[发明专利]基于空气状态参数的矿井外部漏风率的测定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿井通风领域，特别涉及一种基于空气状态参数的矿井外部漏风率的测定方法及装置。

背景技术

矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与主通风机的工作风量之比。矿井外部漏风率是影响矿井通风系统合理运行的因素之一，同时也是衡量矿井主通风机运行状况和通风管理水平的一个重要指标。矿井安全管理部门经常需要测定这一参数，以便有效的控制矿井的外部漏风，改善矿井的通风状况。因此，准确地测算矿井外部漏风率，了解矿井的通风状况，对优化通风有重要意义。

目前，矿井外部漏风率的测定方法主要有风表直接测定法、瓦斯等值法及示踪气体法等。风表直接测定法的原理为在风硐内选取适当的断面测得主通风机工作风量，同时在井下总回风巷道内选取合适的测点测得总回风量，通过主通风机工作风量和总回风量二者之差可计算出矿井外部漏风量和漏风率。风表直接测定法操作方便，计算简单直观，但由于风硐风速及断面较大，测量时的误差较大，而且测量过程不安全。瓦斯等值法根据同一时间矿井总回风巷道与矿井主通风机排出的绝对瓦斯涌出量相等的原理进行测定，瓦斯等值法测定的优点在于不需在风硐测定风量，比较安全，但该方法需要准确采集有代表性的气体样本，而气体浓度检测需要采用气相色谱仪分析，并且要求回风流中瓦斯浓度相对较高。示踪气体法测定原理为在井下总回风巷道中释放示踪气体，当风流携带示踪气体流入回风井和风硐，若矿井存在外部漏风，则风机入口风量增加，示踪气体浓度降低，通过取样并检测示踪气体浓度的降低值即可计算出矿井的外部漏风率，该种测定方法的精度主要取决于释放装置的释放流量和取样点的浓度分布是否均匀，采用该方法测定时，需提前做多次试验来确定示踪气体释放量、采样时间、采样位置等参数，准备工作较为繁琐。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种测量过程安全、测量结果精度高，便于实现的基于空气状态参数的矿井外部漏风率的测定方法以及用于实现测定方法的装置。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于空气状态参数的矿井外部漏风率的测定方法，包括以下步骤：

1)分别在回风井、风机房地面和风硐设置温湿度传感器和大气压力传感器；

2)利用步骤1)中设置的温湿度传感器和大气压力传感器实时检测回风井、风机房地面和风硐三处测点的大气压力、干球温度和相对湿度；

3)根据湿空气热力性质关系，利用步骤2)中所测量的三处测点的大气压力、干球温度和相对湿度计算出各测点空气的含湿量和比焓值；

4)根据混合过程的质量平衡和热力学能量平衡关系，利用步骤3)计算所得的含湿量和比焓值计算出该测量状态下的矿井外部漏风率。

上述基于空气状态参数的矿井外部漏风率的测定方法，所述步骤3)中，根据湿空气热力性质关系，空气的饱和水蒸气压力为：