摘要(yào)：瓦斯抽采(cǎi)計量(liàng)爲煤(méi)礦采掘工作面(miàn)抽(chōu)采效果(guǒ)分析和瓦斯(sī)抽(chōu)采達(dá)标評(píng)判提(tí)供基礎數(shù)據，采(cǎi)用合(hé)适的流量計量工具(jù)能夠(gòu)起到事半功倍的效果(guǒ)。孔闆流(liú)量計(jì)
以(yǐ)操作簡(jiǎn)易、計量準(zhǔn)确的優點(diǎn)被廣(guǎng)泛應(yīng)用于礦(kuàng)井瓦斯(sī)抽采計量工作(zuò)。受瓦斯抽(chōu)采管(guǎn)路中惡劣的計量環境及(jí)其他(tā)因素(sù)影響(xiǎng)，孔闆(pǎn)流量計在使用(yòng)過程會(huì)出現數據波動，存(cún)在計(jì)量誤差的問題(tí)。結合孔闆流(liú)量(liàng)計計量的(de)方法(fǎ)和步驟，對誤差(chà)來源(yuán)深入分析(xī)，得出安裝(zhuāng)、流體雜質(zhì)阻塞、附屬(shǔ)物選擇、人工操(cāo)作等方面造成的流量計量誤(wù)差原(yuán)因，采取有(yǒu)針對性的(de)措施以減少系統、環(huán)境和人爲誤差影響。瓦斯(sī)抽采(cǎi)計量誤差(chà)的減(jiǎn)少和消除(chú)，有效(xiào)提高了瓦(wǎ)斯抽(chōu)采計量(liàng)的正确率，是提高災害(hài)防治效果和效(xiào)益的重要手段，是安全生(shēng)産的(de)重要保證(zhèng)。
0引言
瓦斯抽采(cǎi)工作(zuò)是一項環節精細、工序(xù)複(fú)雜的(de)系統工程，在整(zhěng)個工藝流程中(zhōng)出現(xiàn)任(rèn)何(hé)細小差錯，都将造成(chéng)前功(gōng)盡棄(qì)，抽采(cǎi)零效果。抽(chōu)采流(liú)量計量是(shì)瓦斯(sī)抽采(cǎi)的一個關(guān)鍵環節，是(shì)衡量(liàng)抽采鑽(zuàn)孔(kǒng)施工(gōng)、封孔(kǒng)質(zhì)量(liàng)的重(zhòng)要标準。鄭煤集(jí)團楊(yáng)河煤(méi)業的(de)瓦(wǎ)斯(sī)抽采(cǎi)系統(tǒng)幹、支管(guǎn)路(lù)均采(cǎi)用孔闆流量計(jì)計量(liàng)管道氣體(tǐ)流量，孔闆流量(liàng)計具有結構簡(jiǎn)單、維修方便、性能穩定、使(shǐ)用可靠的特(tè)點，被廣泛應(yīng)用于煤礦(kuàng)瓦(wǎ)斯抽(chōu)采計量(liàng)工作。
标準(zhǔn)孔(kǒng)闆流量(liàng)計
被廣泛(fàn)應用于(yú)天(tiān)然氣(qì)貿易計算，占天(tiān)然氣貿易(yì)計量(liàng)的50％左(zuǒ)右。其(qí)原因(yīn)在于标準(zhǔn)孔闆(pǎn)流量計(jì)的結構(gòu)簡單，操作方便(biàn)、技術(shù)成熟(shú)、性能(néng)穩定(dìng)且無(wú)需标(biāo)定。這(zhè)些優點使(shǐ)得标準(zhǔn)孔闆流(liú)量計(jì)在燃氣管(guǎn)道的計量中被(bèi)大量使(shǐ)用。
1孔闆流量計計(jì)量原(yuán)理
孔(kǒng)闆(pǎn)流量計爲
差壓(yā)式(shì)流量計
，該流量(liàng)計是(shì)以伯努利(lì)方程和流(liú)動(dòng)連續性方程爲(wèi)原理，當被測(cè)介(jiè)質流經(jīng)節流件時，在其(qí)兩側産生差壓，差壓與流(liú)量有對應(yīng)關(guān)系，因此(cǐ)通過測量(liàng)差壓(yā)的(de)方法，就(jiù)可以(yǐ)測得工況(kuàng)流(liú)量(liàng)［1221］。孔闆(pǎn)流量(liàng)計是(shì)在流體經(jīng)過的(de)管道内安裝節(jiē)流裝置，即孔闆(pǎn)。節流件(jiàn)造成其(qí)前後局部收縮(suō)，流速增(zēng)加，在其(qí)上、下(xià)側産生了(le)壓(yā)力降(jiàng)，即壓差(chà)，流體流動的(de)流(liú)量越大，在節流件前後産生的壓力(lì)差就越大(dà)，通過節流件（孔(kǒng)闆）前後的壓力(lì)降計算流(liú)體流(liú)量的裝置［3］，其結構原理如(rú)圖1所(suǒ)示。
2孔(kǒng)闆瓦斯流量計(jì)的安裝要求
孔(kǒng)闆前後管件必(bì)須平直，其(qí)中孔(kǒng)闆前(qián)10Ｄ，後(hòu)5Ｄ，其中(zhōng)Ｄ爲(wèi)管道的直徑。管(guǎn)道内孔(kǒng)闆前後(hòu)不得有積(jī)水，積渣和(hé)雜物等。與(yǔ)孔闆連接(jiē)的管(guǎn)道必(bì)須平(píng)直，防止漏氣的橡膠(jiāo)墊不(bú)得偏離管道内徑，以防止(zhǐ)流體在經(jīng)過(guò)孔(kǒng)闆前改變(biàn)其原(yuán)來的(de)層流狀态。孔闆(pǎn)不宜安裝(zhuāng)在傾(qīng)斜巷道中(zhōng)，也不可安裝在(zài)巷道(dào)低(dī)窪(wā)處或(huò)靠近龍門(mén)處，即(jí)便該(gāi)段巷(xiàng)道爲平直巷道。在孔(kǒng)闆安裝段前(qián)宜安裝放水除雜裝置，以減少或(huò)降低水(shuǐ)或雜物(wù)等對孔闆的影(yǐng)響。
3孔闆(pǎn)流(liú)量計(jì)誤差(chà)來源分析
3.1孔闆選取(qǔ)及安裝影響(xiǎng)因素
孔(kǒng)闆流(liú)量計的選(xuǎn)用規格應與(yǔ)可(kě)能通過該孔闆(pǎn)處的流量應當相适應，若孔闆(pǎn)流量計選型不(bú)當，過大(dà)或過小(xiǎo)均可導緻(zhì)測試結果失真。孔闆系數(shù)選取不當(dāng)也(yě)能造成計量(liàng)結果偏差(chà)較大(dà)。另外，孔闆(pǎn)方向(xiàng)安裝(zhuāng)錯誤也能(néng)夠導緻無法計(jì)量。
3.2孔(kǒng)闆(pǎn)處積水(shuǐ)、積渣影響(xiǎng)因(yīn)素(sù)
（1）孔闆處産生積水的原因(yīn)分析(xī)。有煤層内含水(shuǐ)、煤(méi)層内縫隙與(yǔ)其他各種水源(yuán)相連、煤層(céng)注水(shuǐ)或人(rén)工(gōng)放(fàng)水不徹底、自動(dòng)放水(shuǐ)器失(shī)靈等，抽采(cǎi)管道内會(huì)産生一定積水(shuǐ)，進而(ér)導緻測試濃度降低(dī)。多次(cì)試驗(yàn)表明(míng)，當孔闆與(yǔ)抽采箱(xiāng)、集抽器直接相(xiàng)連(lián)時，水對測(cè)試(shì)結果的(de)影響在10％～40％；在主管路、分支管(guǎn)路的(de)孔闆中，水對測(cè)試結(jié)果(guǒ)的(de)影響(xiǎng)在5％～20％。
（2）孔(kǒng)闆處(chù)産生積渣的原因分(fèn)析。鑽(zuàn)孔施(shī)工完成後初(chū)期(qī)抽采(cǎi)時，一般由(yóu)于孔(kǒng)内的(de)煤岩粉清(qīng)除不(bú)幹淨、正常(cháng)抽采(cǎi)時期煤層(céng)受外界擾(rǎo)動或自身不同程度(dù)的埸孔(kǒng)等(děng)會将(jiāng)部分(fèn)煤(méi)岩粉抽(chōu)入抽采管道内，管道(dào)内(nèi)的煤岩(yán)粉和積水混合在一(yī)起(qǐ)在經過孔闆(pǎn)時(shí)受(shòu)阻而逐步(bù)沉積在孔(kǒng)闆處。孔闆(pǎn)處的(de)積水、積渣使孔(kǒng)闆的有(yǒu)效截面(miàn)變小，從而使流(liú)體在(zài)經過孔闆(pǎn)處之前流速已(yǐ)經呈線性增加(jiā)，即孔闆的有效作用(yòng)降低壓力(lì)差絕對值(zhí)降低(dī)，即測量結(jié)果會(huì)比實際值偏小(xiǎo)。
（3）孔闆前(qián)後雜物影響原(yuán)因分析。人員在安(ān)裝抽(chōu)采管道時常常(cháng)由于趕工(gōng)期或(huò)粗心大(dà)意，未将(jiāng)管道内的(de)雜物(wù)，如煤岩(yán)塊(kuài)等清(qīng)理幹淨，雜物在(zài)負壓的作(zuò)用下(xià)通過孔闆時受(shòu)孔闆阻擋而沉積在孔(kǒng)闆(pǎn)處，此(cǐ)時孔闆的(de)同心圓的(de)面積減小(xiǎo)，從而(ér)使流(liú)經孔(kǒng)闆的(de)流(liú)體流速增(zēng)大(dà)，壓力(lì)差絕(jué)對值增大(dà)，導緻(zhì)測量(liàng)結(jié)果比實(shí)際結果(guǒ)偏大。
3.3旁(páng)通管控(kòng)制閥門影響因(yīn)素
正常(cháng)情況下孔(kǒng)闆(pǎn)流(liú)量計的旁(páng)通閥(fá)門處(chù)于(yú)常開狀(zhuàng)态，隻有在測量時才(cái)關閉。由于(yú)閥門(mén)本身(shēn)質量(liàng)問題或頻繁開(kāi)關導(dǎo)緻閥(fá)門失(shī)靈或關不(bú)嚴。此時多數流體經(jīng)過孔闆而一(yī)部(bù)分流體(tǐ)則經過(guò)旁通管(guǎn)控制閥(fá)門直接繞(rào)過孔(kǒng)闆，即通過(guò)孔闆(pǎn)的有效(xiào)流(liú)體流(liú)量減(jiǎn)少(shǎo)，導緻測(cè)量結果偏(piān)小。
3.4連(lián)接膠(jiāo)管微漏氣(qì)影響因素(sù)
連接測試孔和Ｕ型壓差計玻(bō)璃管的橡膠管存在人體察(chá)覺不(bú)到的(de)微(wēi)量漏氣，究其(qí)原因：①橡膠管(guǎn)選(xuǎn)材不當。常(cháng)用的(de)孔闆測試孔有(yǒu)外徑爲2ｍｍ和外徑爲4ｍｍ的(de)2種(zhǒng)，Ｕ型壓差計測試孔(kǒng)外(wài)徑(jìng)爲4ｍｍ。配(pèi)套橡膠管材質(zhì)和(hé)彈性不同，造(zào)成橡膠管(guǎn)兩端的連接部(bù)位存在人體(tǐ)察(chá)覺不到(dào)的(de)輕微(wēi)漏氣，造成測試(shì)結果(guǒ)偏小。②橡膠(jiāo)管(guǎn)老化，長期未(wèi)更換。橡膠(jiāo)管長(zhǎng)期使用，受(shòu)井下環境（溫(wēn)度、濕度(dù)等）影響會(huì)産生龜裂、腐(fǔ)化、硬度(dù)增強而彈性下(xià)降等(děng)現象。此時(shí)會産生人體察覺不到的輕微(wēi)漏氣，導緻(zhì)測量(liàng)結果(guǒ)比實際值(zhí)偏小。③測試孔受(shòu)損。受井(jǐng)下條件(jiàn)限制(zhì)、搬運(yùn)孔闆(pǎn)時損壞或維護(hù)不到位等情況(kuàng)，導緻測試孔脫(tuō)焊、變形等(děng)，此時(shí)連接橡膠(jiāo)管時(shí)亦産生漏(lòu)氣，從(cóng)而導(dǎo)緻測(cè)試(shì)結(jié)果偏小。經(jīng)現場多次試驗，微量(liàng)漏氣(qì)影(yǐng)響測量結果(guǒ)比(bǐ)真值偏(piān)小5％～10％。
4減小及(jí)消除誤差(chà)的(de)措施
在(zài)孔闆流(liú)量計使(shǐ)用過(guò)程中要規(guī)範各項(xiàng)操(cāo)作，選(xuǎn)取與抽采流量(liàng)相匹(pǐ)配的(de)流量(liàng)計，消除孔闆選(xuǎn)取及安(ān)裝(zhuāng)影響因(yīn)素。孔(kǒng)闆安裝(zhuāng)後要定期維(wéi)護(hù)、保養，在抽(chōu)采系(xì)統的合(hé)适(shì)位置加裝(zhuāng)除渣放水(shuǐ)器(qì)，定期除(chú)渣放(fàng)水，安排專(zhuān)業人員清除孔(kǒng)闆前(qián)後的積(jī)水、積渣(zhā)，避免孔闆(pǎn)前後(hòu)的積水、積渣影(yǐng)響流量計(jì)量(liàng)精(jīng)度。在旁(páng)通管控制閥(fá)門(mén)使(shǐ)用過(guò)程中(zhōng)要注意閥門的靈活(huó)程度(dù)及開(kāi)閉(bì)情況(kuàng)，發(fā)現控制閥門閉合不(bú)嚴(yán)或存在故障(zhàng)要及時更換(huàn)，另外(wài)采用電(diàn)磁自控(kòng)閥(fá)門也(yě)能夠(gòu)消除此類誤差。操作人員(yuán)要選(xuǎn)取合(hé)适的(de)橡(xiàng)膠管(guǎn)，消(xiāo)除橡膠管(guǎn)與Ｕ型(xíng)壓差(chà)計玻璃管(guǎn)之間的漏(lòu)氣(qì)現象。在(zài)操作人員測試過程中要觀察(chá)橡膠(jiāo)管(guǎn)的使用(yòng)情況(kuàng)，若發現老(lǎo)化、龜裂等現象(xiàng)，要及(jí)時更換橡(xiàng)膠(jiāo)管(guǎn)。再者，在流量計使用過(guò)程(chéng)中應重視操作(zuò)人員的業(yè)務素(sù)質培訓，增強測(cè)試人員(yuán)的觀察(chá)分析能力，對瓦(wǎ)斯抽采系統特(tè)别是與計量相(xiàng)關的(de)各(gè)種裝置(zhì)或配(pèi)件進(jìn)行巡(xún)查，發現(xiàn)問(wèn)題及(jí)時處(chù)理或(huò)更換(huàn)，确保在(zài)抽采計(jì)量中(zhōng)測試的結果(guǒ)真實可靠。
5結(jié)語
影響
孔闆(pǎn)瓦斯流(liú)量計(jì)
計量出現誤差的主要原因(yīn)是由各(gè)種情況下(xià)産生(shēng)的漏氣，孔闆流(liú)量計選(xuǎn)取(qǔ)、安裝、維護等問題和(hé)測試(shì)人員(yuán)的不(bú)規範操作(zuò)等造(zào)成的。在日(rì)常的(de)瓦斯抽采(cǎi)計量(liàng)工作中應當選取。
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