礦井外部漏風(fēng)測定的誤差分析與實(shí)踐

閆 曉（貴州織金永興煤業(yè)有限公司，貴州 織金 552100）

礦井外部漏風(fēng)測定的誤差分析與實(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)際測定，驗(yàn)證了方案的可行性。總結(jié)了外部漏風(fēng)測定的步驟、技術(shù)規(guī)范和要求，提高了外部漏風(fēng)測定的準(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

1　外部漏風(fēng)測定誤差產(chǎn)生的原因及解決方案

礦井外部漏風(fēng)測定是礦井通風(fēng)能力評價(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量和實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與被測量的真值的差異，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）沒有按要求測量測定風(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。按照要求精確測量風(fēng)井底、風(fēng)峒的大氣壓力和空氣的干、濕溫度。

（3）測量通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器斷面的速壓由人工手持皮托管測量改為多點(diǎn)聯(lián)合測定法。每三個(gè)點(diǎn)為一組進(jìn)行測量，確保了皮托管置于每個(gè)測點(diǎn)的中心，并垂直與測風(fēng)斷面，消除由于人為因素而造成的測量誤差，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）在測量過程中，井上下不能實(shí)現(xiàn)同步測量，造成誤差。建立聯(lián)系機(jī)制，確保測量的同步性。

1.2操作誤差

由于現(xiàn)場測定分析人員掌握規(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。對參加測定的人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確測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。在測定過程中，使用經(jīng)過校正的儀器、儀表，確保測量精度。

1.4偶然誤差

是由某些偶然因素：測定時(shí)環(huán)境的溫度、濕度氣壓的微小波動、震動所引起的。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。一般在測定中，做2～3次平行測定，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，對測定數(shù)據(jù)未按規(guī)定進(jìn)行校正、選取了精度較低的計(jì)算公式都會造成計(jì)算累計(jì)誤差增大，影響測量精度。如大氣壓力未進(jìn)行校正，空氣密度、測試結(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)算過程中對測量數(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測風(fēng)速壓的計(jì)算

（1）傾斜微壓計(jì)所測壓力的計(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%

2　外部漏風(fēng)測定的方法、步驟

（1）外部 漏風(fēng)測定所用的主要儀器、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)測定領(lǐng)導(dǎo)小組4個(gè)。第一組井下測風(fēng)組：負(fù)責(zé)井下回風(fēng)道風(fēng)速、斷面、大氣壓力和干、濕溫度的測定。第二組：地面測風(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)測定期間倒換風(fēng)機(jī)時(shí)的通風(fēng)安全。

（3）各測定小組各就各位后，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)開始測試的命令，各小組在接到總指揮的測試命令后，開始測定各自分工負(fù)責(zé)的各項(xiàng)參數(shù)。各小組在測量結(jié)束后，要立即向總指揮匯報(bào)。總指揮在接到各小組全部測完的電話后，方可下達(dá)停止測試的命令，進(jìn)行下一臺通風(fēng)機(jī)的測試。

（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。

3　結(jié)論

利用誤差分析理論，通過制定詳細(xì)的測定方案，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)的測定結(jié)果。在測定過程中，要對通風(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。