胡維喜,蔣曙光,吳征艷,彭　淮,徐佳佳(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與安全工程學(xué)院,江蘇徐州221008)摘　要:根據(jù)礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的基本原理,把VB和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,建立一種新穎的礦井通風(fēng)阻力測(cè)定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在處理礦井通風(fēng)阻力數(shù)據(jù)時(shí),極大的提高了處理速度,降低了人為誤差。為加強(qiáng)礦井通風(fēng)安全管理提供了有力的工具。

關(guān)鍵詞:通風(fēng)阻力;數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù);礦井通風(fēng)

中圖分類(lèi)號(hào):TD722　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　　　文章編號(hào):1003-496X(2006)06-0025-02

　　礦井通風(fēng)阻力測(cè)定是煤礦安全生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容。礦井通風(fēng)阻力測(cè)定能夠?yàn)?a href=http://www.haiwanghuyu.com target=_blank class=infotextkey>煤礦的安全生產(chǎn)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),也是礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來(lái)源。因此做好阻力測(cè)定工作是煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。但是,在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定時(shí),測(cè)定的數(shù)據(jù)很多。用人工處理這些數(shù)據(jù)非常費(fèi)時(shí)而煩瑣,甚至有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,從而降低了系統(tǒng)測(cè)定的精度。而且對(duì)于計(jì)算結(jié)果的最終處理也比較煩瑣。采用本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確快速的計(jì)算出結(jié)果并且支持瀏覽和打印等功能。

1　本系統(tǒng)所采用的方法

在礦井通風(fēng)阻力測(cè)定的方法有:壓差計(jì)法、氣壓計(jì)法。但是隨著煤礦通風(fēng)安全檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展測(cè)定精度比較低的壓差計(jì)法逐漸地被氣壓計(jì)法取代了。氣壓計(jì)法分為基點(diǎn)氣法和同步法。本系統(tǒng)主要采用了在這兩種方法。下面簡(jiǎn)要介紹這兩種通風(fēng)阻力測(cè)定的方法。

1.1　基點(diǎn)法

基點(diǎn)法又稱(chēng)巡回測(cè)定法,是將校正氣壓計(jì)放在井上或井下某基點(diǎn)處,每隔一定時(shí)間測(cè)取氣壓讀書(shū)并記錄測(cè)定時(shí)間以監(jiān)測(cè)地面大氣壓力的變化,進(jìn)而對(duì)井下測(cè)定的氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行校正;另一臺(tái)氣壓計(jì)沿事先選好的路線(xiàn)逐點(diǎn)測(cè)定氣壓值并記錄測(cè)定時(shí)間。

采用基點(diǎn)法測(cè)定時(shí)的計(jì)算公式如下:

h1-2=K1(pR1-pR2)-K2((pc1-pc2)+

　　(ρ1V212-ρ2V222)+12(ρ1+ρ2)g(Z1-Z2)

式中　K1、K2———分別為測(cè)量氣壓計(jì)和校正氣壓計(jì)的系數(shù);

　pR1、pR2———分別為測(cè)量氣壓計(jì)在上風(fēng)側(cè)點(diǎn)和下風(fēng)側(cè)點(diǎn)的讀數(shù),Pa;

　pc1、pc2———分別為基點(diǎn)校正氣壓計(jì)在測(cè)定氣壓計(jì)讀取pR1、pR2測(cè)值時(shí)的讀數(shù),

Pa;

　　ρ1、ρ2———分別為測(cè)段前后的空氣密度,kg/m3;

　V1、V2———分別為測(cè)段前后測(cè)點(diǎn)處的風(fēng)速,m/s;

　　　　g———重力加速度;

　　Z1、Z2———分別為測(cè)段前后測(cè)點(diǎn)標(biāo)高,m。

1.2　同步法

同步法是用2臺(tái)氣壓計(jì)在測(cè)段前、后測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)定其氣壓值,因此不必考慮地面氣壓變化的影響。

采用同步法測(cè)定時(shí)的計(jì)算公式如下:h1-2=K1pR1-K2pR2+(ρ1V212-ρ2V222)+　　12(ρ1+ρ2)g(Z1-Z2)

式中　K1、K2———分別為2臺(tái)測(cè)量氣壓計(jì)的校正系數(shù);

　pR1、pR2———分別為測(cè)段前、后測(cè)點(diǎn)的氣壓計(jì)讀數(shù),Pa。

2　各種參數(shù)的確定

2.1　節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)氣壓的確定

節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)氣壓是由節(jié)點(diǎn)基點(diǎn)氣壓變化表經(jīng)過(guò)查表得來(lái)的。具體過(guò)程如下:

(1)把節(jié)點(diǎn)測(cè)定時(shí)間,基點(diǎn)氣壓測(cè)定時(shí)間中的日期、小時(shí)、分鐘都轉(zhuǎn)化為小數(shù)。換算方法如下:T=

24×日期+小時(shí)+分鐘/60。

(2)然后根據(jù)節(jié)點(diǎn)測(cè)定時(shí)間來(lái)查找基點(diǎn)氣壓變化表,再進(jìn)行線(xiàn)性插值,最終準(zhǔn)確求出節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)氣壓。

2.2　節(jié)點(diǎn)空氣密度的確定

根據(jù)節(jié)點(diǎn)空氣的干球溫度和濕球溫度以及干、濕溫度差查相對(duì)濕度表可以求出節(jié)點(diǎn)的相對(duì)濕度。

同時(shí)根據(jù)節(jié)點(diǎn)的干球溫度還要查出節(jié)點(diǎn)的飽和蒸汽壓力。然后根據(jù)空氣密度計(jì)算公式計(jì)算空氣密度。

計(jì)算公式如下:ρ=0.003 484pT(1-0.378Φpsatp)式中p、psat的單位為Pa。

2.3　自然風(fēng)壓的處理

在礦井通風(fēng)阻力測(cè)定中,很難精確測(cè)量自然風(fēng)壓,所以本系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)的空氣平均密度計(jì)算自然風(fēng)壓。自然風(fēng)壓的計(jì)算式為:h自=12(ρ1、ρ2)g(Z1-Z2)式中　ρ1、ρ1———始、末節(jié)點(diǎn)的密度,kg/m3;

　Z1、Z2———始、末節(jié)點(diǎn)標(biāo)高,m。

2.4　精度校驗(yàn)

本系統(tǒng)采用的是簡(jiǎn)易、有效礦井通風(fēng)阻力測(cè)定精度校驗(yàn)的方法。

根據(jù)風(fēng)機(jī)房的水柱的數(shù)據(jù)來(lái)校驗(yàn)精度,求出礦井通風(fēng)阻力:

計(jì)算公式如下:　　δ=|∑hi-hr|hr×100%

式中　∑hi———所測(cè)通風(fēng)系統(tǒng)每條巷道通風(fēng)阻力累計(jì)和,Pa;

　　hr———通風(fēng)阻力值,Pa。

3　軟件計(jì)算流程

在礦井通風(fēng)阻力測(cè)定過(guò)程中節(jié)點(diǎn)氣壓計(jì)放置的位置對(duì)測(cè)量結(jié)果也有很大的影響,一般有2種放置方法,其一是放在節(jié)點(diǎn)處,其二是放在節(jié)點(diǎn)前10 m左右的地方。其用意是此處風(fēng)流穩(wěn)定。實(shí)踐表明第一中方法比較好。第二中方法同樣分為2種情況:

①該測(cè)量位置在回風(fēng)區(qū)時(shí),測(cè)定的數(shù)值小于實(shí)際的阻力值;②在進(jìn)風(fēng)區(qū)則相反,測(cè)定值大于實(shí)際值。尤其是在測(cè)段較短且旁側(cè)風(fēng)量較大時(shí)誤差增大。因此本數(shù)據(jù)處理軟件針對(duì)上述的3種不同的情況分別給出了修正方法。通風(fēng)阻力測(cè)定系統(tǒng)流程如圖1。

4　軟件功能介紹

4.1 支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出能夠和文本文件和Excel文件和Html文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并且能對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)的合法性進(jìn)行檢查。導(dǎo)出數(shù)據(jù)的功能是由數(shù)據(jù)報(bào)表的形式實(shí)現(xiàn)的。

4.2　支持所有表格的打印

其中包括基本參數(shù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果。該部分是由設(shè)計(jì)的DateReporter數(shù)據(jù)報(bào)表來(lái)完成的。對(duì)于井下測(cè)量用的井下測(cè)定記錄卡,和基點(diǎn)氣壓變化記錄表是由Printer對(duì)象來(lái)完成的。

4.3　支持瀏覽所有表格的功能

該功能能夠?yàn)g覽計(jì)算過(guò)程中的所有的表格。該功能是有TreeView控件和DateGrid控件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

4.4　原始數(shù)據(jù)直接匯總

能夠直接對(duì)井下測(cè)定數(shù)據(jù)可以通過(guò)導(dǎo)入和手工輸入的方式直接由本系統(tǒng)進(jìn)行匯總。

除了上述所述功能外該數(shù)據(jù)處理軟件能夠設(shè)置了盡可能多的錯(cuò)誤陷井,減少人為失誤所導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果的不精確。該數(shù)據(jù)處理軟件還能夠大量減少數(shù)據(jù)處理人員的工作量。

　　作者簡(jiǎn)介:胡維喜(1979-),男,河北承德人,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與安全工程學(xué)院在讀碩士研究生,主要從事煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控軟硬件技術(shù)研究開(kāi)發(fā)工作。