[发明专利]一种矿井通风网络关键分支风量监测装置及校正方法

说明书

本发明涉及矿井通风监测技术领域，公开了一种矿井通风网络关键分支风量监测装置及校正方法，包括：数据采集系统、数据处理系统和显示系统；所述数据采集系统包括：多个分站，每个分站内设有：多个风速传感器；多个空气密度传感器，分站统一将监测数据经数据传输系统传输到数据处理系统；所述数据处理系统，用于接收数据传输系统传输的数据，对监测数据进行校正，并结合通风巷道断面积和风网结构的预设参数和温湿度参数，进行风量闭合计算，将监测到的数据和计算出的结果传输至显示系统进行显示，这种矿井通风网络关键分支风量监测装置及校正方法，获得矿井通风巷道的实时风量，并可对监测数据进行显示和风量变化较大时的报警。

技术领域

本发明涉及矿井通风监测技术领域，特别涉及一种矿井通风网络关键分支风量监测装置及校正方法。

背景技术

矿井通风系统是煤矿生产基本系统之一，负有向井下工作地点送入充足的新鲜空气，稀释与排出井下有毒有害气体、粉尘和热湿等任务。风流参数是表征矿井通风系统运行状态的基础，通常包括巷道风量、风速、阻力、巷道风阻、空气密度等。然而，受到采煤、掘进、运输等生产活动的影响，矿井通风系统中的风流扰动变化较大，实时动态获取符合实际的巷道风流参数，保证矿井通风系统安全稳定运转，是保障矿井安全生产、改善井下人员劳动安全健康条件和防灾抗灾的最重要环节。

在进行矿井通风系统风流参数计算时，依据图论理论，将矿井通风系统转化成一个相互连通的网络，称为通风网络，通风网络由分支和节点组成，分支等效于通风系统中的一条巷道或者多条巷道组成的结构，节点是巷道之间的交叉点。使用通风网络分析矿井通风系统风流时，满足节点风量平衡方程、回路风压平衡方程和分支阻力定律。

随着监测监控技术的发展，传感器监测技术已经在矿井通风系统中广泛使用。然而，在巷道风量量测方面，由于影响风量的因素较多，准确的平均风量值获取较为困难，仅仅通过提高风速传感器的测量精度难以满足矿井通风网络对于风量准确性的要求。

巷道风量是矿井通风系统的主要参数之一，通常通过巷道风速与巷道断面的乘积间接计算而来。由于同一断面的风速呈现中间大两边小的不均匀分布状态，一般所说的巷道风量为巷道的平均风量，目前没有仪器能够准确测定巷道的平均风速和平均风量。

巷道风量受主要通风机、井下通风调节设施、井下矿车行人运动的影响实时发生变化，利用传统人工测定的方法不能实现巷道风速的实时测定，并且测得数据的时效性较差。目前矿井安全监测系统中使用风速传感器实时监测巷道的风速，由于矿井通风系统巷道数量庞大，在每条巷道中均安装风速传感器的投资成本太大，由图论和矿井通风理论可知，分支的风流参数之间满足回路风压和节点风量平衡方程，通风网络中的独立风量变量远远小于分支数目，因此，不需要对井下每条巷道都安装风速传感器。

此外，由于巷道风速呈不均匀分布，风速传感器只能监测点风速，不能够反映巷道的平均风速，其监测数据与平均风速相差甚远。为了获得更接近实际的监测数据，研究出了超声波涡接技术，制造出了精度和灵敏度更高的新式风速传感器，然而，只单纯提高风速传感器的监测精度，并不能从根本上解决实际误差问题；实际矿井的风速传感器往往采用人工测量的方法，将实测值与监测数值看作线性关系，得出一个固定的常数校正系数，这种方法虽然可以降低风速传感器的监测误差，但当监测巷道风速变化较大时，监测值与实际值的误差也会很大。

本发明针对井下巷道风速传感器监测数据失准问题，通过研究通风网络中的风流规律，在现用风速传感器最小量选址方法的基础上，提出一种矿井通风网络关键分支风速监测装置及校正方法，可以实时动态获取矿井通风网络各分支风量，提高风速传感器数据的准确性，为矿井通风系统管理决策提供重要的基础参数。

发明内容

本发明提供一种矿井通风网络关键分支风量监测装置及校正方法，进行风速校正和风量修正闭合计算，获得矿井通风巷道的实时风量，并对监测数据进行显示和风量变化较大时的报警。

本发明提供了一种矿井通风网络关键分支风量监测装置，包括：数据采集系统、数据处理系统和显示系统；