礦用局部通風機承擔著向掘進工作面輸送新鮮空氣并排出掘進巷道內(nèi)粉塵、瓦斯等有害氣體的重要任務。其性能好壞直接決定了掘進工作面煤礦生產(chǎn)人員的生命安全。因此,對礦用局部通風機進行性能測試,尤其是現(xiàn)場通風量的實時測試顯得十分重要。本課題分析了傳統(tǒng)的風量測試方法的測量原理以及優(yōu)缺點,通過對比可知,只有等環(huán)面積法能用于礦用局部通風機的風量測試。針對采用等環(huán)面積法測試礦用局部通風機的風量,對圓形通風管道在有支架和無支架時的風速分布情況,進行物理建模和仿真模擬分析。結(jié)果顯示,安裝測試支架對測風斷面風流風速分布存在一定影響。在研究風流在圓形測風斷面風速分布規(guī)律后,搭建平均風速點分布規(guī)律實驗研究平臺。通過搭建的實驗平臺,測量不同測點處的風速值。從實驗數(shù)據(jù)可得,不同風量下,離風筒軸心130mm的測點13的風速值與平均風速值相等,最大誤差不超過2.25%。由此,可以推論,對于某一直徑的風筒,一定存在一個平均風速點,其位置隨風量變化不大。此規(guī)律可作為現(xiàn)場測量礦用局部通風機通風量的一個重要依據(jù),依據(jù)風流平均風速點位置分布規(guī)律能快速簡單測量出局部通風機實時風量。根據(jù)所得規(guī)律設(shè)計現(xiàn)場測量礦用局部通風機風量的方案,為局部通風機建立一個完整的風量實時監(jiān)測系統(tǒng)。圖[45]表[7]參[59]
【學位單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD441
【部分圖文】：

圖 1 歷年煤炭產(chǎn)量Fig.1 coal output in calendar years由于不能解決掘進工作面工況參數(shù)的實時監(jiān)測問題，所以不能判斷局部通風機的輸出功率，但是又必須保證掘進工作面足夠的風量，這樣就會導致目前礦井下的局部通風機所供給的風量遠遠大于掘進工作面實際所需風量，造成了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，使得能源極度浪費，十分不合理[6]。這是一個兩難的問題，首先必須保證掘進工作面足夠的通風量，來供工作人員呼吸同時排出有害氣體，但又不能讓風量過大造成能源浪費[7-9]。目前為止，大多數(shù)的研究都是關(guān)于煤礦主通風機的性能參數(shù)測定和故障診斷，由于煤礦井下掘進巷道內(nèi)作業(yè)環(huán)境相對惡劣，工況參數(shù)不易測得，所以關(guān)于煤礦井下局部通風機的實時監(jiān)測和故障診斷研究比較少。

圖 2 2005-2014 年十年間瓦斯事故和死亡人數(shù)比例Fig.2 proportion of gas accidents and deaths in the decade 2005-2014礦用局部通風機的性能參數(shù)一般包括風量（Q）、風壓（P）、以及效率（η）。其中最能反應掘進工作面通風狀況的性能參數(shù)是風量（Q），礦井主通風機的風量已經(jīng)很難測定，局部通風機的風量測定更是十分不易。掘進巷道和掘進面的風量大小直接決定了井下采掘人員的工作環(huán)境是否安全，對井下采掘人員的生命安全至關(guān)重要，對其進行精確的測量是非常有必要的。確保礦用局部通風機風量測量的精確度以及實時性，是保證井下作業(yè)人員正常工作的前提，更是無數(shù)家庭幸福的保障。煤礦工作人員能夠根據(jù)實時測得的風量作出判斷，及時調(diào)整礦用局部風機的出口風量，以此提供給井下工作人員一個更加安全的工作環(huán)境。1.2 課題研究意義現(xiàn)代科技正在迅猛發(fā)展，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)飛速進步，各行各業(yè)對能源的依賴也是日漸加深。煤炭依然是我國賴以發(fā)展的主要消費能源，在能源行業(yè)占據(jù)著絕

2 風量測試方法為了保證井下工作人員的生命安全和采煤工作的順利進行，非常重要的一項工作就是對礦用通風機進行性能檢測。對礦用通風機的進行性能檢測主要依靠測量通風機的各種性能參數(shù)完成，其中最重要的就是礦用通風機的風量測量。礦井下工作環(huán)境十分復雜，空間范圍有限，通風機進出口處的風流流場分布并沒有一定的規(guī)律性。如下圖 3 某礦用風機距閘門 2.5D 直線段風流速度分布圖，該風機采用的是反風門調(diào)節(jié)阻力。該圖清楚的反映風流經(jīng)過阻力調(diào)節(jié)裝置不可能在風筒內(nèi)形成穩(wěn)定的流場，勢必會造成風速不均勻分布，風機入口處斷面各點風速并不相同。礦用通風機的風量一般不能直接測得，主要是通過測風斷面上的平均風速而間接測得。因此如何測量平均風速成為了測量礦用通風機風量的關(guān)鍵[29]。目前主要通過以下方法測量風機風速：直接法—采用風速計（比如:機械式風表、熱敏電阻風速計、超聲波風速儀等）按照某一固定線路對風速進行測量；間接法—用畢托管來測定速壓，通過壓力計上的速壓值來準確測量風速以及風量[55]。常用的風量測試方法有如下幾種：
【參考文獻】

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1 丁翠;何學秋;聶百勝;;礦井通風巷道風流分布“關(guān)鍵環(huán)”數(shù)值與實驗研究[J];遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版);2015年10期

2 劉錫柱;;煤礦主通風機風量的測定方法及優(yōu)缺點分析[J];山西煤炭;2015年04期

3 鹿廣利;張夢寒;樊聰奇;;基于CFD的定點風速測定法的分析[J];煤炭技術(shù);2015年05期

4 趙丹;黃福軍;陳帥;王東;王大偉;;點風速與平均風速在圓形巷道中的關(guān)系[J];遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版);2014年12期

5 彭明輝;;煤礦現(xiàn)場主通風機風量測試方法及優(yōu)缺點分析[J];煤礦現(xiàn)代化;2014年04期

6 焦繼紅;;煤礦局部通風的設(shè)計方案研究[J];煤炭技術(shù);2013年04期

7 李曼;司頡;張鋒軍;;礦井主通風機在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2013年01期

8 陳國棟;;礦井主要通風機的性能測定[J];科技與企業(yè);2013年01期

9 蔣仲安;陳舉師;牛偉;王晶晶;陳梅嶺;;皮帶運輸巷道粉塵質(zhì)量濃度分布規(guī)律的數(shù)值模擬[J];北京科技大學學報;2012年09期

10 蔣仲安;陳舉師;王晶晶;牛偉;高楊;;膠帶輸送巷道粉塵運動規(guī)律的數(shù)值模擬[J];煤炭學報;2012年04期

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1 霍曼;大斷面拱形巷道風量測量及補償方法的研究[D];西安科技大學;2018年

2 馬歡;礦井通風機風量測試方法研究與仿真分析[D];西安科技大學;2017年

3 楊宇;不同形狀巷道斷面風流—瓦斯耦合特性研究[D];太原理工大學;2017年

4 楊延龍;掘進工作面旋流通風流場CFD仿真及控塵能力研究[D];中北大學;2017年

5 侯秀杰;局部通風機智能控制系統(tǒng)研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

6 牛青;礦井通風機性能測試方法與系統(tǒng)的研究[D];西安科技大學;2014年

7 王丙建;支護結(jié)構(gòu)與輸送機布設(shè)巷道斷面風速分布特征的風洞試驗和數(shù)值模擬研究[D];太原理工大學;2013年

8 司頡;礦井主通風機在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究[D];西安科技大學;2012年

9 黨亞歌;礦用FBD局部通風機虛擬原型設(shè)計及數(shù)值模擬分析[D];西安科技大學;2010年

10 尹玉鵬;高原礦井適宜通風方法的研究[D];山東科技大學;2010年

本文編號：2893134