權(quán)利要求

1.金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：包括礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)和測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，三者組合布置在礦山井下需要供風(fēng)的掘進(jìn)作業(yè)面(1)巷道中，所述礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)包括礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)、硬質(zhì)風(fēng)筒(3)、柔性風(fēng)筒(7)，所述風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管(8)、進(jìn)氣閥(9)、環(huán)形高壓風(fēng)管(5)、弧形出風(fēng)管(6)，所述測(cè)風(fēng)系統(tǒng)包括皮托管(11)、U型管差壓計(jì)(12)和導(dǎo)壓軟管(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)的布設(shè)方向與所處掘進(jìn)作業(yè)面(1)巷道內(nèi)風(fēng)流方向平行，安裝于系統(tǒng)通風(fēng)有新鮮風(fēng)流的巷道上風(fēng)處，從巷道中吸取的風(fēng)量不超過(guò)該巷道總風(fēng)量的70％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)包括筒體(14)、卡口封條(15)、連接抱箍(16)和扣條(17)，所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)筒徑與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)擴(kuò)散器出口直徑相配套，并采用所述扣條(17)扣緊所述連接抱箍(16)設(shè)置的所述卡口封條(15)與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)連接。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)長(zhǎng)度600mm，所述筒體(14)的內(nèi)筒壁與外筒壁為雙層鋼板與無(wú)鹵阻燃樹(shù)脂材料復(fù)合的結(jié)構(gòu)，所述筒體(14)上方預(yù)留測(cè)壓孔(4)。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述測(cè)壓孔(4)的開(kāi)孔方向與所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)內(nèi)風(fēng)流方向垂直，孔徑φ15mm。 6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述柔性風(fēng)筒(7)筒徑與所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)筒徑配套，采用所述扣條(17)扣緊所述連接抱箍(16)設(shè)置的所述卡口封條(15)與所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)進(jìn)行固定連接，所述柔性風(fēng)筒(7)出風(fēng)口到所述掘進(jìn)工作面(1)的距離為5m。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述進(jìn)風(fēng)管(8)、進(jìn)氣閥(9)、環(huán)形高壓風(fēng)管(5)、弧形出風(fēng)管(6)與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)放置同一巷道，所述進(jìn)風(fēng)管(8)進(jìn)風(fēng)端與外置空壓機(jī)出風(fēng)管(10)連接，所述進(jìn)風(fēng)管(8)出風(fēng)端與所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)內(nèi)部鑲嵌的所述環(huán)形高壓風(fēng)管(5)連接，若干個(gè)所述弧形出風(fēng)管(6)對(duì)稱布置固定在所述環(huán)形高壓風(fēng)管(5)內(nèi)側(cè)。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置，其特征在于：所述弧形出風(fēng)管(6)形狀為弧形，數(shù)量為4個(gè)，按90°均勻并交叉固定在環(huán)形高壓風(fēng)管(5)內(nèi)側(cè)，所述弧形出風(fēng)管(6)垂直高度100mm。 9.一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定方法，其特征在于：包括以下步驟： S1：根據(jù)局部通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)情況，結(jié)合掘進(jìn)工作面(1)規(guī)格尺寸及特性，計(jì)算掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，按照工作面規(guī)格尺寸，匹配合適的礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)、硬質(zhì)風(fēng)筒(3)和柔性風(fēng)筒(7)，構(gòu)建礦用局部通風(fēng)機(jī)與導(dǎo)風(fēng)組件系統(tǒng)； S2：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直接讀取U型管差壓計(jì)(12)管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差，換算硬質(zhì)風(fēng)筒(3)中心的實(shí)測(cè)動(dòng)壓值和流速，利用流體力學(xué)中風(fēng)流動(dòng)壓和速度的關(guān)系，推導(dǎo)出簡(jiǎn)單實(shí)用的礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)風(fēng)量簡(jiǎn)化計(jì)算公式，得到礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)實(shí)際輸出風(fēng)量。 S3：隨著掘進(jìn)距離增長(zhǎng)，柔性風(fēng)筒(7)出風(fēng)口需與掘進(jìn)工作面(1)一直保持5m的距離，將礦用局部通風(fēng)機(jī)(2)實(shí)際輸出風(fēng)量與預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，如果實(shí)際輸出風(fēng)量低于預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量值，啟動(dòng)空壓機(jī)壓風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管道上的進(jìn)氣閥(9)，控制從進(jìn)風(fēng)管(8)進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒(3)內(nèi)的風(fēng)量，直至送達(dá)掘進(jìn)工作面(1)風(fēng)量值滿足預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量要求。 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟S2中，所述皮托管(11)由雙層套管組成一個(gè)探頭來(lái)取出所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)內(nèi)氣流的全壓和靜壓，將所述皮托管(11)探頭插入所述測(cè)壓孔(4)，所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)內(nèi)氣流壓力經(jīng)所述皮托管(11)探頭進(jìn)入所述皮托管(11)，其中從朝著氣流方向的取壓管取出全壓，垂直于氣流方向的一排開(kāi)孔取出靜壓，采用所述導(dǎo)壓軟管(13)分別將所述皮托管(11)的全壓檢測(cè)孔和靜壓檢測(cè)孔鏈接到U型管差壓計(jì)(12)的高壓端口和低壓端口，所述U型管差壓計(jì)(12)管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差即可換算所述硬質(zhì)風(fēng)筒(3)中心的動(dòng)壓值和流速。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦石開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置及方法。

背景技術(shù)

礦井的獨(dú)頭掘進(jìn)通風(fēng)方法主要有壓入式、抽出式、壓抽混合式局部通風(fēng)方法，通過(guò)機(jī)械動(dòng)力促使新鮮風(fēng)流從局部通風(fēng)機(jī)入口流入，在局部通風(fēng)機(jī)的作用下沿風(fēng)筒到達(dá)掘進(jìn)工作面，稀釋、沖淡并排出各種有害氣體和粉塵的過(guò)程，從而創(chuàng)造良好的井下工作環(huán)境。當(dāng)掘進(jìn)距離增長(zhǎng)、風(fēng)阻變大時(shí)，就會(huì)造成風(fēng)筒出口風(fēng)量減小，送達(dá)到工作面的風(fēng)量不夠，易引起中毒窒息事故。

礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給和測(cè)定的方法主要有變頻調(diào)速、增加(變更)風(fēng)機(jī)及增加壓風(fēng)補(bǔ)償裝置提高送風(fēng)量，然后采用機(jī)械風(fēng)表式、傳感器或壓差法對(duì)風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定。近年來(lái)，礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定技術(shù)得到不斷改進(jìn)，主要有以下幾種：

第一種是關(guān)于《礦井通風(fēng)風(fēng)量測(cè)量及誤差補(bǔ)償?shù)姆抡嫜芯俊?中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2018,28(05))提出的一種風(fēng)量測(cè)量及補(bǔ)償方法，采用搭建測(cè)試支架安裝多個(gè)風(fēng)速傳感器的方法,所得到的誤差補(bǔ)償算法可提高風(fēng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性,且設(shè)計(jì)的風(fēng)量測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)風(fēng)量測(cè)試的功能。但局部通風(fēng)機(jī)及所接風(fēng)筒內(nèi)部空間較小，通過(guò)安設(shè)多個(gè)傳感器測(cè)風(fēng)量難度較大，且對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給方面提及較少。

第二種專利號(hào)201820501098.2提出一種空壓機(jī)風(fēng)量補(bǔ)償裝置和風(fēng)量補(bǔ)償系統(tǒng)，采用變頻器補(bǔ)償風(fēng)機(jī)的電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，解決了空壓機(jī)在高海拔地區(qū)出口壓力偏低的問(wèn)題。但變頻器主要靠?jī)?nèi)部IGBT模塊的開(kāi)斷來(lái)調(diào)整輸出頻率，當(dāng)用戶需要的平均流量較小時(shí)，采用變頻調(diào)速使其轉(zhuǎn)速降低，節(jié)能效果非常明顯。由于輸出頻率最大值也不超過(guò)工頻，對(duì)風(fēng)量補(bǔ)給能力有限。另外，變頻器一般對(duì)負(fù)載比較大的設(shè)備比較適用，對(duì)低功率礦用局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)作用有限。

第三種是專利號(hào)CN201910315934.7提出一種局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)償裝置,采用在鐵風(fēng)筒的外壁沿周向?qū)ΨQ增加L形進(jìn)風(fēng)管的方式，提高管道風(fēng)量，該方法需在鐵風(fēng)筒四周打孔，實(shí)施難度較大，且打孔處若密封不嚴(yán)會(huì)造成風(fēng)流逸出，同時(shí)，該裝置無(wú)法對(duì)風(fēng)機(jī)的實(shí)際輸出風(fēng)量大小進(jìn)行判別。

綜上，基于金屬礦山局部通風(fēng)的原理，并結(jié)合井下獨(dú)頭掘進(jìn)巷道不斷延伸的特殊性，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單實(shí)用的礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置成為難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置及方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置，包括礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)和測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，三者組合布置在礦山井下需要供風(fēng)的掘進(jìn)作業(yè)面巷道中，所述礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)包括礦用局部通風(fēng)機(jī)、硬質(zhì)風(fēng)筒、柔性風(fēng)筒，所述風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管、進(jìn)氣閥、環(huán)形高壓風(fēng)管、出風(fēng)管，所述測(cè)風(fēng)系統(tǒng)包括皮托管、U型管差壓計(jì)和導(dǎo)壓軟管。

優(yōu)選的，所述礦用局部通風(fēng)機(jī)的布設(shè)方向與所處掘進(jìn)作業(yè)面巷道內(nèi)風(fēng)流方向平行，安裝于系統(tǒng)通風(fēng)有新鮮風(fēng)流的巷道上風(fēng)處，從巷道中吸取的風(fēng)量不超過(guò)該巷道總風(fēng)量的70％。

優(yōu)選的，所述硬質(zhì)風(fēng)筒包括筒體、卡口封條、連接抱箍和扣條，所述硬質(zhì)風(fēng)筒筒徑與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出口直徑相配套，并采用所述扣條扣緊所述連接抱箍設(shè)置的所述卡口封條與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)連接。

優(yōu)選的，所述硬質(zhì)風(fēng)筒長(zhǎng)度600mm，所述筒體的內(nèi)筒壁與外筒壁為雙層鋼板與無(wú)鹵阻燃樹(shù)脂材料復(fù)合的結(jié)構(gòu)，所述筒體上方預(yù)留測(cè)壓孔。

優(yōu)選的，所述測(cè)壓孔的開(kāi)孔方向與所述硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)流方向垂直，孔徑φ15mm。

優(yōu)選的，所述柔性風(fēng)筒筒徑與所述硬質(zhì)風(fēng)筒筒徑配套，采用所述扣條扣緊所述連接抱箍設(shè)置的所述卡口封條與所述硬質(zhì)風(fēng)筒進(jìn)行固定連接，所述柔性風(fēng)筒出風(fēng)口到所述掘進(jìn)工作面的距離為5m。

優(yōu)選的，所述進(jìn)風(fēng)管、進(jìn)氣閥、環(huán)形高壓風(fēng)管、出風(fēng)管與所述礦用局部通風(fēng)機(jī)放置同一巷道，所述進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端與外置空壓機(jī)出風(fēng)管連接，所述進(jìn)風(fēng)管出風(fēng)端與所述硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)部鑲嵌的所述環(huán)形高壓風(fēng)管連接，若干個(gè)所述出風(fēng)管對(duì)稱布置固定在所述環(huán)形高壓風(fēng)管內(nèi)側(cè)。

優(yōu)選的，所述出風(fēng)管形狀為弧形，數(shù)量為4個(gè)，按90°均勻并交叉固定在環(huán)形高壓風(fēng)管內(nèi)側(cè)，所述出風(fēng)管垂直高度100mm。

本發(fā)明還提供了一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)局部通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)情況，結(jié)合掘進(jìn)工作面規(guī)格尺寸及特性，計(jì)算掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，按照工作面規(guī)格尺寸，匹配合適的礦用局部通風(fēng)機(jī)、硬質(zhì)風(fēng)筒和柔性風(fēng)筒，構(gòu)建礦用局部通風(fēng)機(jī)與導(dǎo)風(fēng)組件系統(tǒng)；

S2：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直接讀取U型管差壓計(jì)管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差，換算硬質(zhì)風(fēng)筒中心的實(shí)測(cè)動(dòng)壓值和流速，利用流體力學(xué)中風(fēng)流動(dòng)壓和速度的關(guān)系，推導(dǎo)出簡(jiǎn)單實(shí)用的礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量簡(jiǎn)化計(jì)算公式，得到礦用局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出風(fēng)量。

S3：隨著掘進(jìn)距離增長(zhǎng)，柔性風(fēng)筒出風(fēng)口需與掘進(jìn)工作面一直保持5m的距離，將礦用局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出風(fēng)量與預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，如果實(shí)際輸出風(fēng)量低于預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量值，啟動(dòng)空壓機(jī)壓風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管道上的進(jìn)氣閥，控制從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)量，直至送達(dá)掘進(jìn)工作面風(fēng)量值滿足預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量要求。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述皮托管由雙層套管組成一個(gè)探頭來(lái)取出硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)氣流的全壓和靜壓，其中從朝著氣流方向的取壓管取出全壓，垂直于氣流方向的一排開(kāi)孔取出靜壓，采用導(dǎo)壓軟管分別將皮托管的全壓檢測(cè)孔和靜壓檢測(cè)孔鏈接到U型管差壓計(jì)的高壓端口和低壓端口。將皮托管探頭插入測(cè)壓孔，硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)氣流壓力經(jīng)皮托管探頭進(jìn)入皮托管，U型管差壓計(jì)管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差即可換算硬質(zhì)風(fēng)筒中心的動(dòng)壓值和流速。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置及方法，可根據(jù)巷道掘進(jìn)的推進(jìn)，在不增加局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)和更換型號(hào)的情況下，通過(guò)對(duì)風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)壓和風(fēng)量進(jìn)行可控式補(bǔ)償，較好地解決因掘進(jìn)距離變長(zhǎng)，通風(fēng)阻力增大造成經(jīng)柔性風(fēng)筒送達(dá)工作面的風(fēng)量減小的問(wèn)題，保障了掘進(jìn)工作面的風(fēng)量和風(fēng)質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。

2、本發(fā)明提供的一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置及方法，可借助皮托管和U型管差壓計(jì)測(cè)定風(fēng)筒中心的動(dòng)壓，利用流體力學(xué)中風(fēng)流動(dòng)壓和速度的關(guān)系，推導(dǎo)出簡(jiǎn)單實(shí)用的局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量簡(jiǎn)化計(jì)算公式，解決了傳統(tǒng)人工測(cè)定風(fēng)量的安全健康和精準(zhǔn)度問(wèn)題。

3、本發(fā)明提供的一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置及方法，可根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)反饋的實(shí)際供風(fēng)量監(jiān)測(cè)值與計(jì)算的掘進(jìn)工作面需風(fēng)量目標(biāo)值的大小關(guān)系，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管道上的進(jìn)氣閥，控制從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)增補(bǔ)柔性風(fēng)筒出風(fēng)口的風(fēng)壓以及風(fēng)量的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中硬質(zhì)風(fēng)筒連接端截面示意圖；

圖3為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定方法流程圖；

圖中，1、掘進(jìn)作業(yè)面；2、礦用局部通風(fēng)機(jī)；3、硬質(zhì)風(fēng)筒；4、測(cè)壓孔；5、環(huán)形高壓風(fēng)管；6、弧形出風(fēng)管；7、柔性風(fēng)筒；8、進(jìn)風(fēng)管；9、進(jìn)氣閥；10、外置空壓機(jī)出風(fēng)管；11、皮托管；12、U型管差壓計(jì)；13、導(dǎo)壓軟管；14、筒體；15、卡口封條；16、連接抱箍；17、扣條。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～圖2，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中提供一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置，包括礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)和測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，三者組合布置在礦山井下需要供風(fēng)的掘進(jìn)作業(yè)面1巷道中，所述礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)包括礦用局部通風(fēng)機(jī)2、硬質(zhì)風(fēng)筒3、柔性風(fēng)筒7，所述風(fēng)量補(bǔ)給系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管8、進(jìn)氣閥9、環(huán)形高壓風(fēng)管5、弧形出風(fēng)管6，所述測(cè)風(fēng)系統(tǒng)包括皮托管11、U型管差壓計(jì)12和導(dǎo)壓軟管13。

在上述實(shí)施例中，本發(fā)明根據(jù)局部通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)情況，通過(guò)增加壓風(fēng)裝置加速風(fēng)筒壁周邊風(fēng)流流速，設(shè)置簡(jiǎn)單可靠的皮托管測(cè)壓組件，對(duì)風(fēng)筒內(nèi)動(dòng)壓進(jìn)行實(shí)測(cè)，計(jì)算出局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量。在不變更或不增加局部通風(fēng)機(jī)的情況下很好地解決了通風(fēng)距離增長(zhǎng)、風(fēng)阻增大造成到達(dá)工作面的風(fēng)量減小的問(wèn)題，確保到達(dá)工作面的風(fēng)量滿足安全要求。

本發(fā)明實(shí)施例中，掘進(jìn)作業(yè)面1為新開(kāi)掘的一條獨(dú)頭巷道，無(wú)貫穿風(fēng)流經(jīng)過(guò)，需新建機(jī)械壓入式或抽出式局部通風(fēng)系統(tǒng)。沿掘進(jìn)巷道布設(shè)的風(fēng)筒長(zhǎng)度需隨著掘進(jìn)的推進(jìn)而增長(zhǎng)，風(fēng)阻變大時(shí)，風(fēng)筒出口風(fēng)量減小，造成送達(dá)到工作面的風(fēng)量不夠。

本發(fā)明實(shí)施例中，礦用局部通風(fēng)機(jī)2的布設(shè)方向與所處掘進(jìn)作業(yè)面1巷道內(nèi)風(fēng)流方向平行，安裝于系統(tǒng)通風(fēng)有新鮮風(fēng)流的巷道上風(fēng)處，從巷道中吸取的風(fēng)量不超過(guò)該巷道總風(fēng)量的70％。

本發(fā)明實(shí)施例中，硬質(zhì)風(fēng)筒筒體14上方預(yù)留測(cè)壓孔4。測(cè)壓孔4的開(kāi)孔方向硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)風(fēng)流方向垂直，孔徑φ15mm。

本發(fā)明實(shí)施例中，柔性風(fēng)筒7筒徑與硬質(zhì)風(fēng)筒3筒徑配套，與硬質(zhì)風(fēng)筒的連接方式仍采用扣條17扣緊連接抱箍16設(shè)置的兩座卡口封條15進(jìn)行固定連接，避免漏風(fēng)。柔性風(fēng)筒7出風(fēng)口到掘進(jìn)工作面1的距離為5m。

本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)風(fēng)管8、進(jìn)氣閥9、環(huán)形高壓風(fēng)管5、弧形出風(fēng)管6與礦用局部通風(fēng)機(jī)2放置同一巷道，進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)風(fēng)端與外置空壓機(jī)出風(fēng)管10連接，出風(fēng)端與硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)部鑲嵌的環(huán)形高壓風(fēng)管5連接。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例中，硬質(zhì)風(fēng)筒3長(zhǎng)度600mm，筒徑與礦用局部通風(fēng)機(jī)2擴(kuò)散器出口直徑配套，包括有筒體14、卡口封條15、連接抱箍16。筒體14為雙層鋼板與無(wú)鹵阻燃樹(shù)脂材料復(fù)合的結(jié)構(gòu)，雙層鋼板分別為筒體14的內(nèi)筒壁與外筒壁。硬質(zhì)風(fēng)筒與局部通風(fēng)機(jī)的連接處，通過(guò)連接抱箍16進(jìn)行固定連接，使用時(shí)將抱箍16上設(shè)置的兩座卡口封條15用扣條17扣緊即可。

本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)風(fēng)管8、進(jìn)氣閥9、環(huán)形高壓風(fēng)管5、弧形出風(fēng)管6與礦用局部通風(fēng)機(jī)2放置同一巷道，進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)風(fēng)端與外置空壓機(jī)出風(fēng)管10連接，出風(fēng)端與硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)部鑲嵌的環(huán)形高壓風(fēng)管5連接，空壓機(jī)提供的風(fēng)量經(jīng)進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)入環(huán)形高壓風(fēng)管5后，從固定在環(huán)形高壓風(fēng)管5內(nèi)側(cè)對(duì)稱布置的4個(gè)弧形出風(fēng)管6壓入硬質(zhì)風(fēng)筒3，弧形出風(fēng)管6出風(fēng)口與硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)風(fēng)流方向一致。4個(gè)弧形出風(fēng)管6按90°均勻并交叉固定在環(huán)形高壓風(fēng)管5內(nèi)側(cè)，出風(fēng)管6垂直高度100mm。

本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)氣閥9可根據(jù)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)反饋的實(shí)際供風(fēng)量監(jiān)測(cè)值與計(jì)算的掘進(jìn)工作面需風(fēng)量目標(biāo)值的大小關(guān)系，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，控制從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)增補(bǔ)柔性風(fēng)筒出風(fēng)口的風(fēng)壓以及風(fēng)量的目的。

本發(fā)明實(shí)施例中，皮托管11帶刻度標(biāo)識(shí)，由雙層套管組成一個(gè)探頭來(lái)取出硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)氣流的全壓和靜壓。其中從朝著氣流方向的取壓管取出全壓，垂直于氣流方向的一排開(kāi)孔取出靜壓，采用導(dǎo)壓軟管13分別將皮托管的全壓檢測(cè)孔和靜壓檢測(cè)孔鏈接到U型管差壓計(jì)12的高壓端口和低壓端口。將皮托管11探頭插入測(cè)壓孔4，硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)氣流壓力經(jīng)皮托管探頭進(jìn)入皮托管11，U型管差壓計(jì)12管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差即可換算硬質(zhì)風(fēng)筒3中心的動(dòng)壓值和流速，從而間接得到礦用局部通風(fēng)機(jī)2實(shí)際輸出風(fēng)量。

請(qǐng)參閱圖3，為了進(jìn)一步更好的解釋說(shuō)明上述實(shí)施例，本發(fā)明還提供：一種適合于金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給及測(cè)定裝置及方法，包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)局部通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)情況，結(jié)合掘進(jìn)作業(yè)面規(guī)格尺寸及特性，計(jì)算掘進(jìn)作業(yè)面需風(fēng)量，按照掘進(jìn)作業(yè)面規(guī)格尺寸，匹配合適的礦用局部通風(fēng)機(jī)2、硬質(zhì)風(fēng)筒3和柔性風(fēng)筒7，構(gòu)建礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)。

步驟二：通過(guò)讀取U型管差壓計(jì)12管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差，換算硬質(zhì)風(fēng)筒3中心的實(shí)測(cè)動(dòng)壓值。利用流體力學(xué)中風(fēng)流動(dòng)壓和速度的關(guān)系，可以推導(dǎo)出簡(jiǎn)單實(shí)用的局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量簡(jiǎn)化計(jì)算公式，從而得到礦用局部通風(fēng)機(jī)2實(shí)際輸出風(fēng)量。

步驟三：隨著掘進(jìn)距離增長(zhǎng)，柔性風(fēng)筒7出風(fēng)口需與掘進(jìn)作業(yè)面1一直保持5m的距離。將礦用局部通風(fēng)機(jī)2實(shí)際輸出風(fēng)量與預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量進(jìn)行數(shù)值比對(duì)。如果實(shí)際輸出風(fēng)量低于預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量值，啟動(dòng)空壓機(jī)壓風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管10上的進(jìn)氣閥，控制從進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)的風(fēng)量，直至送達(dá)掘進(jìn)作業(yè)面1風(fēng)量值滿足預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量要求，最終實(shí)現(xiàn)增補(bǔ)柔性風(fēng)筒出風(fēng)口的風(fēng)壓以及風(fēng)量的目的。

在上述實(shí)施例中，由圖3可以看出，本發(fā)明可準(zhǔn)確的測(cè)定掘進(jìn)作業(yè)面的風(fēng)量值，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以文字方式動(dòng)態(tài)顯示；將局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出風(fēng)量與預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量進(jìn)行數(shù)值比對(duì)。如果實(shí)際輸出風(fēng)量低于預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量值，啟動(dòng)空壓機(jī)壓風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管10上的進(jìn)氣閥，控制從進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)的風(fēng)量，直至送達(dá)掘進(jìn)作業(yè)面1風(fēng)量值滿足預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量要求。

根據(jù)局部通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)情況，結(jié)合掘進(jìn)作業(yè)面1規(guī)格尺寸及特性，計(jì)算掘進(jìn)作業(yè)面1需風(fēng)量目標(biāo)值，按照工作面規(guī)格尺寸，匹配合適的礦用局部通風(fēng)機(jī)2、硬質(zhì)風(fēng)筒3和柔性風(fēng)筒7，構(gòu)建礦用局部通風(fēng)與導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)。讀取U型管差壓計(jì)12管內(nèi)兩側(cè)的水柱高度差，換算硬質(zhì)風(fēng)筒3中心的實(shí)測(cè)動(dòng)壓值，利用流體力學(xué)中風(fēng)流動(dòng)壓和速度的關(guān)系，計(jì)算礦用局部通風(fēng)機(jī)2實(shí)際輸出風(fēng)量。隨著掘進(jìn)距離增長(zhǎng)，柔性風(fēng)筒7出風(fēng)口需與工作面一直保持5m的距離。將礦用局部通風(fēng)機(jī)2實(shí)際輸出風(fēng)量與預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量進(jìn)行數(shù)值比對(duì)。如果實(shí)際輸出風(fēng)量低于預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量值，啟動(dòng)空壓機(jī)壓風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)出風(fēng)管10上的進(jìn)氣閥，控制從進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)入到硬質(zhì)風(fēng)筒3內(nèi)的風(fēng)量，直至送達(dá)掘進(jìn)作業(yè)面1風(fēng)量值滿足預(yù)設(shè)條件下風(fēng)量要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

金屬礦山礦用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量補(bǔ)給、測(cè)定裝置和方法.pdf