閆 曉(貴州織金永興煤業(yè)有限公司,貴州 織金 552100)
礦井外部漏風(fēng)測(cè)定的誤差分析與實(shí)踐
閆 曉
(貴州織金永興煤業(yè)有限公司,貴州 織金 552100)
運(yùn)用誤差分析理論,分析了各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)在測(cè)定過程中產(chǎn)生誤差的主要原因,制定了減少或消除誤差的方案。通過實(shí)際測(cè)定,驗(yàn)證了方案的可行性??偨Y(jié)了外部漏風(fēng)測(cè)定的步驟、技術(shù)規(guī)范和要求,提高了外部漏風(fēng)測(cè)定的準(zhǔn)確性。
礦井外部漏風(fēng);誤差分析理論;方案;技術(shù)規(guī)范
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.071
礦井外部漏風(fēng)測(cè)定是礦井通風(fēng)能力評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo),往往誤差較大,不能準(zhǔn)確提出通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)管理依據(jù)。誤差簡單來說就是測(cè)量和實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與被測(cè)量的真值的差異,按照性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。誤差產(chǎn)生的來源主要有儀器誤差、理論(方法)誤差、操作誤差、偶然誤差等幾個(gè)等方面。
1.1方法誤差
是由測(cè)量過程中所使用的方法本身所造成的。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)傾斜微壓計(jì)使用了不符合要求的工作液,在計(jì)算過程中沒有加以校正。改用純水(蒸餾水)作為工作液,通過查表查出純水密度,再根據(jù)公式4進(jìn)行效正。
(2)沒有按要求測(cè)量測(cè)定風(fēng)井底、風(fēng)峒的大氣壓力和空氣的干、濕溫度,忽略了空氣密度的影響。按照要求精確測(cè)量風(fēng)井底、風(fēng)峒的大氣壓力和空氣的干、濕溫度。
(3)測(cè)量通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器斷面的速壓由人工手持皮托管測(cè)量改為多點(diǎn)聯(lián)合測(cè)定法。每三個(gè)點(diǎn)為一組進(jìn)行測(cè)量,確保了皮托管置于每個(gè)測(cè)點(diǎn)的中心,并垂直與測(cè)風(fēng)斷面,消除由于人為因素而造成的測(cè)量誤差,皮托管的安裝、連接如圖1所示。
(4)在計(jì)算礦井外部漏風(fēng)量和外部漏風(fēng)率時(shí),沒有將實(shí)測(cè)的風(fēng)量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的風(fēng)量,造成誤差。將實(shí)測(cè)風(fēng)量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的風(fēng)量后,再進(jìn)行計(jì)算。
(5)在測(cè)量過程中,井上下不能實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量,造成誤差。建立聯(lián)系機(jī)制,確保測(cè)量的同步性。
1.2操作誤差
由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定分析人員掌握規(guī)程與操作儀器、儀表正確控制條件稍有出入而引起的誤差。如傾斜微壓計(jì)在測(cè)定過程中出現(xiàn)不水平,儀器、儀表在讀數(shù)時(shí)偏高或偏低等。對(duì)參加測(cè)定的人員進(jìn)行培訓(xùn),明確測(cè)定工作中各自的任務(wù),熟練掌握所用的儀器、儀表的使用要領(lǐng)和操作方法。
1.3儀器誤差
儀器本身精度不夠或未經(jīng)校正所引起的。如空盒氣壓計(jì)刻度不夠精確,估讀數(shù)值過大,使用了未經(jīng)效正的儀器、儀表所造成的誤差。在測(cè)定過程中,使用經(jīng)過校正的儀器、儀表,確保測(cè)量精度。
1.4偶然誤差
是由某些偶然因素:測(cè)定時(shí)環(huán)境的溫度、濕度氣壓的微小波動(dòng)、震動(dòng)所引起的。其影響有時(shí)大、有時(shí)小。因而偶然誤差難以覺察,也難控制。隨著測(cè)定次數(shù)的增加,偶然誤差的算數(shù)平均值將逐漸接近于零。一般在測(cè)定中,做2~3次平行測(cè)定,可達(dá)到不超過規(guī)定誤差的目的。
1.5計(jì)算誤差
在數(shù)據(jù)匯總計(jì)算過程中,對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)未按規(guī)定進(jìn)行校正、選取了精度較低的計(jì)算公式都會(huì)造成計(jì)算累計(jì)誤差增大,影響測(cè)量精度。如大氣壓力未進(jìn)行校正,空氣密度、測(cè)試結(jié)果按國際單位制進(jìn)行換算時(shí)選取了精度較低的公式。在計(jì)算過程中對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)按照要求進(jìn)行校正,并選取精度較高的公式進(jìn)行計(jì)算,將由計(jì)算而造成的累計(jì)誤差降至最小。選取的數(shù)據(jù)處理公式如下:
1.5.1巷道斷面的計(jì)算
半圓拱巷道:S=B×H-0.1073B2
三心拱巷道:S=B×H-0.073B2
不規(guī)則巷道:S=0.851B×H
1.5.2空氣密度的計(jì)算
1.5.3測(cè)風(fēng)速壓的計(jì)算
(1)傾斜微壓計(jì)所測(cè)壓力的計(jì)算:P1=n×k
(2)傾斜微壓計(jì)使用的工作液的密度與儀器銘牌上所標(biāo)明的酒精密度不相符時(shí),應(yīng)根據(jù)下式進(jìn)行換算:P= P1×r1/r
(3)測(cè)量結(jié)果按國際單位制進(jìn)行換算:P法=Pgρ(1-ρ’/ρ) ×10-3
(4)通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算:qv=S×〔(2×∑Pdi)/(n×ρ)〕1/2
(5)標(biāo)準(zhǔn)密度下的風(fēng)量計(jì)算:Qi=Q×(1.2/ρ)
(6)礦井外部漏風(fēng)量的計(jì)算:Q外漏=∑Q通i-∑Q井i
(7)礦井外部漏率的計(jì)算:L=Q外漏/∑Q通i×100%
(1)外部 漏風(fēng)測(cè)定所用的主要儀器、儀表,如風(fēng)表、通風(fēng)干濕表、傾斜式微壓計(jì)、空盒氣壓表、秒表、鋼卷尺、皮托管,所有儀器必須完好并經(jīng)過鑒定合格,在有效期內(nèi)方可使用。
(2)成立外部漏風(fēng)測(cè)定領(lǐng)導(dǎo)小組4個(gè)。第一組井下測(cè)風(fēng)組:負(fù)責(zé)井下回風(fēng)道風(fēng)速、斷面、大氣壓力和干、濕溫度的測(cè)定。第二組:地面測(cè)風(fēng)組:負(fù)責(zé)通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器的速壓、地面大氣壓力和干、濕溫度的測(cè)定。第三組負(fù)責(zé)記錄通風(fēng)機(jī)的電壓、電流、通風(fēng)機(jī)靜壓等運(yùn)行參數(shù)的記錄,并檢查每臺(tái)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間通風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間,地面附屬設(shè)施的漏風(fēng)情況,如防爆蓋、反風(fēng)門、水平門、立閘門等,并對(duì)每道設(shè)施的完好及漏風(fēng)情況做詳細(xì)記錄。第四組:機(jī)電組:負(fù)責(zé)外部漏風(fēng)測(cè)定期間倒換風(fēng)機(jī)時(shí)的通風(fēng)安全。
(3)各測(cè)定小組各就各位后,要立即向總指揮匯報(bào),總指揮在接到各小組到位的電話后,向各小組下達(dá)開始測(cè)試的命令,各小組在接到總指揮的測(cè)試命令后,開始測(cè)定各自分工負(fù)責(zé)的各項(xiàng)參數(shù)。各小組在測(cè)量結(jié)束后,要立即向總指揮匯報(bào)??傊笓]在接到各小組全部測(cè)完的電話后,方可下達(dá)停止測(cè)試的命令,進(jìn)行下一臺(tái)通風(fēng)機(jī)的測(cè)試。
(4)數(shù)據(jù)處理:將原始數(shù)據(jù)按儀器、儀表的校正系數(shù)一一校正,并按照所列公式進(jìn)行整理、計(jì)算。
利用誤差分析理論,通過制定詳細(xì)的測(cè)定方案,選取計(jì)算精度較高的公式,能夠?qū)⑾到y(tǒng)誤差、偶然誤差和計(jì)算誤差造成的影響減到最小,取得科學(xué)的測(cè)定結(jié)果。在測(cè)定過程中,要對(duì)通風(fēng)機(jī)的附屬設(shè)施進(jìn)行全面而細(xì)致的檢查,查找主要漏風(fēng)通道,而這一過程往往容易被忽視。
閆曉(1976-),男,主要從事專業(yè)技術(shù)工作。