷间的压差是由大到小的变化,依此确定各区进回风联巷的逐级控制关系,通过逐级控制,可准确找出路线测量中误差存在的区域,便于针对性的重复测量。

12、本发明能够在阻力测定过程中准确的把测量误差控制在一定的区段,通过在已知误差产生的区段进行复测,最终得到准确的节点间压差数据。

13、本发明在矿井通风阻力测定过程中,由于每条设定的测定路线都很长(从井筒到大巷再到采区巷最后到主要工作地点),测点多,时间长,其阻力测定结果必然存在很大的误差,这就给矿井通风系统分析和预测提供偏差数据,用该专利技术在测量时通过对进回风联巷中通风设施两侧压差的测量数据来检验和控制相应区域内并联风路节点间的压差测量结果,有助于提高测量结果的准确性,有助于矿井通风系统的管理,提高矿井安全生产的可靠性。


技术特征:

1.一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述找出矿井和各采区进回风联巷的步骤是:先对矿井通风系统图进行分析,根据进回风大巷及采区进回风巷间是否有各种联络巷道,这些巷道是否通风,是否行人,联络巷道内是否有通风设施,以及联络巷道的长度,确定这些巷道中具备行人或通风条件的联络巷称为进回风联巷,进回风联巷为各种行人、行车联络巷或变电所及其它硐室,也有部分为材料库。

3.根据权利要求1所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述确定矿井通风阻力测定过程中计划测定的所有风路路线并标定节点的方法及确定并联风路的方法是:路线的始末节点位于进回风井口,从进风井口开始,延进风井筒到进风大巷再到采区进风巷到主要工作地点,再由采区回风巷到回风大巷经回风井筒最后到回风井口主通风机内侧,在该线路中只要是巷道有分岔并形成风的分流,则在分岔位置标上节点,路线中间的节点编号不得重复,如果这些路线中含有进回风联巷两侧节点,则路线中进回风联巷两侧节点至主要工作地点的风路是该进回风联巷的并联风路,同理,由进回风联巷两侧节点为始末点并联到其它主要工作地点的风路均为该进回风联巷的并联风路。

4.根据权利要求1所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述测量进回风联巷中通风设施两侧压差的步骤是:先对进回风联巷中通风设施两侧压差利用压差计法或气压计法进行测量,如果进回风联巷中有多个通风设施,则每个通风设施压差测量后数据相加可得出该进回风联巷的通风设施总压差;因进回风联巷短,通风设施距该风路两端距离短,风量小,风在联巷中流动的压降小,可忽略不计;因此,通风设施两侧的压差可准确替代进回风联巷两端节点的压差。

5.根据权利要求4所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述通风设施分为风门、风墙及密闭墙,密闭墙不存在风路;利用压差计法,不存在时间差问题;利用气压计法,则需快速通过风门,时间差不超过10秒;对于风墙,可借助皮托管从风墙窗口穿过伸向风墙另一侧,然后把皮托管的一侧端口插进气压计的进风孔中进行通风设施另一侧气压的测量,读了数据后再拨掉皮托管,再进行测量气压计所在一侧的气压数据。

6.根据权利要求4所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,在测量时,如果使用压差计法,让皮托管从通风设施的风孔中穿过,必须使皮托管两端水平,如果使用气压计法,为了消除位压差,测量时仪器在通风设施两侧必须位于同一标高。

7.根据权利要求4所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,在测量时,为了降低速压差的影响,无论是压差计法还是气压计法,在通风设施两侧皮托管口、压差计或气压计需远离通风孔。

8.根据权利要求1所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述数据对比结果的判定方法是:根据并联风路两侧节点间压差相等的原理,将某一进回风联巷中通风设施两侧的压差与路线法测得这一进回风联巷相并联风路的总压差相比较,如果结果相同,则说明路线法测量结果准确,如果不相同,则根据各区进回风联巷之间的逐级控制关系,分析这一进回风联巷的下一级进回风联巷的通风设施的压差与其并联风路所测总压差结果是否相等,如果相等,则说明测量误差产生在这两级进回风联巷之间的风路当中,需在误差产生的风路段重新测定,如果下一级进回风联巷与其并联风路所测总压差不相等,再用同理的办法分析误差产生的准确位置,然后重新在相应的误差段进行测量。

9.根据权利要求1或8所述的在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,其特征在于,所述各区进回风联巷之间的逐级控制关系是根据矿井通风系统布置,分析矿井通风系统从进回风井口到矿井通风系统末端或从采区口到采区通风系统末端的范围及延伸方向的进回风联巷间的压差是由大到小的变化,依此确定各区进回风联巷的逐级控制关系。


技术总结
本发明公开了一种在矿井通风阻力测定中的误差控制方法,包括以下步骤:先采集矿井通风系统图,找出矿井和各采区进回风联巷及与该进回风联巷相并联的风路,确定所有风路路线并标定节点,同时分析出各区进回风联巷之间的逐级控制关系;然后测量进回风联巷中通风设施两侧压差,同时将两侧压差与采用路线法测得的累计总压差结果进行数据对比,确定路线法测定的总压差结果是否准确;最后通过逐级控制关系,进而找出误差产生的准确位置,通过重复测量误差段,得到准确数据。本发明解决了现有通风阻力测定技术中无法控制客观因素带来的误差问题。本发明利用对进回风联巷中通风设施两侧压差的测量以逐级控制关系,可准确找出路线法测量中误差存在的区域。

技术研发人员:邱续发,王忠兵,李豪军,王军卫,王军
受保护的技术使用者:山西通洲煤焦集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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