[发明专利]一种煤矿巷道微风速测定装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微风速测定装置及方法，尤其是一种对煤矿安全管理有着重要作用的煤矿巷道微风速测定装置及方法。

背景技术

煤矿通风系统是由通风网络、通风动力和通风控制设施等构成的一套完整体系，其主要用途是向煤矿井下的工作区域提供充足的新鲜空气，并及时排出污浊空气。通风系统风流的完整流经路线对煤矿安全生产很重要，风流由入风井口进入矿井，经过井下各用风作业地点，而后进入回风井，最后由回风井排出矿井。生产工作时期通风系统主要是以最经济的方式带动通风动力，向井下各工作地点提供充足的新鲜空气，保证煤矿职工呼吸舒畅；同时还可以稀释排除瓦斯和粉尘等各种有害物质，为职工创造良好的工作环境。

煤矿通风系统是保证煤矿生产系统安全运转的重要组成部分，它既服务又制约着生产系统。可以这样说，煤矿通风系统的优劣，将对煤矿企业日常的安全生产、事故防治和经济效益有着直接的影响。生产过程中，不合理的煤矿通风系统，将会严重影响煤矿的正常开采任务和抵御事故灾害的能力，最终导致煤矿经济效益滑坡。为确保煤矿安全生产、稳产和高产，提高抗灾能力，保障经济效益，必须使得通风系统保持最佳运行状态。因此，建立完善合理的通风系统是煤矿安全高效生产的基本保证。

通风网络是通风系统的基础，合理有效的通风网络才能保证矿井风量的高效分配。风量的计算通常需要测出巷道的截面积以及巷道的风速。矿井风速通常使用机械式风表测量，根据测量范围的不同，机械式风表可以分为高速风表、中速风表和微速风表，微速风表的测量范围0.3m/s～5m/s，启动风速0.2m/s，基本误差绝对值≤0.2m/s。机械式风表可以满足大部分巷道的风速测量工作，但有些巷道比如硐室、联络巷的风速很小，风速越小，测量误差越大，甚至有些地点的风速低于低速风表的启动风速，根本无法测量。而硐室，联络巷的风量对整个通风网络的稳定性有一定的影响，所以准确测量微风速有很重要的意义。

目前常用的低风速测量仪器包括热线式风速传感器和热球式风速计等仪器。热线式风速传感器由于技术成熟，分辨率稳定性比较好是常用的低风速测量方法，但是该仪器价格昂贵，且很少带有风向识别功能。热球式风速计测量原理是，一个被加热的物体置于风流中，其温度随风速大小和散热多少而变化，通过测量物体在风流中的温度便可测量风速。由于只能测瞬时风速，且测风环境中的灰尘及空气湿度等对它也有一定的影响。所以这种测风表只能在湿度≤85％的条件下使用，而煤矿井下的湿度往往超过85％，甚至能达到100％。

发明的内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、测量精确、能为矿井通风提供安全信息的煤矿巷道微风速测定装置及方法。

技术方案：本发明的煤矿巷道微风速测定装置，包括顶部支架、牵引绳、轻质球、圆弧刻度尺和手柄；所述圆弧刻度尺的一端与顶部支架的一端相连接，圆弧刻度尺的另一端连接有方便操作者把握的手柄，圆弧刻度尺的曲率半径与顶部支架的长度相等，所述轻质球经牵引绳固定在顶部支架的另一端，牵引绳的长度大于顶部支架的长度，在轻质球受风力摆动时，通过牵引绳直接显示出位于圆弧刻度尺的位置。

所述轻质球的为聚酯纤维材料制成，球体的直径为0.1m。

所述圆弧刻度尺上的刻度值标定根据理论公式计算和实验风速矫正的基础上进行标定，量程为0m/s～0.5m/s，测量精度能达到0.05m/s。

所述的圆弧刻度尺中间留有导向槽，牵引绳一端固定在顶部支点上，另一端通过导向槽牵引轻质球，使得轻质球能够在导向槽中摆动。

使用上述装置的煤矿巷道微风速测定方法：测定风速时，手持手柄，保持顶部支架与巷道地面平行，在巷道微风的作用下轻质球受风力摆动，根据牵引绳摆动的方向即可判断出风流的方向，将圆弧刻度尺的弧面迎着巷道微风方向，通过牵引绳摆动的幅度，读出圆弧刻度尺上对应的刻度，即为所测点的风速；在巷道内的待测断面上取多个点测量，根据多点测量的平均值确定巷道待测断面的速度。

有益效果：微风速测量是矿井通风管理中的重要环节,本发明针对煤矿现有微风速测手段的不足，提出的煤矿巷道微风速测定的装置，能够提高微风速测量精度和稳定性。对煤矿安全管理有着重要作用的煤矿巷道微风速测定装置。利用轻质大截面球的轻巧性，可直接测出煤矿井下巷道的微风速，通过所测微风速的大小与轻质大截面球的摆动幅度有一定关系的原理，能够很好地解决低风速表测量巷道微风速误差较大的问题，其结构简单，操作方便，成本低，便于携带，效果好，具有风速越小，测量越精确的特点，对于煤矿的通风安全管理有很好的帮助。

附图说明