摘要:瓦斯(sī)抽采計量爲煤(mei)礦采掘工作面(miàn)抽采效果分析(xi)和✊瓦斯抽采達(da)标評判提供基(ji)礎數據,采用合(he)♍适的流量計量(liang)工具能夠起到(dao)事半功倍的效(xiao)果。孔闆流量計(ji)
以操作簡易、計(ji)量準确的優點(dian)被廣泛應用于(yu)礦井瓦斯抽🍓采(cai)🌈計量工作。受瓦(wa)斯抽采管路中(zhong)惡劣的計😄量環(huan)境及其他因素(su)影響,孔闆流量(liàng)計在使用過程(cheng)會出現數據波(bo)動,存在♈計量誤(wu)差的問題。結合(he)孔闆流量計計(jì)量的方法和步(bù)驟,對誤差來源(yuán)深入分析,得出(chū)安裝、流體雜質(zhi)阻塞、附屬物選(xuǎn)擇、人工操作等(děng)方面造成的流(liu)量計量誤差原(yuán)因,采取有針對(duì)性的措施以減(jiǎn)少系統👉、環境和(he)人爲誤差影響(xiang)。瓦斯抽采計量(liàng)誤差的減少和(he)消除,有效提高(gāo)了瓦斯抽采計(jì)量的正确率,是(shì)提高災害防治(zhì)效果和效益的(de)重要手段,是安(an)全生産🐅的重要(yao)保證。
0引言
瓦斯(si)抽采工作是一(yi)項環節精細、工(gōng)序複雜的系統(tong)工程,在整個工(gōng)藝流程中出現(xiàn)任何細小差錯(cuò),都将造成前功(gong)盡棄,抽采零效(xiào)🔱果。抽采流量計(jì)量是瓦斯✊抽采(cai)的一個關鍵環(huan)節☂️,是衡量抽采(cǎi)鑽孔施工、封孔(kǒng)質量的重要标(biāo)準。鄭煤集團楊(yáng)河煤業的瓦斯(si)抽采💞系統幹、支(zhi)管路均采用孔(kǒng)闆流量計計量(liàng)管道氣體流量(liang),孔闆流量計具(jù)有結構簡♋單、維(wei)修方便、性能穩(wěn)定、使用可靠的(de)特點,被廣泛應(ying)用于煤礦瓦斯(si)抽采🚩計量工作(zuo)。
标準孔闆流量(liang)計
被廣泛應用(yong)于天然氣貿易(yi)計算,占天然氣(qì)貿易計🔞量🍓的🍓50%左(zuǒ)右。其原因在于(yu)标準孔闆流量(liang)計的結構簡單(dān),操作方便、技術(shù)成熟、性能穩定(dìng)且無需标定。這(zhè)些優點使得标(biāo)準孔闆流量計(ji)在燃氣管道的(de)計量中㊙️被大量(liàng)使用。
1孔闆流量(liàng)計計量原理
孔(kǒng)闆流量計爲
差(cha)壓式流量計
,該(gāi)流量計是以伯(bo)努利方程和流(liú)動連續性方程(cheng)爲原理🔞,當被測(ce)🌈介質流經節流(liú)件時,在其兩側(cè)産生差壓,差壓(yā)與流量有對💃應(yīng)關系,因此通過(guò)測量差壓的方(fāng)法,就可以測得(de)工況流量[1221]。孔闆(pan)流量計是在流(liú)體經過的管道(dào)内安裝節流裝(zhuang)置,即孔闆。節流(liu)件造成其前後(hòu)局部㊙️收縮,流速(su)增加,在其上、下(xia)側産生了壓力(li)降,即壓差💋,流體(tǐ)流動的流量越(yue)大,在節流件前(qian)後産生的壓力(li)差就越大,通🈲過(guò)節流件(孔闆)前(qián)後的壓力降計(jì)算流體流量的(de)裝置[3],其結構原(yuán)理如圖1所示。
2孔闆瓦(wa)斯流量計的安(ān)裝要求
孔闆前(qián)後管件必須平(ping)直,其中孔闆前(qian)10D,後5D,其中D爲管道(dào)的🌈直徑。管道内(nèi)孔闆前後不得(dé)有積水,積渣和(he)雜🍓物等🔆。與孔闆(pan)連接的管道必(bi)須平直,防止漏(lòu)氣的橡🍉膠墊不(bú)得偏離管道内(nèi)徑,以防止流體(ti)⛷️在經過孔闆前(qián)改變其原來的(de)層流狀态。孔闆(pǎn)不宜安🌈裝在傾(qīng)斜🌍巷道中,也不(bú)可安裝在巷✌️道(dao)低窪處或靠近(jìn)龍門處,即便該(gāi)段巷道爲平直(zhi)巷道。在孔闆安(an)裝段前宜安裝(zhuang)放水除雜裝置(zhì),以減少或降低(dī)水👉或雜物等對(duì)孔👣闆的影響。
3孔(kǒng)闆流量計誤差(cha)來源分析
3.1孔闆(pan)選取及安裝影(ying)響因素
孔闆流(liu)量計的選用規(guī)格應與可能通(tong)過該孔闆處♊的(de)✊流量應當相适(shì)應,若孔闆流量(liang)計選型不當,過(guo)大或過小均可(ke)導💁緻測試結💛果(guǒ)失真。孔闆系數(shu)選取不當也能(neng)造成計量結果(guo)偏差較大。另外(wài),孔闆方向安裝(zhuang)錯誤也能夠導(dao)緻無法計量。
3.2孔(kǒng)闆處積水、積渣(zhā)影響因素
(1)孔闆(pǎn)處産生積水的(de)原因分析。有煤(méi)層内含水、煤層(céng)内縫隙🤩與其他(ta)各種水源相連(lián)、煤層注水或人(ren)工放水不徹底(dǐ)、自動🐇放水器失(shī)靈等,抽采管道(dào)内會産生🐪一定(dìng)積🏃♀️水,進而導緻(zhì)測試濃度降低(di)。多🔞次試驗表明(ming),當孔闆與抽采(cai)箱、集🏃🏻抽器直接(jiē)相連時,水對測(ce)試結果的影響(xiang)在10%~40%;在主管路、分(fèn)支管路的孔闆(pǎn)中,水對測🍓試結(jié)果的影響在5%~20%。
(2)孔(kǒng)闆處産生積渣(zhā)的原因分析。鑽(zuan)孔施工完成後(hòu)初期抽🍓采時🔱,一(yi)般由于孔内的(de)煤岩粉清除不(bú)幹淨、正常抽采(cǎi)時期煤層受外(wai)界擾動或自身(shen)不同程度的埸(yì)孔等會将部分(fèn)煤岩粉抽入抽(chou)采管道内,管道(dào)内的煤岩粉和(he)積水混🙇♀️合在一(yī)起在經過孔🐅闆(pǎn)時受阻👅而逐步(bù)沉積在孔闆處(chù)。孔🔆闆處的積水(shui)、積渣使孔闆的(de)有效截面變小(xiao),從而使流體在(zài)經過孔闆處之(zhi)前流速已經呈(chéng)線性增加,即💔孔(kǒng)闆的有😍效作用(yong)降低壓力差絕(jue)對值降低,即測(ce)量結果會比實(shí)🤞際值偏小。
(3)孔闆(pan)前後雜物影響(xiǎng)原因分析。人員(yuan)在安裝抽采管(guan)道時常🚩常由于(yú)趕工期或粗心(xīn)大意,未将管道(dào)内的雜物,如煤(mei)岩塊等清理幹(gan)☎️淨,雜物在負壓(ya)的作用下通過(guo)孔👣闆時受孔闆(pǎn)阻擋而沉積在(zài)孔闆處,此時孔(kong)✂️闆的同心圓的(de)面積減小,從而(ér)使流經孔闆的(de)流體流速增大(dà),壓力差絕對值(zhi)增大,導緻測量(liang)結果比實🚩際結(jié)果偏大。
3.3旁通管(guǎn)控制閥門影響(xiang)因素
正常情況(kuang)下孔闆流量計(jì)的旁通閥門處(chu)于常開狀态,隻(zhi)有🧑🏾🤝🧑🏼在🈚測量時才(cai)關閉。由于閥門(mén)本身質量問題(tí)或頻繁開關導(dǎo)緻閥⭐門失靈或(huò)關不嚴。此時多(duō)數流體經過孔(kong)闆而一部分流(liú)體則‼️經過旁通(tōng)管控制閥門直(zhí)接繞過孔闆,即(ji)💚通過孔闆的有(you)效流體流量減(jiǎn)少,導緻測量結(jie)果偏小。
3.4連接膠(jiāo)管微漏氣影響(xiǎng)因素
連接測試(shì)孔和U型壓差計(jì)玻璃管的橡膠(jiao)管存在人體察(cha)覺不到📧的微量(liàng)漏氣,究其原因(yīn):①橡膠管選材不(bu)當。常🔞用的孔闆(pan)測試孔有💋外徑(jing)爲2mm和外徑爲4mm的(de)2種,U型壓差計測(ce)試孔外徑爲4mm。配(pèi)套橡膠管材質(zhi)和彈性不同,造(zào)成橡☔膠管兩端(duān)的連接部位存(cun)在人體察覺不(bú)到的輕微漏氣(qi),造成測試結果(guo)偏小。②橡膠管老(lǎo)化,長期未更換(huan)。橡膠管長期使(shǐ)用,受井下環境(jing)(溫度🔞、濕度等)影(ying)響會産生龜🔅裂(liè)、腐化、硬度增強(qiáng)而彈性下降等(děng)現🎯象。此時會産(chan)生人體察覺不(bú)到的輕微漏氣(qì),導緻測量結果(guǒ)🚶比實際值偏小(xiao)。③測試孔受損。受(shou)井下條件限制(zhì)、搬運孔闆時損(sǔn)壞或維護不到(dào)位等情況,導緻(zhì)測試孔脫焊、變(bian)形等,此時連接(jiē)橡膠管時亦産(chǎn)生漏氣,從而導(dǎo)緻測試結果偏(piān)小。經現場多次(cì)試驗,微量漏氣(qì)影響測量結果(guo)比真值偏小5%~10%。
4減(jiǎn)小及消除誤差(chà)的措施
在孔闆(pǎn)流量計使用過(guo)程中要規範各(ge)項操作,選取與(yǔ)抽🤟采流量☂️相匹(pǐ)配的流量計,消(xiāo)除孔闆選取及(ji)安裝影響因素(su)。孔闆安⭐裝後要(yào)定期維護、保養(yang),在抽采系統的(de)合适位置加裝(zhuāng)除渣放水器,定(ding)期除渣放水,安(ān)排專業人員清(qing)除孔闆前後🚶的(de)積水、積渣,避免(miǎn)孔闆前後的積(ji)水、積渣影響流(liú)量計量精度。在(zài)旁通管控制閥(fa)門使用過程中(zhōng)要注意閥門的(de)靈活程度及開(kāi)閉情況,發現控(kòng)制閥門閉合不(bu)嚴或存在故障(zhang)要❌及時更換,另(lìng)外采用電磁自(zì)控閥門也🔞能夠(gou)消除此類誤差(chà)。操作人員要選(xuan)🔱取合适的橡膠(jiao)管,消除橡膠管(guǎn)與U型壓差計玻(bō)💞璃管之間的漏(lòu)氣現象。在操作(zuò)人員測試過程(chéng)中要觀察橡膠(jiāo)管的使用情況(kuàng),若發現老化、龜(gui)裂等現象,要及(ji)時更換橡♌膠管(guǎn)。再者,在流量🙇♀️計(jì)使用過✂️程中應(yīng)重視操作人員(yuán)♉的業務🌈素質培(péi)訓,增強測試人(ren)員🔴的觀察分析(xī)能力,對瓦斯抽(chōu)采系✌️統🔞特别是(shì)與計量相關的(de)各種裝置或配(pèi)💋件進行巡查,發(fa)現問題及時處(chù)理或更換,确保(bǎo)在抽采計量中(zhong)測試的結果真(zhēn)👨❤️👨實可靠。
5結語
影(ying)響
孔闆瓦斯流(liu)量計
計量出現(xian)誤差的主要原(yuán)因是由各種情(qing)況下産生的漏(lòu)氣⚽,孔闆流量計(jì)選取、安裝、維護(hù)等問題和測試(shi)人員的不⚽規範(fàn)操作等造成的(de)。在日常的瓦斯(sī)抽采計量工作(zuo)中應當選取✌️。
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