【摘要】：為了研究井下工作面水壓受供水管網(wǎng)中水量變化的影響,找出工作面水壓變化的大致范圍,以便在水壓降到正常供水臨界點(diǎn)前采取措施,通過(guò)變態(tài)相似理論并結(jié)合試驗(yàn)場(chǎng)地情況,推導(dǎo)出防塵供水管網(wǎng)相似準(zhǔn)則數(shù),以此搭建相似試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的相似性。然后在此模型上通過(guò)試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行管網(wǎng)水量水壓相關(guān)性的研究,并通過(guò)函數(shù)擬合的方式來(lái)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,與選定工作面共用管段越多,水量變化時(shí),對(duì)該工作面水壓的影響越大。
【圖文】：

由于整體管網(wǎng)中重力起主要作用，忽略了沿程損失，所以管段兩端的壓差△p符合壓力差相似，即歐拉相似。因?yàn)槎叩臍W拉相似，所以原型和模型的歐拉數(shù)Eu相等，即：EuP＝EuM（6）Eu＝△pρV2（7）式中：ρ為流體密度；可以推出：λ△p＝λV2。2礦井防塵供水管網(wǎng)相似模型的構(gòu)建與驗(yàn)證2.1礦井防塵供水管網(wǎng)相似模型的構(gòu)建選取唐山某礦礦井防塵供水管網(wǎng)為原型，該管網(wǎng)以地面靜壓水池為主水源，同時(shí)設(shè)有備用水池為備用水源。經(jīng)簡(jiǎn)化，管網(wǎng)共有24個(gè)節(jié)點(diǎn)，23根管段。實(shí)際防塵供水管網(wǎng)簡(jiǎn)化布置圖如圖1。由圖1可知，管網(wǎng)中管長(zhǎng)最長(zhǎng)為760m，管徑最圖1實(shí)際防塵供水管網(wǎng)簡(jiǎn)化布置圖大為159mm，圖中需對(duì)不夠的管長(zhǎng)采取拼接的方式；相對(duì)于于市面上管長(zhǎng)最多為4m，在構(gòu)建礦井防塵供水管網(wǎng)相似實(shí)驗(yàn)物理模型的過(guò)程中，需采用變態(tài)相似準(zhǔn)則，即管網(wǎng)中管長(zhǎng)和管徑取不同的相似比。根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地情況以及市面上標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格，計(jì)算出模型管網(wǎng)的各個(gè)物理指標(biāo)，最終確定管長(zhǎng)比為100，管徑比為3.25，流量比為105.625，流速比為10，壓差比為100。從而確定模型管段基本信息，實(shí)際管網(wǎng)管段基本信息表見(jiàn)表1。出于試驗(yàn)中的安全性以及操作性等原因，相似·41·

第48卷第6期2017年6月SafetyinCoalMinesVol.48No.6Jun.2017圖36＃點(diǎn)壓力隨多個(gè)點(diǎn)水量變化趨勢(shì)圖表1實(shí)際管網(wǎng)管段基本信息表管段編號(hào)長(zhǎng)度/m管徑/mm管段編號(hào)長(zhǎng)度/m管徑/mm1234567891011122．55．32.01.05．76．50.52.06.01．92.01．140323225253225403232253213141516171819202122230.42．74.03.02．51.00.60.62.02．52．52525323225322532322525模型采用UPVC管作為管道的材料；地面靜壓水池采用直徑1m，高1.3m的水桶代替，同時(shí)為保證管網(wǎng)中水桶出水點(diǎn)壓力恒定，通過(guò)水泵不斷向水桶供水，直至溢出，溢出水通過(guò)水管收集到另一個(gè)水桶中，以便再次利用；試驗(yàn)中出于對(duì)水龍頭的調(diào)節(jié)范圍較小，以及出水量等因素的限制，采用球閥作為用水點(diǎn)水量調(diào)節(jié)裝置；水壓測(cè)量工具采用精度為0.002MPa，量程為0.1MPa的壓力表，依照每根管段壓力差均可測(cè)算的原則布置壓力。2.2管網(wǎng)相似模型驗(yàn)證管網(wǎng)模型搭建完成后，從試驗(yàn)結(jié)果中挑選了8根豎直管段來(lái)驗(yàn)證管網(wǎng)模型的相似結(jié)果，實(shí)際管網(wǎng)與相似模型管段壓差對(duì)比見(jiàn)表2。原型管網(wǎng)與實(shí)際管網(wǎng)壓差誤差最大為9.38%，最小為0.94%，誤差均在10%以?xún)?nèi)，說(shuō)明模型管網(wǎng)較可靠，在模型上的試驗(yàn)結(jié)果一定程度上能說(shuō)明實(shí)際情況。3用水點(diǎn)壓力與管網(wǎng)水量變化的相關(guān)性分析用水點(diǎn)壓力的變化與管網(wǎng)中水量的改變有關(guān)，為研究這一關(guān)系，選用某一用水點(diǎn)為代表點(diǎn)，通過(guò)改變管網(wǎng)中其他點(diǎn)水量，來(lái)觀(guān)察該點(diǎn)的壓力變化。當(dāng)選定6＃點(diǎn)為代表點(diǎn)，分別改變1＃、3＃、5＃、7＃、8＃、10＃用水點(diǎn)的水量時(shí)，6＃點(diǎn)壓力隨其它單個(gè)點(diǎn)水量變化趨勢(shì)如圖2；分別改變7

是由于水流在管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沿程損失引起的，由海曾威廉公式可知，當(dāng)其他參數(shù)未變，流量增大時(shí)，沿程損失增大。而與用水點(diǎn)共用管段越多，沿程損失增加的管段越多，用水表2實(shí)際管網(wǎng)與相似模型管段壓差對(duì)比表管段編號(hào)原型管網(wǎng)壓差/MPa模型管網(wǎng)壓差/MPa壓差比誤差/%1578121718212.120.960.491.821.050.471.451.980.0210.0110.0050.0190.0100.0050.0140.018100.9591.42108.8995.79109.3892.16103.571100.94-9.388.16-4.408.57-8.513.459.09圖26＃點(diǎn)壓力隨其它單個(gè)點(diǎn)水量變化趨勢(shì)圖·42·

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2783964