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巷道阻力檢測

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發(fā)布時間：2025-07-29 02:45:46 更新時間：2025-07-28 02:45:46

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

巷道阻力檢測

在礦山、隧道及地下工程施工中，巷道通風(fēng)系統(tǒng)是保障作業(yè)安全與生產(chǎn)效率的核心環(huán)節(jié)。巷道的通風(fēng)阻力直接影響風(fēng)機選型、能源消耗及有效風(fēng)量分配，進而關(guān)系到瓦斯排放、粉塵控制及作業(yè)環(huán)境安全。巷道阻力檢測是通過科學(xué)方法量化風(fēng)流在巷道內(nèi)流動時因摩擦、斷面變化、轉(zhuǎn)彎及支護結(jié)構(gòu)等因素產(chǎn)生的能量損失，是優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計、診斷系統(tǒng)故障、制定節(jié)能措施的關(guān)鍵依據(jù)。準(zhǔn)確測定巷道阻力對預(yù)防通風(fēng)事故、降低運營成本、實現(xiàn)綠色開采具有重要意義。

檢測項目

巷道阻力檢測的核心項目包括：

斷面尺寸與形狀測量： 獲取巷道凈高、凈寬、周長及斷面面積，用于計算水力直徑和阻力系數(shù)。
風(fēng)壓差(靜壓差)檢測： 測量被測巷道段起點與終點的靜壓差值，這是計算摩擦阻力的直接輸入。
風(fēng)量與風(fēng)速測定： 通過巷道斷面的平均風(fēng)速計算風(fēng)量，結(jié)合斷面面積驗證風(fēng)流狀態(tài)。
摩擦阻力系數(shù)測定： 基于達(dá)西公式或礦井通風(fēng)學(xué)理論，計算巷道壁面摩擦特性參數(shù)。
局部阻力系數(shù)測定： 針對巷道轉(zhuǎn)彎、斷面突變、風(fēng)門、擋風(fēng)墻、設(shè)備安裝等位置產(chǎn)生的附加阻力進行分析。

檢測儀器

完成上述檢測需依賴專業(yè)儀器：

精密壓差計/微壓計： 如傾斜式微壓計、數(shù)字式電子微壓計，精度達(dá)±0.1 Pa，用于測量兩點間靜壓差。
風(fēng)速測量儀： 包括機械式葉輪風(fēng)速計、熱式風(fēng)速儀（熱線/熱膜）、超聲波風(fēng)速儀或皮托管，測量巷道斷面多點風(fēng)速并計算平均值。
激光測距儀/斷面掃描儀： 精確測量巷道幾何尺寸及不規(guī)則斷面輪廓，計算有效通風(fēng)斷面。
氣壓計（精密空盒氣壓計或數(shù)字氣壓傳感器）： 用于大氣壓力校正和絕對壓力測量。
多通道數(shù)據(jù)記錄儀： 同步采集并存儲壓差、風(fēng)速、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。

檢測方法

巷道阻力檢測需遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒蹋?/p>

測點選擇與布置： 選擇直線、斷面均勻、無局部障礙物的巷道段。起點與終點測點間距一般不小于50倍水力直徑。在兩端及中間關(guān)鍵位置布置靜壓測孔。
壓差同步測量： 使用連接軟管將兩端靜壓孔引至同一臺壓差計，直接讀取壓差ΔP（Pa）。長距離測量需考慮管路損失校正。
風(fēng)量測定： 在測段內(nèi)選擇穩(wěn)定斷面，用風(fēng)速儀按“定點法”（網(wǎng)格法）或“線路法”測量多點風(fēng)速，計算平均風(fēng)速v（m/s），結(jié)合斷面面積S（m2）計算風(fēng)量Q = v × S（m3/s）。
摩擦阻力計算： 應(yīng)用礦井通風(fēng)學(xué)基礎(chǔ)公式計算摩擦阻力R_f（N·s2/m?）和摩擦阻力系數(shù)α（N·s2/m?）： R_f = ΔP / Q2, α = R_f × S3 / (L × P), 其中L為測段長度(m)，P為巷道斷面周長(m)。
局部阻力識別與測量： 在局部障礙物前后增設(shè)測點測量壓差，或通過總阻力減去摩擦阻力部分進行估算。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

巷道阻力檢測需遵循國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠：

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：
- MT/T 380-2007 《礦井通風(fēng)阻力測定方法》：規(guī)定了煤礦井巷通風(fēng)阻力測定的基本要求、方法、步驟及數(shù)據(jù)處理。
- GB/T 16414-2008 《煤礦科技術(shù)語礦井通風(fēng)》：包含阻力相關(guān)術(shù)語定義。
- AQ 標(biāo)準(zhǔn)系列（如AQ 1028-2006 煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件）中涉及通風(fēng)阻力控制要求。
行業(yè)通用原則：
- 測量應(yīng)在通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下進行（風(fēng)機工況不變、無大型設(shè)備啟停）。
- 風(fēng)速測量點需覆蓋全斷面，網(wǎng)格點數(shù)量需滿足精度要求（通常不少于12點/斷面）。
- 壓差測量管路需密封良好、排空積水、避免打結(jié)，長管路需進行動態(tài)響應(yīng)校正。
- 數(shù)據(jù)應(yīng)重復(fù)測量（一般測3次以上）取平均值，并計算誤差范圍。
國際參考： ISO 13349:2010 《工業(yè)風(fēng)機—詞匯與定義》（雖針對風(fēng)機，但阻力概念相通）。