[发明专利]3U型巷道断面平均风速监测装置和方法

说明书

本发明提供一种3U型巷道断面平均风速监测装置和方法，所述装置包括：用于控制监测装置工作状态的控制单元，所述监测装置包括3个结构相同的测量子单元和横梁，所述横梁以可拆卸的方式固定设置于煤矿井下巷道横截面的靠近地表的一端，所述横梁上沿横梁长度方向设置有3个导向限位滑轨。本申请实时采集巷道各采集点瞬时风速，并通过数据处理单元获得巷道平均风速，通过3U预定测量路线，降低巷道内风速湍流特性对平均风速的影响，提高巷道内平均风速测量精度；本发明操作简单，自动化程度高，测量结果准确可靠，有助于提高矿井通风管理能力，利于精准了解矿井井下各用风地点的风速分布情况，进而提升矿井灾害防控能力。

技术领域

本发明涉及煤矿井下风速测量技术领域，尤其涉及一种3U型巷道断面平均风速监测装置和方法。

背景技术

矿井通风是保障矿井安全生产的主要技术手段之一，在矿井安全生产过程中占有非常重要的作用。为保障煤矿井下作业安全，矿井每年安排采掘作业时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产。同时，矿井必须建立测风制度，每十天至少进行一次全面测风。因此，在矿井正常采掘作业过程中，必须源源不断地向矿井采掘作业区域输送新鲜空气，进而稀释或降低井下瓦斯、一氧化碳、粉尘等有害气体或矿尘的浓度，为矿井从业人员提供良好的生产作业环境。其次，为了确保将巷道瓦斯、一氧化碳、硫化氢、粉尘等有害气体和矿尘降低到允许浓度范围以内，且保证空气中氧气浓度，需要对矿井风速进行有效测量。现阶段，矿井主要通过机械式风表采用侧身或迎面法进行人工测量，由于测量人员扰动影响，进而导致待测区域风流不稳定，风速测量结果不准确，产生测定误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种3U型巷道断面平均风速监测装置和方法。

本申请提供一种3U型巷道断面平均风速监测装置，包括：用于控制监测装置工作状态的控制单元，其特征在于：所述监测装置包括3个结构相同的测量子单元和横梁，所述横梁以可拆卸的方式固定设置于煤矿井下巷道横截面的靠近地表的一端，所述横梁上沿横梁长度方向设置有3个导向限位滑轨；

所述测量子单元包括风速测量装置、线缆、滑轮、线缆收纳单元和驱动装置，所述控制处理单元与风速测量装置通信连接，所述线缆一端与风速测量装置固定连接，所述线缆的另一端经滑轮与线缆收纳单元固定连接，所述滑轮与导向限位滑轨适形配合，所述导向限位滑轨沿其长度方向设置有供线缆贯穿横梁的过孔，所述驱动装置的动力输出端与所述滑轮的转轴传动连接用以驱动滑轮沿横梁长度方向单自由度往复运动；

3个滑轮与3个导向限位滑轨一一对应且适形配合。

进一步，所述限位导向滑轨的长度和结构相同，线缆收纳单元固定设置于横梁。

进一步，所述装置还包括用于接收所述监测装置的测量数据并进行分析的数据处理单元，所述控制单元和数据处理单元通信连接。

进一步，所述控制单元还包括显示单元，所述显示单元的输入端与所述控制单元的输出端连接。

相应地，本发明还提供一种3U型巷道断面平均风速监测方法，其特征在于：所述监测方法适用于权利要求1-4任一所述监测装置，所述方法具体包括如下步骤：

S1：在煤矿井下巷道平均风速待测位置安装权利要求1-4任一所述监测装置，并将3个滑轮回归到导向限位滑轨的同一侧的端部；

S2：测量子单元Ⅰ驱动线缆收纳单元向下放线，将风速测量装置Ⅰ悬挂于预设位置A1，测量子单元Ⅱ驱动线缆收纳单元向下放线，将风速测量装置Ⅱ悬挂于预设位置B1，测量子单元Ⅲ驱动线缆收纳单元向下放线，将风速测量装置Ⅲ悬挂于预设位置C1，控制单元控制风速测量装置Ⅰ、风速测量装置Ⅱ和风速测量装置Ⅲ在当前位置连续测量1分钟瞬时风速，并将瞬时风速测量值传输给数据处理单元；