一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法
【專利摘要】一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，主要用于固體充填開采過程中充填物料垂直投放過程中風(fēng)阻的實(shí)驗(yàn)室測試。先根據(jù)向垂直投料井中投放物料的投放能力確定投放物料的透風(fēng)率；再根據(jù)透風(fēng)率制作風(fēng)阻測試模型；將風(fēng)阻測試模型安裝在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)測試，按所需測試透風(fēng)率大小調(diào)整中間調(diào)節(jié)管段的旋轉(zhuǎn)角度，即可得到不同旋轉(zhuǎn)角度風(fēng)阻值的大小。根據(jù)公式確定物料投放過程中的透風(fēng)率，根據(jù)透風(fēng)率制作風(fēng)阻測試模型，將風(fēng)阻測試模型安裝在風(fēng)洞內(nèi)，進(jìn)行風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)測試，記錄風(fēng)阻值大小。該方法簡單，易操作，準(zhǔn)確性高，具有廣泛的實(shí)用性。
【專利說明】一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，尤其適用于礦山井下的固體充填。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著固體充填采煤技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，該技術(shù)自成功研發(fā)以來，目前 已應(yīng)用、推廣至全國十多個礦區(qū)。為推進(jìn)煤炭生產(chǎn)方式變革，解決"三下"（建筑物下、鐵路 下、水體下等）壓煤和邊角殘煤等資源開采，提高煤炭資源開發(fā)利用水平，改善礦區(qū)環(huán)境， 促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，其中固體物料垂直投放系統(tǒng)是固體充填采煤系統(tǒng) 中至關(guān)重要的組成部分，充填物料的連續(xù)、安全投放，關(guān)系到固體充填物料能否在工作面采 空區(qū)及時、有效的充填，進(jìn)而控制地表的移動變形，因此研究固體充填物料在投放過程中的 氣固兩相的運(yùn)動具有重要的意義。
[0003] 固體充填物料垂直投料管是一個細(xì)長封閉空間，而固體充填物料在管道內(nèi)投放， 涉及到的氣固兩相運(yùn)動，是一個非常復(fù)雜的過程。固體充填物料的垂直連續(xù)投放必然引起 氣體的流動，從而引起氣體和固體在運(yùn)動中的相互作用，研究固體充填物料投放中的風(fēng)阻 特性，對于建立固體充填物料運(yùn)動的控制方程以及分析投料管中氣流場的分布與變化特征 具有重要的理論與實(shí)踐價值。因此，固體物料的安全、連續(xù)垂直投放迫切需要一種物料垂直 投放風(fēng)阻測試方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的問題，提供一種操作方便、安全 高效的物料垂直投放風(fēng)阻測試方法。
[0005] 技術(shù)方案：本發(fā)明的物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，包括如下步驟：
[0006] a.根據(jù)向垂直投料井中投放物料的投放能力確定投放物料的透風(fēng)率；
[0007] b.根據(jù)透風(fēng)率制作風(fēng)阻測試模型；所述的風(fēng)阻測試模型包括順序連接的迎風(fēng)管 段、中間調(diào)節(jié)管段和尾部固定管段，迎風(fēng)管段的迎風(fēng)面為球面狀，迎風(fēng)管段、中間調(diào)節(jié)管段 和尾部固定管段上分別開有多個相互連通的透孔；

【權(quán)利要求】
1. 一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，其特征在于，包括如下步驟： a. 根據(jù)向垂直投料井中投放物料的投放能力確定投放物料的透風(fēng)率； b. 根據(jù)透風(fēng)率制作風(fēng)阻測試模型；所述的風(fēng)阻測試模型包括順序連接的迎風(fēng)管段 (1)、中間調(diào)節(jié)管段（2)和尾部固定管段（3)，迎風(fēng)管段（1)的迎風(fēng)面為球面狀，迎風(fēng)管段 (1)、中間調(diào)節(jié)管段（2)和尾部固定管段（3)上分別開有多個相互連通的透孔； c. 將風(fēng)阻測試模型安裝在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)測試，按所需測試透風(fēng)率大小調(diào)整中間 調(diào)節(jié)管段（2)的旋轉(zhuǎn)角度，即可得到不同旋轉(zhuǎn)角度風(fēng)阻值的大小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，其特征在于：所述由物料 的垂直投放能力確定投放物料的透風(fēng)率由公式
得出，式中：A為固體 充填物料投放能力，kg/s ;t為投料時間，s，此處按自由落體計(jì)算；為固體充填物料松散 密度，kg/m3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料垂直投放風(fēng)阻測試方法，其特征在于：所述迎風(fēng)管 段（1)、中間調(diào)節(jié)管段⑵和尾部固定管段⑶之間相對的角度分別為0°、20°、30°時， 模型的透風(fēng)率分別為41 %、17%、10%。
【文檔編號】G01M9/06GK104390760SQ201410559357
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】巨峰, 張吉雄, 孫強(qiáng), 李偉康, 郝雄飛, 郝英杰 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)