通风阻力 说课PPT课件

1. 分析目的：分析目的： 根据讲授内容，对课题要求认真分析，研究根据讲授内容，对课题要求认真分析，研究教材对课题内容讲述的特点与合理性；参看相关教材，教材对课题内容讲述的特点与合理性；参看相关教材，对授课内容进行适当的处理与编排，力使授课内容达到对授课内容进行适当的处理与编排，力使授课内容达到合理科学、系统完整。合理科学、系统完整。矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定 2. 使用教材矿井通风矿井通风煤炭工业出版社 P 57 66. ( (全国技校教材全国技校教材. . 煤炭技工学校通用教材煤炭技工学校通用教材) )一、教材分析一、教材分析第1页/共73页3. 教材分析 煤炭煤炭出版社的教材，优点是文字清楚、篇章较简练；出版社的教材，优点是文字清楚、篇章较简练；作作 为技校教材重视了实际操作环节的讲述，体现应用教为技校教材重视了实际操作环节的讲述，体现应用教育的趋向，育的趋向，但本节使用的设备等插图显示及文字讲述层次略显不足。但本节使用的设备等插图显示及文字讲述层次略显不足。 如如P63 对井下测量数据整理计算制图及实例部分，应并对井下测量数据整理计算制图及实例部分，应并列列为第五大部分，但教材却列为测量方法的第为第五大部分，但教材却列为测量方法的第5小节编排教材，小节编排教材，是显著的失误，会造成学员学习的沉重感受。是显著的失误，会造成学员学习的沉重感受。 另外另外此教材仍未脱离理论教育的模式，在教材中有大量此教材仍未脱离理论教育的模式，在教材中有大量的理论公式推导，这对现在应用操作型技工学习的实际仍的理论公式推导，这对现在应用操作型技工学习的实际仍脱节，应删除不必要的理论推导，只讲授公式性质和应用脱节，应删除不必要的理论推导，只讲授公式性质和应用范围即可。范围即可。 如如P61讲测阻原理，可以舍去原理推导计算，而转变讲测阻原理，可以舍去原理推导计算，而转变为讲明结论的性质和理性经验的推断，作为操作者的为讲明结论的性质和理性经验的推断，作为操作者的 经经验传授验传授 和和 经验积累，力争从应用本质上提高学习者的技经验积累，力争从应用本质上提高学习者的技能等级。能等级。第2页/共73页4.教学理念分析： 我们从高等院校到技工学校教材课题讲述的趋向，就可我们从高等院校到技工学校教材课题讲述的趋向，就可体现出应用教育，是培养技工要针对工业应用的教育，以实体现出应用教育，是培养技工要针对工业应用的教育，以实际工业操作需要的技术与技能为主体，造就对工作环境熟悉、际工业操作需要的技术与技能为主体，造就对工作环境熟悉、实际操作能力较高的操作者，这尤其是工业技工学校所遵循实际操作能力较高的操作者，这尤其是工业技工学校所遵循的教育方向。的教育方向。 借此教学交流机会，可以明确提出借此教学交流机会，可以明确提出，当前工业需要将职，当前工业需要将职业院校从应试教育转向业院校从应试教育转向应用教育应用教育，应试考试转变为，应试考试转变为应用考试应用考试,培养实际生产知识与操作实际技能较充实的工人。培养实际生产知识与操作实际技能较充实的工人。 明确了教学理念与方向，我们就会有明确的路线去遵循明确了教学理念与方向，我们就会有明确的路线去遵循教学规律，组织教材内容，使用教学工具，收集教学素材，教学规律，组织教材内容，使用教学工具，收集教学素材，研究教学内容，体现教学方法；清楚明白使课程内容和教学研究教学内容，体现教学方法；清楚明白使课程内容和教学方法达到更高合理性、科学性、系统性、完整性的教学水平。方法达到更高合理性、科学性、系统性、完整性的教学水平。第3页/共73页5.选定教材与组织内容 选定教材：选用本册选用本册矿井通风矿井通风做为课堂教学的教材，做为课堂教学的教材，教学中必须遵循其教学内容和知识层次。因为教材才是学生手教学中必须遵循其教学内容和知识层次。因为教材才是学生手中的学习工具和认知路线，教师必须遵循教学实际。中的学习工具和认知路线，教师必须遵循教学实际。 组织内容：根据目前技校的学生，对理论推导型学习能力根据目前技校的学生，对理论推导型学习能力较差的实际情况，对教材内容的取舍讲述，可借鉴其他教材内较差的实际情况，对教材内容的取舍讲述，可借鉴其他教材内容的优点，提高教学内容的分类与层次规范性；适应于学习深容的优点，提高教学内容的分类与层次规范性；适应于学习深度和层次等。建议可对通风阻力测定目的性质夸张讲述，提高度和层次等。建议可对通风阻力测定目的性质夸张讲述，提高学生对阻力作用的认识，明确说明测阻原理仅讲授其性质和应学生对阻力作用的认识，明确说明测阻原理仅讲授其性质和应用内容，提高应用的经验为重点，而不是理论推导学习。用内容，提高应用的经验为重点，而不是理论推导学习。 通过对教学具体内容的分析与组织，才能很现实推进通用通过对教学具体内容的分析与组织，才能很现实推进通用教材由笼统，逐步结合实际教材由笼统，逐步结合实际 演化为实用教材。演化为实用教材。第4页/共73页二、授课层次分析二、授课层次分析2. 深度处理选用教材为选用教材为3 -5节节P57- 66P57- 66页，内容较多，可页，内容较多，可分两段分两段(井下实测与记录，室内整理计算）井下实测与记录，室内整理计算）5部分内部分内容：测定通风阻力的目的和基本内容，测前准备工容：测定通风阻力的目的和基本内容，测前准备工作作6项，测量方法与操作程序，整理、计算实例与项，测量方法与操作程序，整理、计算实例与成果图。成果图。1. 授课容量对主要相关专业、或高中基础学生讲授本课程，对主要相关专业、或高中基础学生讲授本课程，可将工艺过程和细节，按教材全部讲授。可将工艺过程和细节，按教材全部讲授。对专业跨度较大作为基础课程及初中起点的学生对专业跨度较大作为基础课程及初中起点的学生则以工作重要、主要过程讲授为主，在工作中无则以工作重要、主要过程讲授为主，在工作中无直接用途的细节，仅作为了解内容。直接用途的细节，仅作为了解内容。3. 授课对象本课程内容量大，作为专业课，重点讲授实测工本课程内容量大，作为专业课，重点讲授实测工作过程主线，过度深入的工作细节略讲。与实际作过程主线，过度深入的工作细节略讲。与实际工作中相结合，浓缩讲课内容，给学生较多深入工作中相结合，浓缩讲课内容，给学生较多深入思考时间与探讨互动机会，才能争取有较好的学思考时间与探讨互动机会，才能争取有较好的学习效果。习效果。第5页/共73页1 1、掌握矿井通风阻力测定知识 2、矿井通风阻力测定过程方法 教学目的教学重点教学难点 矿井通风阻力的计算1、通风阻力测定的操作步骤 2、测定数据的整理计算方法三、教学目的、知识重点和难点三、教学目的、知识重点和难点第6页/共73页四、教学手段与方法选择2. 常用教学手段分析 1. 知识的获取和记忆： 人们和学生对信息知识的获取，83%83%来自视觉，11%11%来自于动感听觉，其他来自嗅觉 触觉 味觉。 知识记忆持久性，一般人们能记住阅读的10%10%，听到内容的20%20%，看到内容的 30%30%，同时听到与看到内容的 50%50%，在交流中自己所说内容的 70%70%。 这说明动态多媒体教学与课程交流学习的重要性。 板书授课，配合挂图，目前课堂常用方法基础好学习可达到较好效果基础好学习可达到较好效果; 但书写费时但书写费时, 较难直观理解较难直观理解第7页/共73页四、教学手段与方法选择 多媒体投影课件： 结合教具挂图，可充分展现图片、影视传授知识的广泛性结合教具挂图，可充分展现图片、影视传授知识的广泛性省时省力直观理解，深刻广泛应用，可达到好的教学效果省时省力直观理解，深刻广泛应用，可达到好的教学效果 操作实验或参观教学，是应用教育的主要教学方法操作参观、边讲边学，理解直观、投资偏大。应据知识操作参观、边讲边学，理解直观、投资偏大。应据知识性质来设置此类课时。一般用于完成必要的教学课程性质来设置此类课时。一般用于完成必要的教学课程综合前述知识理性分析，据本课程特点，选择使用综合前述知识理性分析，据本课程特点，选择使用本教程采用多媒体投影课件教学方式 本课程知识内容：前部分是生产实际操作步骤内容，本课程知识内容：前部分是生产实际操作步骤内容，后部分测阻原理可以简化为应用理解。系统性较强，课堂后部分测阻原理可以简化为应用理解。系统性较强，课堂需简化内容细节；用普通图片熟悉公式的简单方式，将知需简化内容细节；用普通图片熟悉公式的简单方式，将知识传授给学员。识传授给学员。 课程知识量大，需学员专心致志学习。课程知识量大，需学员专心致志学习。3. 讲课方式第8页/共73页五、教学素材收集与课件制作1. 主要文字资料输入、编辑与处理2. 图片与视频收集、整理、插入链接，完成PPT课件3. 辅助教具与挂图：本课需机采、综采工作面 挂图内容：课程主线和重点环节知识内容，要系统 、简明、清楚, 使课程内容和文字讲述，达到层次简明清楚。要求：尽量每屏文字不超过200字，字体色彩与知识内容 相协调 注：本次课仍按教材内容安排课程，因教材是学习的路。内容：对静态知识环节使用文字，动态操作可用施工图片展现， 动态原理与参观内容可用动画。这是展现知识的重要方法要求：图片内容尽量简练，并尽力替代参观教学，降低教学成本。内容：对知识线有明显展示作用，对课件起补充作用 (压差计图片)要求：使用教具、挂图要少，起到一统课程知识主线的作用。第9页/共73页六、课程教学构思1. 复习提问新课相关基础知识，再导入新课2. 新课内容的编排，与教学方法相结合安排3. 分析难点学习方法，掌握重点难点讲解方法4. 多留课堂思考与练习互动，吸引学生注意力5. 课程小结，布置作业6. 借助讲授知识相关时机，对学生进行鼓励与激励借助讲授知识相关时机，对学生进行鼓励与激励 课堂纠正学生不良行为时，方法策略要规范课堂纠正学生不良行为时，方法策略要规范7. 借助时机对学生进行安全与文明生产相关教育8. 布置下次课应预习的内容七、教材处理：说明教材 删去调整、变更部分 (教案中)第10页/共73页八、授课步骤与时间分配序号序号授授 课课 环环 节节时间分配时间分配1第第一一节节第第二二节节课礼、清点人数、复习提问课礼、清点人数、复习提问约约5min2新课新课: 风阻测定目的和基本内容风阻测定目的和基本内容约约10min3风阻测量前的准备工作风阻测量前的准备工作 约约10min4如何选择布置风阻测点如何选择布置风阻测点 约约10min5压差计测阻原理的应用压差计测阻原理的应用约约5min6思考与讨论思考与讨论约约5min7风阻测定操作程序、注意事项风阻测定操作程序、注意事项 约约10min8整理、计算测量资料整理、计算测量资料 约约12min9两个计算实例两个计算实例约约13min10课程小结与讨论课程小结与讨论约约5min11作业布置作业布置约约5min 时间合计时间合计 (2课时课时)90min第11页/共73页九、板书设计 教学目 的：2、掌握矿井通风阻力测定过程方法 1、掌 握矿井通风阻力测量知识 第12页/共73页九、板书设计四、测量方法 1. 测阻公式应用 2. 测量操作程序：3个. 3. 操作注意事项： 7项 4.影响测定的因素 ：三个十、教学准备五、整理、计算测量资料通风阻力测量总结报告 一般分5部分测量数据处理与计算 (1)测区 段通风阻力计算: (2)测 (区)段风阻计算: (3)测 (区)段百米风阻计算: (4)摩擦阻力系数a的计算：3、应用计算实例（典范） 例3-4 例3-4 1. 2. 3. 4. 作业：问答1. 2. 3. 4. 计算 5. 6.第13页/共73页授课课件第14页/共73页矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定第15页/共73页1 1、掌握矿井通风阻力测定知识 2、矿井通风阻力测定过程方法 教学目的教学重点教学难点 矿井通风阻力的计算1、通风阻力测定的操作步骤 2、测定数据的整理计算方法第三章第三章 矿井通风阻力矿井通风阻力 第五节第五节 矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定 第16页/共73页第五节第五节 矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定一、 测定通风阻力的目的二、 通风阻力测量基本内容三、 测量前的准备工作：6步 布置测点的原则和要求四、 测阻原理、测量方法五、 整理、计算测量资料知识内容：第17页/共73页 第五节 矿井通风阻力测定 一、测定通风阻力的目的 矿井井巷内通风阻力大小及其分布是否合理，直接影响主要通风机的工作状况和井下采掘工作面的风量分配，也是评价矿井通风系统和通风管理优劣的主要指标之一。测量矿井通风阻力是矿井通风管理部门的日常和基础工作之一，是进行通风管理和通风设计的依据，也是掌握生产矿井通风情况的重要手段。 通风阻力的测量方法常用的有两种： 一为压差计测量法，二为气压计测量法。第18页/共73页 第五节 矿井通风阻力测定 一、测定通风阻力的目的 (1)掌握矿井通风阻力的分布情况 (是否存在有通风阻力大的区段、在什么位置)，为改善矿井通风系统、减少通风阻力、降低矿井通风机的电耗以及为采用均压技术防灭火等提供依据。 (2)测算各类井巷的风阻值和摩擦阻力系数值，以备通风设计和通风技术管理使用。 (3)为发生事故时选择风流控制方法提供必要的参数。 (规程)第一百一十九条规定:新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。第19页/共73页二 、矿井通风阻力测量的基本内容 (1)参数测定。应测定的参数有风流压力，温度、湿度、风速、风量、井巷规格尺寸等。 (2)计算风阻。通过测量各类井巷、各区域或整个矿井的通风阻力和风量，计算其风阻值 hRQ2，R=h/Q2)，并编辑成表，作为基本资料。 (3)计算摩擦阻力系数。通过测定摩擦阻力，计算各种支护方式的井巷摩擦阻力系以供通风设计时参考使用。 (4)测量矿井通风阻力的分布情况，绘制通风阻力分布图。 为了寻求和分析问题，时需要沿着通风阻力大的路线，在尽可能短的时间内，连续测量各个区段的通风阻力，有以得出整个路线上通风阻力的分布情况。 第五节 矿井通风阻力测定 第20页/共73页第五节 矿井通风阻力测定三、测定前的准备工作 测量矿井 (或井巷)通风阻力之前，除应掌握阻力测量的基本原理之外，还应该做好充分的准备和组织工作。 1. 明确测量目的，制定测量方案和工作计划 阻力测量之前，首先要明确通过阻力测量需要获得的资料及解决的问题。 测量方案和工作计划应包括：测量方法、测定路线 (或测段)、测定时间 (日期或生产班)等内容。 2. 准备资料，熟悉矿井通风系统 需要准备并熟悉近期的通风系统图和风阴结构图；测定主要井巷风阻时，要准备和熟悉矿井通风网络图。第21页/共73页三、测定前的准备工作 3. 选择测量路线和测点 (1) 根据不同目的选择测量路线。关键阻力路线，其阻力和分布也就是矿井通风阻力及分布。只有降低关键阻力路线上的通风阻力，才能降低矿井的通风阻力。校核测量结果，选择并联 风流短路作辅助测量路线。测量局部区段通风阻力， 则仅在区段内选测量路线。第五节 矿井通风阻力测定第22页/共73页三、测定前的准备工作 3. 选择测量路线和测点 (2)布置测点。布置测点的原则和要求： 在风流的分岔或汇合地点必须布置测点，且必须满足: 在分风点或合风点上游3B巷宽，下游12B巷宽处。 在并联风路中，只沿一条路线测量风压。 测点应尽可能不靠近井筒和主要风门 间距一般在200m左右，压差应不小于10-20Pa 测点应设在安全状况良好的地段。 局部阻力特别大地方，应设置两个测点测量。 测点应顺风流流向依次编号并标注明显。第五节 矿井通风阻力测定第23页/共73页三、测定前的准备工作 在风流的分岔或汇合地点必须布置测点和应遵守的原则：第五节 矿井通风阻力测定第24页/共73页三、测定前的准备工作 3. 选择测量路线和测点 (2)布置测点。 测定摩擦阻力系数a时，要求全测段内仅存在摩擦阻力 而不存其他任何阻力，测段具备下列条件:巷道方向不变，没有分岔;巷道断面和形状不变，不存在扩大或缩小;支护形式单一。 (3)待测量路线和测点位置选定好后，要用不同颜色绘成测量路线示意图，并将测点位置 间距 标高和编号注入图内。 (4)下井沿测量路线进行实地考察，以保证测定工烦利进行第五节 矿井通风阻力测定第25页/共73页三、测定前的准备工作 4. 测量仪器和工具的准备第五节 矿井通风阻力测定第26页/共73页三、测定前的准备工作4. 测量仪器和工具的准备 采用倾斜压差计测量枕 所需仪器、工具见表3-4。测量所需要的各种仪器，使用前都必须进行校正。5. 人员配备与分工 根据测量方法和测量范围的大小配备人员，按照工作性质组织分工。一般可分为若干小组，各司其职，各负其责，相互配合，避免差错。6. 准备好记录和计算用表格 测量通风阻力所需记录和计算用表格见表3-510。第五节 矿井通风阻力测定第27页/共73页三、测定前的准备工作 6. 准备好记录和计算用表格第五节 矿井通风阻力测定第28页/共73页三、测定前的准备工作 6. 准备好记录和计算用表格第五节 矿井通风阻力测定第29页/共73页三、测定前的准备工作 6. 准备好记录和计算用表格第五节 矿井通风阻力测定第30页/共73页四、测定方法 矿井通风蛆力测定的理论依据是风流流动能量方程，测定方法有压差计法、气压计法和用JFY型矿井通风参数检测仪测量法。这里仅介绍压差计测量法。 1.测阻原理 此法是用倾斜压差计作为显示压差的仪器，传递压力用内径为4-6mm的胶皮管或塑料管，接受压力的仪器用皮托管或静压管。 静压管是由流线形的中空管1与管接头3组成。在管的侧壁径向开小孔2，静压从此小孔传递。如图3-11所示。 测阻布置方式：欲测某倾斜巷道1-2两断面之间的通风阻力时，仪器布置如下图3-12所示。第五节 矿井通风阻力测定第31页/共73页三、测定前的准备工作 单管倾斜压差计阻时， 仪器及正负端的接法第五节 矿井通风阻力测定第32页/共73页四、测定方法 应用原理：根据倾斜压差计的使用接口要求，无论在1点还是2点，上风端管路一般接入接口上，下风端管路一般接入接口上；那么，它们测量计数结果是相同的。 其压差值是12两断面之间的静压差与位压差之和（或叫1，2两断面的势压差）。据此系列变化，可知该压差计位于1-2之间任意位置，其测量结果是相同的。 用单管倾斜压差计测量 该段巷道阻力的计算公式为： H阻 KLgh动 L - 单管倾斜压差计的读数，mm液柱; K - 单管倾斜压差计的校正系数; H阻- 通风阻力，Pa; h动-两断面的动压之差，Pa。第五节 矿井通风阻力测定第33页/共73页四、测定方法 2. 测量操作程序 测量时人员可分为铺设胶皮管、测压和测量其他参数 (风速、大气参数、井巷几何参数)3个小组。 铺设胶皮管小组任务：是铺设胶皮管，安设静压管1。 测压组的任务：是安装压差计和静压管2，仪器连接，读数记录。 其他参数测量小组的任务：测段长度、测点的断面积 (可在定点时进行)、测点断面的平均风速和大气参数。 测定顺序：可从进风到回风，从回风到迸风逐段进行。人员较多时可分多组在一条线上同时进行。第五节 矿井通风阻力测定第34页/共73页四、测定方法 3注意事项1）在倾斜巷道内不宜安设测点，始末两点尽量安设在上下水平巷道内。 2）开始测量前，用小气筒将两根胶皮管内原有的空气换成测定地点空气。3）测回采面压差时，仪器应安置在运输或回风平巷内、不易被运输干扰的地点，胶皮管沿工作面铺设。如果工作面邻近有行人或通风小眼，也可将胶皮管通过这些小眼铺设。4）测定过程中，如果压差计出现异常现象，必须立即查明原因，排除故障，重新测定。故障可能是： (1)胶皮管因积水、污物进入或打折而堵塞；胶皮管被扎有小眼或破裂。 (2)压差计漏气，测压管内或测压管与容器连接处有气泡。 (3)静压管放置在风流的涡流区内。第五节 矿井通风阻力测定第35页/共73页四、测定方法 3. 注意事项 5）在主要运输巷和主要回风测定时，应尽可能增加两测点的长度，以减少分段测定的积累误差和缩短测定时间。 4. 影响测定结果的因素 为了提高测定精度，除保持仪器完好之外，还应注意以下问题: (1)适当增大测段长度，即增大每测段，减小累积误差和相对误差; (2)注意使胶皮管内的空气密度与巷道内的空气密度相等。在温差变化较大的区段，胶皮管铺设后等一段时间再读值; (3)确保风速 (或风量)和巷道断面参数测量准确。第五节 矿井通风阻力测定第36页/共73页五、整理计算测量资料 测量资料的整理与计算是通风阻力测量工作的最后、也是最重要的一项工作。如果计算和整理数据时，公式和参数选取不当或粗枝大叶，即使测量数据再精确，仍然会导致错误结论。测量资料的整理与计算包括数据处理与计算和编撰矿井通风阻力测量总结 (成果)报告。 1. 矿井通风阻力测量总结报告，一般包括以下几个部分: (1)通风系统概述; (2)阻力测量目的; (3)测量路线和测点布置 (要求附图说明) (4)数据整理与计算并填写到相应表格中，绘制阻力 测量成果图； (5)测量结果分析与建议。第五节 矿井通风阻力测定第37页/共73页五、整理计算测量资料 2.数据处理与计算： 主要内容就是根据测量获得的原始数据按有关表格各栏目的要求加以整理和计算，然后填写到表中。测量数据可以用手工计算，也可以用计算机进行处理。手工计算步骤介绍： (1)测 段风压消耗 (通风阻力)计算: HiKLi g h动 (2)测 (区)段风阻计算: Ri = hi /Q2i R标i= (1.2/i)Ri 便于比较各类巷道的风阻，按后式换算成标准风阻值。 (3)测 (区)段百米风阻计算: R标100 =100 R标i /L (4)摩擦阻力系数a的计算： a测h摩S3 /ULQ2 a标 = (1.2/测) a测 为比较各类巷道的a系数，按后式换算成标准a标。 各式中参数含义与单位，参见教材P64.第五节 矿井通风阻力测定第38页/共73页五、整理计算测量资料 3.绘制矿井通风阻力成果图 数据处理与计算工作完成后，根据并联风路风压相等的原则，对测量结果进行一次检查。 测量结果无误后，可绘制矿井通风阻力成果图，用图来醒目表明矿井通风状况。 绘制方法是：在方格纸上以巷道累计长度为横坐标，分别以温 湿度、风量和阻力为纵坐标，绘制温度、湿度、风量和阻力曲线图，如下页图3-13所示。 第五节 矿井通风阻力测定第39页/共73页五、整理计算测量资料 矿井通风阻力成果图第五节 矿井通风阻力测定第40页/共73页五、整理计算测量资料 4. 典型应用实例 例3-4在直角拐弯平巷，已知用倾斜压差计测得1-2测点间的阻力为66Pa，1-3测点间的阻力为96Pa，测点间距L1-2为200m，L1-3为300m（全长支护方式相同)，巷道断面积为5.5m2，周界长为9.8m，通过的风量为20m3/s，空气密度为1.17kg/m3，试求巷道摩擦阻力系数、拐弯处的局部阻力和局部阻力系数的大小。 解： (1)求摩擦阻力系数。 (2)求弯道局部阻力和局部阻力系数。 弯道局部阻力为: . 要求学生找出计算参数的适用公式，辅助计算参数值。 提示学生：液体经过弯道处有弯道阻力，积累为经验。 第五节 矿井通风阻力测定第41页/共73页五、整理计算测量资料 4. 典型应用实例 例3-5用单管倾斜压差计测量某梯形平直巷道的通风阻力，得单管倾斜压差计的读数为20mmH2O，仪器的校正系数为0.3，测点1，2两处的巷道断面分别为s16.5m2，S27m2，空气密度分别为l1.20kg/m3，21.l5kg/m3，1，2两测点的间距为250m，通过该巷道的风量为30m3/s，试求该段巷道的通风阻力h1-2，风阻R，标准风阻R标，百米风阻R标I00，摩擦阻力系数a测及a标的大小。 解：(1)求1-2测段巷道通风阻力。 1-2测段两端断面的平均风速分别为: 1-2测段两端断面的平均动压差为: 所以1-2测段巷道通风阻力为: (2)求风阻R，R标，R标l00 (3)求摩擦阻力系数a测及a标 至计算结束。第五节 矿井通风阻力测定第42页/共73页 问答题：1.测定通风阻力的目的和基本内容是什么？2.测量前的准备工作有哪六项3.布置测点应符合的原则和要求是什么3.测量中注意事项是什么？4.如何整理、计算测量的各项资料？计算公式有哪些？ 计算题：5、6，下页。1.测定通风阻力的目的和基本内容2.测量前的准备工作：六项，布置测点的原则和要求3.测量方法： 测量操作程序4.整理、计算测量资料：绘制矿井通风阻力成果图【课程小结】【作业布置】第43页/共73页 5. 某设计巷道的木支柱直径 16cm，纵口径4，净断面积S4 ，周长U8m,长度L300m,计划通过的风量 Q1440,试求该巷道的摩擦阻力系数和摩擦阻力。( h摩=324Pa) 6.某条巷道如题图所示，通过的风量为18m3/s，s1s2 4.5m2，s39m2，空气的密度1.20kg /m3，试分别计算巷道突然缩小处和转弯处的局部阻力。（h缩=2.4 Pa, h弯=13.4 Pa）s/m3 本书第四章：通风动力【课后预习】【作业布置】第44页/共73页Thank you very much!二二 O O O O 九九 . . 七七 . . 五日五日第45页/共73页义马煤技校义马煤技校 冯卫国冯卫国2009. 7. 05第46页/共73页第47页/共73页（三）气压计法测量通风阻力 用气压计测量通风阻力，最核心的问题就是如何测定测点的空气静压，目前在煤矿井下测定通风阻力使用最多的是矿井通风综合参数检测仪。 1测量阻力原理 根据能量方程，气压计法就是通过气压计测出测点间的绝对静压差，再加上动压差和位压差，以计算通风阻力。即：)22()()22212122112121vvgzgzpph（阻或 动位静阻hhPh21气压计测量通风阻力的方法有逐点测定法和双测点同时测定法。1）逐点测定法 将一台气压计留在基点作为校正大气压变化使用，另一台作为测压仪器从基点开始测量每一测点的压力。如果在测量时间内大气压和通风状况没有变化，那么两测点的绝对压力差就是气压计在两测点的仪器读数差值。即： 第48页/共73页2121读读hhpp 但是，地面大气压和矿井通风状况都可能发生变化，因此，井下任一点的绝对静压也随之变化。这就必须根据基点设置的气压计读数，对这两测点的绝对静压进行校正。即： )()(212121读读读读hhhhpp将式（3-43）代入式（3-40），则两点间的通风阻力为; )22()(2221212211212121vvgzgzhhhhh）（）（读读读读阻或 动位读读读读阻）（）（hhhhhhh2121212）双测点同时测定法 它是用两台气压计（I、II号）同时放在1号测点定基点，然后将II号仪器带到2号测点，约定时间同时读取两台仪器的读数后，再把I号仪器移到3测点，II号仪器留在2测点不动，再同时读数。如此循环前进，直到测定完毕。此法因为两个测点的静压值是同时读取的，所以不需要进行大气压变化的校正，但是测定时比较麻烦。 用气压计法测定通风阻力主要以逐点测定法为主。第49页/共73页2井下测量步骤1）将两台仪器同放于基点处，将电源开关拨至“通”位置，等待1520min后，按“总清”键，记录基点绝对压力值。2）按“差压”键，并将记忆开关拨于“记忆”位置，再将仪器的时间对准。3）将一台仪器留于基点处测量基点的大气压力变化情况，并每逢5的倍数每隔5min记录一次。4）另一台仪器沿着测量路线逐点测定各测点的压力，测定时将仪器平放于测点底板上，每个测点读数三次，也是逢5的倍数每隔5min记录一次。5）测定时先测测点的相对压力，然后测巷道断面平均风速和断面尺寸，最后测温度与湿度，分别记录于附表3-1至附表3-4中。如此逐点进行，直到将测点测完为止。第50页/共73页3注意事项1)由于矿井的通风状态是变化的，井下大气压的变化有时滞后于地面大气压的变化，在同一时间内变化幅度也与地面不同，所以校正用的气压计最好放在井底车场附近。2）用矿井通风综合参数检测仪测定平均风速和湿度时，由于受井下环境的影响较大，所以测得的结果往往误差较大，故在实际测定通风阻力时，一般用机械风表和湿度计测测点的巷道断面平均风速和湿度。3）测定最好选在天气晴朗、气压变化较小和通风状况比较稳定的时间内进行。 第51页/共73页（四）测定方法的选择 用压差计法测量通风阻力时，只测定压差计读数和动压差值，就可以测量出该段通风阻力，不需要测算位压，数据整理比较简单，测量的结果比较精确，一般不会返工，所以，在标定井巷风阻和计算摩擦阻力系数时，多采用压差计法。但这种方法收放胶皮管的工作量很大，费时较多，尤其是在回采工作面、井筒内或者行人困难井巷及特长距离巷道，不宜采用此方法。 用气压计法测量通风阻力，不需要收放胶皮管和静压管，测定简单。由于仪器有记忆功能（矿井通风综合参数检测仪），在井下用一台数字气压计就可以将阻力测量的所有参数测出，省时省力，操作简单，但位压很难准确测算，精度较差，故一般适用于无法收放胶皮管或大范围测量矿井通风阻力分布的场合。 第52页/共73页二、数据处理及可靠性检查（一）测定数据的处理 资料计算与整理，是通风阻力测定中比较重要的一项工作，测定数据的处理虽然较为繁琐，但要求细致、认真，稍有疏忽就会前功尽弃，反复多次，甚至导致错误的结论，所以必须给予重视。 数据处理内容主要包括平均风速计算、空气密度计算、井巷风量计算、井巷相对静压和动压计算、井巷之间的通风阻力计算、全矿井通风阻力计算、各井巷风阻和摩擦阻力系数计算以及矿井压能图的绘制等。 第53页/共73页1巷道平均风速的计算 将附表3-1中的表速通过校正曲线查出它的真风速后，再将真风速乘以测风校正系数K即得实际平均风速（参见第一章第四节）。2空气密度计算 通过附表3-2中各测点的大气参数和干、湿温度值，查表1-9在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、饱和水蒸气压力表，得到各测点的饱和水蒸气的压力，再查表1-12由风扇湿度计读数值查相对湿度得到各测点的相对湿度值后，代入密度计算公式计算出测点的密度值。 空气密度的计算，应该精确到小数点后第三位。 计算某测点的动压时，直接用测点的密度值计算，计算两断面间的位压差时，应该用两测点密度的算术平均值。将各测点的密度或平均密度记入附表3-5、附表3-6附表3-7中。 第54页/共73页3风量Q的计算 1）相邻两测点风量相差不大或者是均匀漏风的情况下，两测点的平均风量为：smQQQ/2321，均 2）相邻两测点间如有较大的集中漏风和风流的分叉、汇合时，只能在其前后分别计算平均风量。 3）在进行风量平衡时，所有的风量都要换算成矿井空气标准状态下的风量。smtPQQ/15.273842. 23，测标 将上述计算结果记入附表3-5、附表3-6和附表3-7中。4通风阻力h阻计算 用压差计法时，用式3-39计算通风阻力。将相邻测点阻力计算结果记入附表3-5中和附表3-7中。 气压计法时，用式3-44或3-45计算通风阻力。将相邻测点计算结果记入附表3-6和附表3-7中第55页/共73页3）通风系统总阻力h总的计算 通风系统总阻力等于该系统从总进风口到总出风口间，沿任意一条风流路线各测段通风阻力之和。 将计算结果记入附表3-5和附表3-6中。 根据附表3-5和附表3-6中统计整理的数据，在方格纸上以巷道累计长度为横坐标，分别以温度、湿度、风量和阻力为纵坐标，绘制温度、湿度、风量和阻力曲线图。第56页/共73页4）测点的相对总压能h总i计算h总i + + Pa； （3-49)ih静ih位ih动 将上述结果记入附表3-6中。当所有测点的相对总压能计算出之后，即可绘制压能图。图3-15为某矿的通风网路图，图3-16为该通风网路的压能图。压能图的纵坐标表示相对总压能的绝对值，横坐标表示节点的延展方向，图中右侧的三角形顶点表示通风机的风压。第57页/共73页5摩擦阻力系数参见本章第一节，计算出标准状态下的摩擦阻力系数，将计算结果记入附表3-7。 6巷道风阻R计算 将附表3-5和附表3-6中的风量、两测点间的阻力代入下式，均阻2212121QhR100LR2- 12- 1100R 将上述计算结果记入附表3-7中。（二）测定结果可靠性检查 测点资料汇总以后，应对全系统或个别地段测定结果进行检查校验。 因为仪表精度、测定技巧的熟练程度等因素的影响，测定时总会发生这样或那样的误差。如果误差在允许范围以内，那么测定结果可以直接应用，如果误差较大应该查明原因进行重新测量。系统全面地分析各种误差的原因，比较困难，也没有必要，但是根据通风阻力测定的目的和要求，在测定中有目的地进行一些校验测定，则是完全必要的。第58页/共73页1风量的校验 换算成标准矿井空气状态下的风量，根据“在密度不变的情况下，流进汇点或闭合风路的风量，等于流出汇点或闭合风路的风量”的原则进行风量比较，其误差不应该超过所用风表的允许误差值。如果误差过大，则应分析查明原因，必要时进行局部或全部重新测定。第59页/共73页2通风阻力的校验 根据闭合风路中，每一条风路的通风阻力累计值都应该相等的原则，如果已经测定了两条以上并联风路的通风阻力，就可以相互校验，其两者相差不应超过5%。假使测定时只需要测量一条路线，为了校验，也应尽可能再选择一条路线最短而又与之并联的风路，测量它的通风阻力以便校验。 测量全矿井系统总阻力时，最好利用通风机房内设置的压差计读数校验。通过压差计的读数及测定风机入风口的动压和矿井的自然风压，计算出全矿井的通风阻力，再与分段测量累计的全矿井总阻力相比较，其误差不应大于5%。第60页/共73页三、矿井通风阻力测定报告的编写 通风阻力测定工作结束以后，必须对所测定的数据进行整理分析并编写通风阻力测定报告，从中得出有价值的结论。为日后矿井通风管理、通风系统的改造、矿井通风自动化、通风系统设计和均压调节法控制火灾提供可靠的、切合实际的技术数据。矿井通风阻力测定报告的编写内容主要有：（一）矿井概况 主要介绍矿井煤层赋存状况，井田开拓、采煤方法、回采工艺，各井巷的特征参数、支护形式及井巷标高，矿井生产系统等。并附有全矿井生产系统图。 第61页/共73页二）通风安全概况 主要介绍矿井瓦斯的涌出量，煤层自然发火倾向性，煤尘爆炸指数，水文地质情况等安全基础资料。各主要用风地点的风量和质量，矿井总进风量和总回风量，通风机工况，通风机房压差计读数。矿井通风方式、通风方法、通风网路以及通风构筑物的数量和位置，全矿井火区的数量和位置以及矿井通风系统。并附有矿井通风系统图和通风网络图。（三）测量计划和步骤1、测定方法 根据测量目的选择的测量方法，并附有测点原理布置图。第62页/共73页2、仪器准备 以表格的形式列出仪器的数量、型号、使用状态，并将仪器编号与使用人员对应一致。3、人员组织和任务分配 主要分测风组、测压组、测断面尺寸组、数据记录组、通讯联络组和安全指挥组。每个测定小组必须由上述人员56人 组成。要附有任务分配表、基础数据表格。4、测点线路的选择 在通风系统图上标明所有测量地段、路线、测点，并且要依次编号，注明测定路线上的局部通风机、调节风门、风桥和其它障碍物。具体要求参照通风阻力测定方法。5、井下测量 根据测量的目的和测量方法，参照通风阻力测量步骤，沿着测量路线，简要说明测量过程和临时修改的测点原因。 第63页/共73页（四）资料汇总与计算 计算的数据包括每一个测点的密度、风速、断面积、风量、动压、位压、静压、相对压力、两测点的通风阻力、最大阻力路线上的总阻力、井巷风阻、摩擦阻力系数等，并要有具体的计算过程，并将结果绘制成表。（五）误差分析1、通风机工况变化误差分析2、测量仪器和测量技术误差分析。3、测点布置合理性（主要分析小阻力段在风流变化地段）误差分析。4、井巷标高和断面计算时的误差分析。 第64页/共73页（六）绘制压力坡线图和压能图 参照第二章第四节压力坡线图的绘制方法，将通风阻力计算结果绘制成压力坡线图和压能图。（七）测定结果分析 1、衡量矿井通风管理水平。 2、分析矿井通风系统存在问题，提出改进意见。 3、均压调节火区效果分析。 4、主要通风机的安全运行分析。 第65页/共73页四、本章小结： 本章从通风阻力产生的根本原因入手，阐明矿井通风阻力的计算方法、测定方法以及降低通风阻力的具体措施。本章是进行矿井通风系统设计、矿井风量调节、矿井通风系统管理和安全评价的理论基础。第66页/共73页五、思考复习题：思考题3-1 何谓层流、紊流？如何判别流体的状态？ 3-2在尼古拉兹实验资料中，随或相对粗糙度而变化分为五个区，各区有何特征？3-3 摩擦阻力系数与哪些因素有关？3-4 局部阻力形式主要有哪些？造成能量损失的原因是什么？ 3-5风流流入断面突然扩大的阻力损失与流入断面突然缩小的阻力损失相比较，哪一个更大？为什么？3-6 “阻力”与“风阻”是不是同一个概念？其相互关系如何？各受什么因素影响？3-7等积孔的含义是什么？等积孔与风阻有哪些异同与联系？如何衡量矿井通风难易程度？3-8 为什么要减少通风阻力？用什么方法减少通风阻力？3-9 通风阻力测定方法有几种？各有何优缺点？3-10 通风阻力测定报告主要包括哪些内容？ 第67页/共73页习 题 3-1 某设计巷道的木支柱直径 16cm，纵口径4，净断面积S4 ，周长U8m,长度L300m,计划通过的风量Q1440,试求该巷道的摩擦阻力系数和摩擦阻力。( h摩=324Pa) 3-2 某巷道有三种支护形式，断面积均为8m2,第一段为三心拱混凝土砌碹巷道，巷道不抹灰浆，巷道长400m；第二段为工字梁梯形巷道，工字梁高10cm，支架间距为0.5m，巷道长500m；第三段为木支架梯形巷道，支架直径20cm,支架间距为0.8m，巷道长300m，该巷道的风量为20。试分别求出各段巷道的风阻和摩擦阻力。（第一段R1=0.0535Ns2/m8 ，h1=21.4Pa；第二段R2=0.208Ns2/m8 ，h2=83.2Pa；第三段R3=0.1Ns2/m8 ，h3=40Pa） 42m/Ns015. 0第68页/共73页3-3 某条巷道如题图3-1所示，通过的风量为18，空气的密度试分别计算巷道突然缩小处和转弯处的局部阻力。（h缩=2.4 Pa,h弯=13.4 Pa） 3-4 某巷道摩擦阻力系数 42m/Ns004. 0，通过的风量Q40s/m3，空气的密度 ,m/Kg25. 13在突然扩大段，巷道断面由S1=6m2变为S2=10m2。求：（1）突然扩大段的局部阻力。（4.4Pa）（2）其他条件不变，若风流由大断面流向小断面，则突然缩小段的局部阻力又是多少？（5.6Pa）第69页/共73页 3-5 某矿井的风量为100m3/s，阻力为2158 Pa，试求其风阻和等积孔，并绘制风阻特性曲线。（R=0.2158 Ns2/m8，A=2.56m2） 3-6 某矿简化后的通风系统如题图3-2所示，已知R1-2=0.039Ns2/m8, R2-3=1.177Ns2/m8, R2-4=1.079Ns2/m8,Q2-3=35m3/s,Q2-4=25m3/s,试求矿井的总阻力、总风阻和总等积孔各为多少？（h=1262.5Pa, R总=0.351 Ns2/m8 ，A总=2m2）3-7 用单管倾斜压差计与静压管测量一条运输大巷的阻力。该巷为半圆拱料石砌碹，测点1与测点2处的巷道断面积为s1=8.8m2,s2=8.0m2,1、2两测点的间距是300m，通过该巷道的风量是30m3/s，单管倾斜压差计的读数为L21.1mm液柱，读数时的仪器校正系数K0.2，测点1的空气密度测点2的空气密度 试计算该巷道的摩擦阻力和摩擦阻力系数，并将摩擦阻力系数换成标准值。（h摩=39.9 Pa， ， ）,/25. 131mKg,m/Kg21. 13242m/Ns0078. 0测42m/Ns0076. 0标第70页/共73页1长壁采煤法的回采工艺，包括有哪些步骤？2说明长壁采煤工作面机采、综采设备配置的不同。3. 说明单一煤层倾斜长壁采煤法巷道布置特点。1采煤机简单结构：单双滚简采煤机、刨煤机2走向采煤工作面：回采工艺与步骤特点 机采面：落煤与装煤、运煤、支护、移架，采空处理 特点 综采面：设备配置，回采工艺特征3倾斜长壁采煤方法 单层采煤区巷道布置特点 回采工艺与采煤方法特点【课程小结】【作业布置】【课后预习】第71页/共73页Thank you very much!二二 O O O O 八八 . . 十一十一. . 八日八日第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页