CN104794658B - 利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法 - Google Patents

Abstract

利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法，首先按1：100比例制作矿井模型、车厢模型和缩微矿石；然后利用模型模拟矿石提升过程；根据提升得到的缩微矿石总量Q和提升所需时间T得出模型的提升能力As＝Q/T和设计矿井的提升能力A_z＝100³As；将A_z与矿山设计生产能力的差值是否超过±5％作为矿井设计是否准确的判断依据，差值超过±5％时修改设计；再用风机向模型的井筒内鼓风，用风量计测量风量Qi，用皮托管测量井筒上下风压差Hi，得到设计矿井摩擦风阻，与设计给出的摩擦风阻比较，如差值超过±5％改用核算得到的摩擦风阻作为风机选型依据。该方法可提高矿井设计的准确性，使矿井的提升能力与矿山生产能力相符，井下开采运输与提升相协调；同时可避免矿井因风机选型不当导致通风不足或通风过大。

Description

利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法

技术领域：

本发明涉及采矿矿井，特别是一种利用矿井物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法。

背景技术

矿井提升系统是矿井生产过程中的重要环节，是联系地表和井下的咽喉要道。矿井提升系统担负着提升全矿井的矿石、废石、材料、设备以及人员的重要工作。在矿山生产中有特别重要的地位。其运转的安全性、可靠性、经济性不仅能影响整个矿山的生产，还涉及到人员的生命安全。

提升系统是一个空间的、立体的、动态运行的宏观、巨型系统。即使在生产现场，人员也只能看到系统的局部，无法从整体上观察与掌握系统的组成与运行。提升系统在设计阶段较难开展原型实验，只能在建成试车后，进行局部调整。提升系统在设计时只能依赖平面资料(如文字描述和平面图纸)，设计者需借助一定的专业知识进行抽象思维，才能建立虚拟的整体模型。而提升系统非常复杂，除了一些确定性数学问题外，还有很多不确定的数学问题。虚拟仿真技术的出现，虽然减少了对提升系统抽象思维的难度，简化了提升系统中的确定性问题，但对提升系统的提升能力和摩擦风阻等却很难模拟。

矿山提升系统是以事先确定的矿山设计生产能力为依据来进行设计，再根据设计确定矿井的摩擦风阻，根据摩擦风阻选择合适的风机。

由于矿井的提升能力与很多不确定因素相关，无法利用虚拟仿真技术来确定。实际设计中，只能依据类似矿山实例选取相应系数，依照经验公式来设计罐笼和井筒。当罐笼和井筒设计不准确时，会导致建成的矿井实际提升能力与设计生产能力不相符，导致矿井的提升能力与矿山生产能力不相适应，造成井下开采、运输与提升不协调，经济上造成损失。

同样，矿井的摩擦风阻也与多种不确定因素有关。由于空气具有粘性，当沿井巷流动时，受到井巷对它所呈现的阻力作用，使风流本身机械能损失；同时，气体流动存在紊流。多种因素导致矿井摩擦风阻的计算变得非常复杂，通常只能通过实际测量得出。而在矿井设计阶段，没有可供测量的井巷工程，只能比照与设计矿井相类似的矿井工程近似给出摩擦风阻，无法精确地给出设计矿井的摩擦风阻。如设计给出的摩擦风阻与矿井建成后的实际摩擦风阻相差较大，则会导致设计时风机选型不当。如果设计选用风机供风能力偏小，会造成井下通风不足，存在安全隐患；如设计选用风机供风能力过大，则会造成浪费。

发明内容：

针对矿山提升系统设计中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法，用以核算设计矿井的提升能力和设计给出的摩擦风阻是否准确，解决因设计不准确导致的井下开采、运输与提升不协调以及风机选型不当的问题。

为实现上述目的，本发明提供的利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法，包括以下步骤：

步骤1、制作矿井模型、车厢模型和缩微矿石

矿井模型与实际设计矿井按1：100尺寸比例缩小制作，其中井筒由隔板划分成提升间、管缆间和梯子间；提升间中有用钢丝绳牵引、可沿罐道升降的罐笼；梯子间中设有通过梯子平台上下接续的梯子；管缆间中有风水和电缆管线；在井筒的侧壁上自上而下分别开设有对应尽头式井底车场、折返式井底车场和环形井底车场的马头门；井筒通过喉箍杆固定安装在由底座和竖直杆构成的支架上；支架的上端安装有与所述钢丝绳相连接、控制罐笼上下运行速度的可调速提升装置；

车厢模型(用不带车轮的车厢厢体代替)与设计车厢按1：100尺寸比例缩小制作，其容积比为1：100³；

缩微矿石用真实的矿石经过破碎后，从中选取外形和真实矿石相似、粒度为真实矿石粒度1/100的碎块构成；

步骤2、利用上述矿井模型、车厢模型和缩微矿石模拟矿石提升过程

通过可调速提升装置使罐笼按设计的实际运行速度的1/100运行；首先由钢丝绳将罐笼提升至井筒的顶端(相当于实际矿井的地表面)，将空车厢模型放入罐笼中，然后使罐笼在钢丝绳牵引下沿着罐道下行，记录罐笼开始下行的时间为h₁；当罐笼下行至井筒底部与环形井底车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的环形井底车场运行时间(一般为80秒)时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间(一般为15秒)时，启动可调速提升装置，使罐笼以原运行速度再次下行；下行至位于井筒中部与折返式井筒车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型推入罐笼中，等计时到达设计的折返式井筒车场运行时间(一般为70秒)时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，使罐笼以原运行速度再次开始下行；下行至位于井筒上部与尽头式井底车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的尽头式井筒车场运行时间(一般为70秒)时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；将空车厢模型推入罐笼中；至此完成井下三个井底车场矿石的一次提升；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，重复以上操作，至此完成井下三个井底车场矿石的二次提升；依次连续循环运行五次，记录第五次罐笼停止运行的时间h₂；

步骤3、核算设计矿井的提升能力

对步骤2所述罐笼(模型)五次循环提升得到的缩微矿石分别进行称重，记为Q₁，Q₂，Q₃，Q₄，Q₅；五次提升的缩微矿石总重量Q＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅；

由记录的罐笼运行起始时间h1和停止运行时间h2计算出罐笼五次提升所需时间T；

罐笼(模型)的提升能力As＝Q/T；

按车厢模型与设计的车厢容积比为1：100³，得到设计矿井的提升能力A_z＝100³As；

步骤4、将步骤3核算的设计矿井提升能力与矿山设计生产能力作比较，其差值如不超过±5％，定为矿井井筒和罐笼设计准确；如差值超过±5％，定为矿井井筒和罐笼设计不准确；如差值超过+5％(设计矿井的提升能力大于矿山设计生产能力)，则根据差值大小缩小矿井井筒和罐笼的设计尺寸；如差值超过-5％(设计矿井的提升能力小于矿山设计生产能力)，则根据差值大小放大矿井井筒和罐笼的设计尺寸；缩小或放大矿井井筒和罐笼的设计尺寸后，按步骤一重新制作矿井模型和车厢模型；然后按步骤2至步骤3重新进行操作，直至设计矿井经核算的提升能力与矿山设计生产能力相差不超过±5％为止，将此时的设计矿井作为最终设计；

步骤5、核算设计矿井的摩擦风阻

在核算步骤3最终设计矿井提升能力的矿井模型的提升间的上端和下端分别安装皮托管，中部安装风量计；使用风机从井筒的上端向井筒内鼓风；通过可调速提升装置使罐笼按设计运行速度的1/100在提升间内做上下匀速往复运动；用风量计测量风机鼓入的风量Qi，用皮托管测量井筒内上下风压差Hi(通风阻力)；重复测量三次，将三次测量的风量Qi和风压差Hi分别带入式R＝H/Q²中，得到三组摩擦风阻Ri，将三组摩擦风阻Ri的平均值作为设计矿井的摩擦风阻R。

将核算得到的设计矿井的摩擦风阻R与设计给出的摩擦风阻作比较，如差值不超过±5％，设计给出的摩擦风阻准确，可作为风机选型依据；如差值超过±5％，设计给出的摩擦风阻不准确，用核算得到的设计矿井的摩擦风阻R代替设计给出的摩擦风阻，作为风机选型的依据。

本发明采用矿井物理仿真模型核算设计矿井的提升能力，用以判断设计是否准确，如误差较大，可通过修改设计提高设计的准确性，使最终设计的矿井的提升能力与矿山的生产能力相符，矿井建成后，井下开采和运输与提升能够实现相互协调，提高矿山的经济效益。同时，根据核算的摩擦风阻选择通风量合适的风机，以避免矿井因风机选型不当出现井下通风不足的安全隐患或通风过大导致的浪费现象。

附图说明：

图1为本发明所用矿井模型的立体剖视图；

图2为图1中罐笼的立体图；

图3为图2罐笼的分解图；

图4为固定矿井模型的支架示意图；

图5为图5中可调速提升装置的结构示意图；

图6为井筒与井底车场连接示意图；

图7为核算矿井摩擦风阻的装置示意图。

图中符号说明：1提升间，1-1井筒，1-2罐道梁，1-3罐道，1-4隔板；2管缆间，2-1风水和电缆管线；3梯子间，3-1梯子，3-2梯子平台；4罐笼，4-1L形主块，4-2长条块，4-3凹槽，4-4L形副块，4-5连接块，4-6罐耳；5-1(支架)底座，5-2竖直杆，5-3喉箍杆，5-4喉箍，5-5平台杆；6可调速提升装置，6-1提升平台，6-2天轮架，6-3微型卷扬机，6-4天轮，6-5钢丝绳；7尽头式井底车场；8折返式井底车场；9环形井底车场；10马头门；11风量计；12风机；13皮托管。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本实施例为利用本发明方法对某铁矿山设计矿井的提升能力和摩擦风阻进行核算，判断设计是否准确。

该矿山设计生产能力为6M t/a；设计矿井的井筒直径为6.5m；井筒延伸(高度)100m；罐笼尺寸为4470×1704×6619mm；提升速度为7.8m/s；摩擦风阻为0.3N·s²/m⁸，车厢容积为17.6m³，环形井底车场设计运行时间(装料时间)为80秒，折返式井筒车场设计运行时间为70秒，尽头式井筒车场运行时间为70秒，地面卸矿时间为15秒。

按下述步骤核算该设计矿井的提升能力和摩擦风阻：

步骤1、首先制作核算设计矿井提升能力和摩擦风阻所用的矿井模型、车厢模型和缩微矿石。

矿井模型制作时，其尺寸与设计矿井的尺寸按1：100计算。如图1所示，井筒1-1采用直径为65mm、长度为1m的透明塑料圆管制作。在井筒1-1内用同材质的塑料板作为隔板1-4，隔成提升间1、管揽间2和梯子间3三部分；梯子间中设有通过梯子平台3-2上下接续的梯子3-1；管缆间中有风水和电缆管线2-1；在提升间1的上下两端采用粘接方法固定安装由铝合金制作的罐道梁1-2，在上、下罐道梁上安装铝合金制作的罐道1-3。为了在实验过程中方便改变罐笼的大小，如图2和图3所示，罐笼4采用模块式结构，由四个外缘带有凹槽4-3的L形主块4-1、八个带有凸缘(与L形主块的外缘凹槽对接)的L形副块4-4、四个长条块4-2和八个连接块4-5通过相互隼接的方式构成，外形尺寸为45×17×66mm。在罐笼4的两侧面分别安装由铝合金制作、与罐道相对应的罐耳4-6。罐笼4的顶部与牵引罐笼沿罐道上下运动的钢丝绳6-5连接。如图6所示，在井筒1-1的一侧自上而下距井筒顶端30cm、60cm、90cm处分别开设与尽头式井底车场7、折返式井底车场8和环形井底车场9相对应的马头门10(即在井筒外壳上开凿可用手将车厢从罐笼中取出的圆形孔洞)。

如图4所示，固定安装上述矿井模型井筒的支架由底座5-1和竖直杆5-2构成，竖直杆上自上而下有两道前端带有喉箍5-4的喉箍杆5-3和平台杆5-5。利用两道喉箍杆的喉箍将井筒1-1在竖直方向固定。在平台杆上安装可调速提升装置6。如图5所示，可调速提升装置6由提升平台6-1、天轮架6-2、微型卷扬机6-3、天轮6-4和钢丝绳6-5构成；微型卷扬机固定安装在提升平台上，天轮的天轮架焊接在提升平台的端部，牵引罐笼的钢丝绳通过天轮与微型卷扬机相接。

车厢模型用外形尺寸与设计的车厢尺寸按1：100、容积为17.6cm³(为设计车厢容积的1/100³)的车厢厢体代替；

缩微矿石用真实的矿石经过破碎后，从中选取外形和真实矿石相似、粒度为真实矿石粒度1/100的碎块构成。

步骤2、利用上述矿井模型、车厢模型和缩微矿石模拟矿石提升过程

通过可调速提升装置6中的卷扬机，使罐笼4按7.8cm/s速度运行。首先由钢丝绳6-5将罐笼提升至井筒1-1的顶端(相当于实际矿井的地表面)，将空车厢模型放入罐笼中，然后使罐笼)在钢丝绳牵引下沿着罐道下行，记录罐笼开始下行的时间为h₁；当罐笼下行至井筒底部与环形井底车场9相接的马头门10时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的环形井底车场运行时间80秒时，启动可调速提升装置，以设计运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间15秒时，启动可调速提升装置，使罐笼以7.8cm/s速度再次下行；下行至位于井筒中部与折返式井筒车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型推入罐笼中，等计时到达设计的折返式井筒车场运行时间70秒时，启动可调速提升装置，以设计运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间15秒时，启动可调速提升装置，使罐笼以7.8cm/s速度再次开始下行；下行至位于井筒上部与尽头式井底车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的尽头式井筒车场运行时间70秒时，启动可调速提升装置，以7.8cm/s速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；将空车厢模型推入罐笼中；至此完成井下三个井底车场矿石的一次提升；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，重复以上操作，完成井下三个井底车场矿石的二次提升；依次连续循环运行五次，记录第五次罐笼停止运行的时间h₂。

步骤3、核算设计矿井的提升能力

对步骤2所述罐笼4五次循环提升得到的缩微矿石分别进行称重，重量分别为Q₁＝56.1g，Q₂＝56.3g，Q₃＝56.0g，Q₄＝56.2g，Q₅＝56.3g；五次提升的缩微矿石总重量Q＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅＝280.8g；

由记录的罐笼4运行起始时间h₁和停止运行时间h₂计算出罐笼4五次提升所需的总时间T＝1513s；

罐笼4(模型)的提升能力As＝Q/T＝0.186g/s＝668.1g/h；

按车厢模型与设计车厢容积比1：100³、每天24h、每年365天计算，得到设计矿井的提升能力为

A_z＝100³As＝6.7×10⁸g/h＝5.87M t/a；

步骤4、将步骤3核算得到的设计矿井的提升能力5.87Mt/a与矿山设计生产能力6Mt/a作比较，其差值为+2％，不超过±5％，说明矿井井筒和罐笼设计准确(如果差值超过±5％，则需根据差值正负和大小修改矿井井筒和罐笼的设计数据，并根据修改后的设计数据重新制作矿井模型和车厢模型。其中罐笼模型可通过更换不同尺寸的模块组成。然后再按步骤2至步骤3重新操作，直至所设计矿井经核算，提升能力与矿山设计生产能力相差不超过±5％为止，将此时的设计矿井作为最终设计结果)。

步骤5、核算设计矿井的摩擦风阻

在矿井模型的提升间上端和下端分别安装皮托管13，在中部安装风量计11；使用风机12从井筒的上端向井筒内鼓风；通过可调速提升装置使罐笼按设计运行速度7.8cm/s在提升间内做上下匀速往复运动；用风量计测量风机鼓入的风量Qi，用皮托管测量井筒内上下风压差Hi；重复测量三次，测量结果如下表所示：

将核算得到的设计矿井的摩擦风阻R＝2913N·s²/m⁸与设计给出的摩擦风阻0.3N·s²/m⁸作比较，设计给出的摩擦风阻比核算得到的摩擦风阻大3％，不超过5％，可以作为风机选型的依据，据此所选风机可以满足井下通风需要，且不会造成通风浪费。

Claims (1)

1.利用物理仿真核算设计矿井提升能力和摩擦风阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制作矿井模型、车厢模型和缩微矿石

矿井模型与实际设计矿井按1：100尺寸比例缩小制作，其中井筒(1-1)由隔板(1-4)划分成提升间(1)、管缆间(2)和梯子间(3)；提升间(1)中有用钢丝绳(6-5)牵引、可沿罐道(1-3)升降的罐笼(4)；梯子间(3)中设有通过梯子平台(3-2)上下接续的梯子(3-1)；管缆间(2)中有风水和电缆管线(2-1)；在井筒(1-1)的侧壁上自上而下分别开设有对应尽头式井底车场(7)、折返式井底车场(8)和环形井底车场(9)的马头门(10)；井筒(1-1)通过喉箍杆(5-3)固定安装在由底座(5-1)和竖直杆(5-2)构成的支架上；支架的上端安装有与所述钢丝绳(6-5)相连接、控制罐笼(4)上下运行速度的可调速提升装置(6)；

车厢模型与设计车厢按1：100尺寸比例缩小制作，其容积比为1：100³；

缩微矿石用真实的矿石经过破碎后，从中选取外形和真实矿石相似、粒度为真实矿石粒度1/100的碎块构成；

步骤2、利用上述矿井模型、车厢模型和缩微矿石模拟矿石提升过程

通过可调速提升装置(6)使罐笼(4)按设计的实际运行速度的1/100运行；首先由钢丝绳(6-5)将罐笼(4)提升至井筒(1-1)的顶端，将空车厢模型放入罐笼中，然后使罐笼在钢丝绳牵引下沿着罐道下行，记录罐笼开始下行的时间为h₁；当罐笼下行至井筒底部与环形井底车场(9)相接的马头门(10)时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的环形井底车场运行时间时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，使罐笼以原运行速度再次下行；下行至位于井筒中部与折返式井筒车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型推入罐笼中，等计时到达设计的折返式井筒车场运行时间时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；再将空车厢模型推入罐笼中；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，使罐笼以原运行速度再次开始下行；下行至位于井筒上部与尽头式井底车场相接的马头门时停止运行，并开始计时；然后人工用手将空车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石倒入车厢模型中，装满车厢后，将载有矿石的车厢模型人工推入罐笼中，等计时到达设计的尽头式井筒车场运行时间时，启动可调速提升装置，以原运行速度提升罐笼至井筒的顶端，罐笼停止运行时开始计时；人工用手将载有矿石的车厢模型从罐笼中取出，将缩微矿石从车厢模型中倒出，待称重；将空车厢模型推入罐笼中；至此完成井下三个井底车场矿石的一次提升；等计时到达设计的卸矿时间时，启动可调速提升装置，重复以上井下三个井底车场矿石的一次提升运行过程，至此完成井下三个井底车场矿石的二次提升；依次连续循环运行五次，记录第五次罐笼停止运行的时间h₂；

步骤3、核算设计矿井的提升能力

对步骤2所述罐笼五次循环提升得到的缩微矿石分别进行称重，记为Q₁，Q₂，Q₃，Q₄，Q₅；五次提升的缩微矿石总重量Q＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅；

由记录的罐笼运行起始时间h1和停止运行时间h2计算出罐笼五次提升所需时间T；

罐笼的提升能力As＝Q/T；

按车厢模型与设计的车厢容积比为1：100³，得到设计矿井的提升能力A_z＝100³As；

步骤4、将步骤3核算的设计矿井提升能力与矿山设计生产能力作比较，其差值如不超过±5％，定为矿井井筒和罐笼设计准确；如差值超过±5％，定为矿井井筒和罐笼设计不准确；如差值超过+5％，则根据差值大小缩小矿井井筒和罐笼的设计尺寸；如差值超过-5％，则根据差值大小放大矿井井筒和罐笼的设计尺寸；缩小或放大矿井井筒和罐笼的设计尺寸后，按步骤一重新制作矿井模型和车厢模型；然后按步骤2至步骤3重新进行操作，直至设计矿井经核算的提升能力与矿山设计生产能力相差不超过±5％为止，将此时的设计矿井作为最终设计；

步骤5、核算设计矿井的摩擦风阻

在核算步骤3最终设计矿井提升能力的矿井模型的提升间(1)的上端和下端分别安装皮托管(10)，中部安装风量计(11)；使用风机(12)从井筒(1-1)的上端向井筒内鼓风；通过可调速提升装置使罐笼按设计运行速度的1/100在提升间内做上下匀速往复运动；用风量计测量风机鼓入的风量Qi，用皮托管测量井筒内上下风压差Hi；重复测量三次，将三次测量的风量Qi和风压差Hi分别带入式R＝H/Q²中，得到三组摩擦风阻Ri，将三组摩擦风阻Ri的平均值作为设计矿井的摩擦风阻R；

将核算得到的设计矿井的摩擦风阻R与设计给出的摩擦风阻作比较，如差值不超过±5％，设计给出的摩擦风阻准确，作为风机选型依据；如差值超过±5％，设计给出的摩擦风阻不准确，用核算得到的设计矿井的摩擦风阻R代替设计给出的摩擦风阻，作为风机选型的依据。