一種新穎的礦井通風數據處理係統的設計
胡維喜,蔣曙光,吳征豔,彭 淮,徐佳佳(中國礦業大學能源科學與安全工程學院,江蘇徐州221008)摘 要:根據礦井通風阻力測定的基本原理,把VB和數據庫技術有機的結合,建立一種新穎的礦井通風阻力測定數據處理係統。在處理礦井通風阻力數據時,極大的提高了處理速度,降低了人為誤差。為加強礦井通風安全管理提供了有力的工具。
關鍵詞:通風阻力;數據庫技術;礦井通風
中圖分類號:TD722 文獻標識碼:B 文章編號:1003-496X(2006)
礦井通風阻力測定是煤礦安全生產中的一項重要的內容。礦井通風阻力測定能夠為煤礦的安全生產提供基礎的數據,也是礦井通風網絡解算基礎數據的來源。因此做好阻力測定工作是煤礦安全生產的一個重要的環節。但是,在進行礦井通風係統阻力測定時,測定的數據很多。用人工處理這些數據非常費時而煩瑣,甚至有時候會出現錯誤,從而降低了係統測定的精度。而且對於計算結果的最終處理也比較煩瑣。采用本係統能夠準確快速的計算出結果並且支持瀏覽和打印等功能。
1 本係統所采用的方法
在礦井通風阻力測定的方法有:壓差計法、氣壓計法。但是隨著煤礦通風安全檢測技術的發展測定精度比較低的壓差計法逐漸地被氣壓計法取代了。氣壓計法分為基點氣法和同步法。本係統主要采用了在這兩種方法。下麵簡要介紹這兩種通風阻力測定的方法。
1.1 基點法
基點法又稱巡回測定法,是將校正氣壓計放在井上或井下某基點處,每隔一定時間測取氣壓讀書並記錄測定時間以監測地麵大氣壓力的變化,進而對井下測定的氣壓數據進行校正;另一台氣壓計沿事先選好的路線逐點測定氣壓值並記錄測定時間。
采用基點法測定時的計算公式如下:
h1-2=K1(pR1-pR2)-
(ρ1V212-ρ2V222)+12(ρ1+ρ2)g(Z1-Z2)
式中 K1、K2———分別為測量氣壓計和校正氣壓計的係數;
pR1、pR2———分別為測量氣壓計在上風側點和下風側點的讀數,Pa;
pc1、pc2———分別為基點校正氣壓計在測定氣壓計讀取pR1、pR2測值時的讀數,
Pa;
ρ1、ρ2———分別為測段前後的空氣密度,kg/m3;
V1、V2———分別為測段前後測點處的風速,m/s;
g———重力加速度;
Z1、Z2———分別為測段前後測點標高,m。
1.2 同步法
同步法是用2台氣壓計在測段前、後測點同時測定其氣壓值,因此不必考慮地麵氣壓變化的影響。
采用同步法測定時的計算公式如下:h1-2=K1pR1-K2pR2+(ρ1V212-ρ2V222)+ 12(ρ1+ρ2)g(Z1-Z2)
式中 K1、K2———分別為2台測量氣壓計的校正係數;
pR1、pR2———分別為測段前、後測點的氣壓計讀數,Pa。
2 各種參數的確定
2.1 節點監測氣壓的確定
節點監測氣壓是由節點基點氣壓變化表經過查表得來的。具體過程如下:
(1)把節點測定時間,基點氣壓測定時間中的日期、小時、分鍾都轉化為小數。換算方法如下:T=
24×日期+小時+分鍾/60。
(2)然後根據節點測定時間來查找基點氣壓變化表,再進行線性插值,最終準確求出節點的監測氣壓。
2.2 節點空氣密度的確定
根據節點空氣的幹球溫度和濕球溫度以及幹、濕溫度差查相對濕度表可以求出節點的相對濕度。
同時根據節點的幹球溫度還要查出節點的飽和蒸汽壓力。然後根據空氣密度計算公式計算空氣密度。
計算公式如下:ρ=0.003
2.3 自然風壓的處理
在礦井通風阻力測定中,很難精確測量自然風壓,所以本係統根據進風側和回風側的空氣平均密度計算自然風壓。自然風壓的計算式為:h自=12(ρ1、ρ2)g(Z1-Z2)式中 ρ1、ρ1———始、末節點的密度,kg/m3;
Z1、Z2———始、末節點標高,m。
2.4 精度校驗
本係統采用的是簡易、有效礦井通風阻力測定精度校驗的方法。
根據風機房的水柱的數據來校驗精度,求出礦井通風阻力:
計算公式如下: δ=|∑hi-hr|hr×100%
式中 ∑hi———所測通風係統每條巷道通風阻力累計和,Pa;
hr———通風阻力值,Pa。
3 軟件計算流程
在礦井通風阻力測定過程中節點氣壓計放置的位置對測量結果也有很大的影響,一般有2種放置方法,其一是放在節點處,其二是放在節點前
①該測量位置在回風區時,測定的數值小於實際的阻力值;②在進風區則相反,測定值大於實際值。尤其是在測段較短且旁側風量較大時誤差增大。因此本數據處理軟件針對上述的3種不同的情況分別給出了修正方法。通風阻力測定係統流程如圖1。
4 軟件功能介紹
4.1 支持數據的導入導出能夠和文本文件和Excel文件和Html文件進行數據交換,並且能對導入的數據的合法性進行檢查。導出數據的功能是由數據報表的形式實現的。
4.2 支持所有表格的打印
其中包括基本參數、中間結果、最終結果。該部分是由設計的DateReporter數據報表來完成的。對於井下測量用的井下測定記錄卡,和基點氣壓變化記錄表是由Printer對象來完成的。
4.3 支持瀏覽所有表格的功能
該功能能夠瀏覽計算過程中的所有的表格。該功能是有TreeView控件和DateGrid控件來實現的。
4.4 原始數據直接彙總
能夠直接對井下測定數據可以通過導入和手工輸入的方式直接由本係統進行彙總。
除了上述所述功能外該數據處理軟件能夠設置了盡可能多的錯誤陷井,減少人為失誤所導致的計算結果的不精確。該數據處理軟件還能夠大量減少數據處理人員的工作量。
作者簡介:胡維喜(1979-),男,河北承德人,中國礦業大學能源科學與安全工程學院在讀碩士研究生,主要從事煤礦安全監測監控軟硬件技術研究開發工作。
