新型节流式差压流量计的研制.pdf

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1、2010年第3期中州煤炭总第171期新型节流式差压流量计酌研制翟华，魏风清，李敬东，原晓红(1．郑煤集团公司，河南郑州450042；2．河南理_T-大学，河南焦作454003)摘要：结合煤矿工怍环境，在前苏联兀r．2MA型钻孔瓦斯涌出初速度测试仪器的基础上，研制开发了新型节流式差压流量计，以提高突出预测准确率。该流量计具有结构紧凑、轻便安全、操作简单、使用方便、性能稳定、测试迅速准确、读数直观可靠等优点，在突出矿井具有广泛的推广应用价值。关键词：节流式差压流量计；钻孔；瓦斯涌出初速度；瞬间测量仪表中图分类号：TD712．55文献标识码：B文章编号：】00

2、3—0506f2010)03—00l4—03采掘工作面突出危险性预测是防治煤与瓦斯突动的管道上，不应有明显的倾斜，流体自下而上流过出的重要环节，钻孔瓦斯涌出初速度是工作面突出仪表。测试工在测量时，手持浮子流量计，难以保证危险性预测常常采用的一个指标。在我国煤矿使用浮子流量计垂直度，造成读数误差。的钻孔瓦斯涌出初速度测定仪主要有孔板多级流量(4)钻孑L内瓦斯压力较低，造成浮子跳动，受人计、突出危险预报仪、浮子流量计等。郑煤集团公司为因素影响大，读数不准。玻璃管浮子流量计的压各突出矿井原先主要采用浮子流量计测定钻孔瓦斯力损失较小，小口径为0．2—2．0kPa

3、，10～100mm涌出初速度。浮子流量计测定钻孔瓦斯涌出初速度为2～8kPa；金属管浮子流量计则稍高些，一般为2存在着仪表不专用、操作难以规范、读数误差大等缺—8kPa，较高者为18～25kPa。流体的最低工作压点，降低了突出危险性预测的可靠性。开发研制钻力应高于压力损失若干倍，用于气体时压力过低容孔瓦斯涌出初速度的瞬间测量仪表——节流式压差易产生浮子跳动。有些型号仪表的使用说明书规定流量计对提高突出危险性预测的可靠性、保证安全流体压力最低值，有些建议液体的最低工作压力应生产具有重要的意义。大于2倍压力损失，气体则为5倍。(5)玻璃转子流量计使用方法不一

4、致，读数差1浮子流量计应用分析距大。转子流量计测定q值时，转子跳动剧烈，各矿(1)气体浮子流量计一般采用空气标定，仪表对此的读数标准不一样，如大平煤矿、超化煤矿取转刻度为空气流量，如实际使用流体密度、黏度与之不子跳至最高处的读数作为预测结果，告成煤矿则利同，流量会偏离原分度值，要作换算修正。如不换用转子流量计底部的调节阀，减小转子流量计进气算，将导致预测结果偏低。口的面积，增大孔内瓦斯压力，使转子降至稳定再读(2)浮子流量计为低中等精确度仪表，通用型数，2种读数方法数值相差很大。玻璃浮子流量计的基本误差：121径小于6mm为(6)浮子流量计读数范围小，不

5、满足煤炭行业(2．5％～5．0％)FS，10～1511113为2．5％FS，25ITlm标准MT／T639-1996(钻孔瓦斯涌出初速度的测定以上为(1．0％～2．5％)FS；测量钻孔瓦斯涌出初速方法》的要求。度时，用于连接导气管和浮子流量计的软管口径一2仪表总体技术指标般小于6mm，精度难以满足准确度应优于2．5级的要求。根据中华人民共和国煤炭行业标准《钻孔瓦斯(3)绝大部分浮子流量计必须垂直安装在无振涌出初速度的测定方法》(MT／T639—1996)，预测钻孔瓦斯涌出初速度的流量仪表可以采用瞬间流量计和累计流量计，量程应包括l～30L／min的流量收

6、稿日期：201O—Ol一06作者简介：翟华(1966一)，男，河南杞县人，高级工程师，1988年范围，准确度应优于2．5级，流量计应符合相应的国毕业于焦作矿业学院，现任郑煤集团通风管理部部长。家计量检定规程的规定。·14·2010年第3期翟华等：新型节流式差压流量计的研制第171期节流式差压流量计是在前苏联兀r一2MA型钻(5)孑L瓦斯涌出初速度测试仪器的基础上研制开发的。仪表总体技术指标：流量测量范同1～30L／min；测因忽略流动摩擦损失，又是绝能的，故可认为瓦量精度等级±2．5％；刻度盘、指针夜光显示。斯在喷嘴内流动是等熵过程，南此可得：3主要参数

7、设计纠每)T㈩3．1节流式压差流量计流速计算将式(6)代人式(5)，则得喷管出口速度：节流式压差流量计用于测量煤层钻孔瓦斯涌出初速度。在计算喷管出口瓦斯的流速时，假设瓦斯√明[1-(】(7)为100％甲烷。甲烷比热C=2227J／(kg·K)，C式中，，为甲烷的喷管出口速度，m／s；R为甲烷的=1709J／(kg·K)，气体常数R=518J／(kg·K)，气体常数，518J／(kg·K)；T为甲烷在瓦斯测量室绝热系数=C／C：1．30。中的温度，K；P．为甲烷在瓦斯测量室中的压力，Pa；在钻孑L密封后的初始时刻，密封室内的自由甲P，为喷管出口处的压力，P

8、a。烷压力P。与煤层瓦斯压力相比较小。但由于瓦斯在煤矿井下的环境条件下，可取T=