在礦山水害治理方面，地面預注漿技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用。在煤礦井筒掘進(jìn)前，為了保證井筒的順利掘進(jìn)，防止發(fā)生嚴重涌水、淹井等災害性事故，地面預注漿施工法經(jīng)常與凍結施工法同時(shí)分別對井筒的基巖段和表土層進(jìn)行保護，共同在井筒周?chē)纬煞浪∧?，保證井筒的掘進(jìn)安全。在地面預注漿施工中，注漿漿液的注入量作為評定地面預注漿注漿效果的重要參數之一，其計量目前仍以計算注漿泵泵量與注漿時(shí)間的乘積作為注漿量來(lái)粗略計算。由于注漿泵的工作狀態(tài)、注漿漿液的粘稠程度和計量人員的人為因素均會(huì )對注漿量的計量結果產(chǎn)生影響，因此采用一種能夠自動(dòng)計量注漿量的儀表不但能夠提高測量的準確度，同時(shí)還可以減輕工人的勞動(dòng)強度，提高工作效率。
1 流量測量?jì)x表的種類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)
至今為止，可供工業(yè)選用的流量?jì)x表種類(lèi)達60種之多。品種如此之多的原因就在于至今還沒(méi)找到一種能夠對任何流體類(lèi)型、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量測試儀表。這些流量?jì)x表中，每種產(chǎn)品都有它特定的適用范圍，同時(shí)也有它的局限性。
流量測量?jì)x表按測量原理分有力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。按照目前zui流行、zui廣泛的分類(lèi)法，可分為：差壓式流量計、容積式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振動(dòng)式流量計、超聲流量計、質(zhì)量流量計和明渠流量計。各種流量計的優(yōu)缺點(diǎn)及主要應用范圍見(jiàn)表1（由于質(zhì)量流量計種類(lèi)較多，相互間優(yōu)缺點(diǎn)及應用范圍均有所不同因此未在表中列出）：
（流體力學(xué)中表征粘性影響的相似準數記作Re.Re＝ρvL/μ，ρ、μ為流體密度和粘度，v、L為流場(chǎng)的特征速度和特征長(cháng)度雷諾數小，意味著(zhù)流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)間的粘性力占主要地位，流體各質(zhì)點(diǎn)平行于管路內壁有規則地流動(dòng)，呈層流流動(dòng)狀態(tài)。雷諾數大，意味著(zhù)慣性力占主要地位，流體呈紊流流動(dòng)狀態(tài)）
2 電磁流量計測量原理
根據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場(chǎng)中運動(dòng)切割磁力線(xiàn)時(shí)，在導體的兩端將產(chǎn)生感應電動(dòng)勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場(chǎng)的磁感應強度B，導體在磁場(chǎng)內的有效長(cháng)度L及導體垂直于磁場(chǎng)的運動(dòng)速度u成正比。如果B、L、u三者互相垂直，則：e=BLu
與此相似的，如果在磁感應強度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u(mài)運動(dòng)時(shí)，導電液體就切割磁力線(xiàn)，如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩側安裝一對電極（如圖1所示）。
則可以證明，只要管道內流速分布為與軸對稱(chēng)分布，則兩電極間將產(chǎn)生感應電動(dòng)勢：
e=kBDū
式中ū為管道截面上的平均流速（m/s）;k是常系數，無(wú)量綱;D是測量管直徑（m）;B是磁感應強度（T）。由此可得通過(guò)管道的體積流量：
由上式可知，當測量管結構一定時(shí)，體積流量qv與比值e/B成正比，而與流體的狀態(tài)和物性參數無(wú)關(guān)，測量比值e/B即可得到體積流量值qv。當磁感應強度B為恒定值時(shí)，體積流量qv與感生電動(dòng)勢e成正比。
B是直流磁場(chǎng)或正弦波交流磁場(chǎng)或其它類(lèi)型磁場(chǎng)的磁感應強度。它由電磁流量計的勵磁系統提供。勵磁系統可以給電磁流量傳感器提供多種形式的磁場(chǎng)波形。不同的磁場(chǎng)波形，直接決定了電磁流量傳感器工作磁場(chǎng)的特征，也基本上決定了電磁流量計流量信號的處理方法，對電磁流量計的工作性能有很大的影響。
3 電磁流量計現場(chǎng)應用數據及分析
在皖北煤電集團朱集西煤礦矸石井地面預注漿施工現場(chǎng)進(jìn)行了電磁流量計計量粘土水泥漿流量的現場(chǎng)試驗。試驗過(guò)程中分別對清水和三種配比的粘土水泥漿漿液進(jìn)行試驗。清水比重為1.00g/cm3，三種粘土水泥漿的漿液比重分別為1.21g/cm3、1.33g/cm3和1.39g/cm3。由于電磁流量計測量清水流量的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此在試驗過(guò)程中以電磁流量計測量清水時(shí)的流速作為標準數據，測量粘土水泥漿漿液時(shí)的數據與其進(jìn)行比較，以確定其測量的準確性。試驗過(guò)程中選用的注漿泵泵量為99L/min;試驗時(shí)注漿管路為開(kāi)口無(wú)壓狀態(tài);試驗時(shí)間65min，取樣間隔5min。具體試驗數據見(jiàn)表2。
四組數據的對比曲線(xiàn)如圖2所示。
經(jīng)過(guò)試驗數據分析清水平均瞬時(shí)流速為1.327m/s，其中比重為1.21g/cm3的粘土水泥漿平均瞬時(shí)流速為1.31m/s;比重為1.33g/cm3的粘土水泥漿平均瞬時(shí)流速為1.324m/s;比重為1.39g/cm3的粘土水泥漿平均瞬時(shí)流速為1.323m/s，與清水平均瞬時(shí)流速誤差在-0.232%～-1.304%之間。
4 結語(yǔ)
經(jīng)過(guò)現場(chǎng)試驗的驗證，在試驗范圍內，電磁流量計測量的粘土水泥漿漿液流量與清水流量的誤差，zui大不超過(guò)1.4%，符合現場(chǎng)工程的實(shí)際應用要求。在泵量為99L/表2電磁流量計測量水和軋土水泥漿數據對比表min的情況下可以替代目前的人工計量。如需進(jìn)一步提高測量的準確性可以在測量前進(jìn)行重新標定，或在在測量過(guò)程中增加1%左右的損耗系數。由于工程施工中的計量與實(shí)驗室中的試驗計量存在很大差異，因此現場(chǎng)試驗中的電磁流量計測量精度已經(jīng)能夠滿(mǎn)足工程施工的需要。為保證測量的準確性施工現場(chǎng)應注意保證管路滿(mǎn)管，并盡量使測量?jì)x器遠離強電磁環(huán)境、避免儀器劇烈振動(dòng)。
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