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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 礦井風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品通過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的研究，綜合采礦工程、通風(fēng)系統(tǒng)工程、機(jī)械電子工程等多門學(xué)科知識(shí)，通過信息采集技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了井下風(fēng)門按需自動(dòng)調(diào)控，并且風(fēng)門開度能根據(jù)巷道內(nèi)危險(xiǎn)氣體的變化而連續(xù)動(dòng)態(tài)變化，主動(dòng)控制、稀釋和降低危險(xiǎn)氣體含量，既消除了安全隱患又確保了井下通風(fēng)系統(tǒng)不發(fā)生紊亂。從而達(dá)到提高通風(fēng)系統(tǒng)效率，提高煤礦安全管理水平的目標(biāo)。
- 詳細(xì)介紹：
- 礦井通風(fēng)是運(yùn)用多種技術(shù)手段輸送、調(diào)度空氣在井下流動(dòng)，維護(hù)礦井正常生產(chǎn)和勞動(dòng)安全的動(dòng)態(tài)過程。合理的通風(fēng)系統(tǒng)不僅在正常生產(chǎn)時(shí)期向井下各用風(fēng)地點(diǎn)供給質(zhì)優(yōu)量足的新鮮空氣，保證工作人員的呼吸，稀釋并排除瓦斯、粉塵等各種有毒有害物質(zhì)，降低熱害；而且在發(fā)生災(zāi)變時(shí)，能有效、及時(shí)地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并與其他措施結(jié)合，防止災(zāi)害的擴(kuò)大，最大限度地減少事故損失。因此，建立既能滿足日常生產(chǎn)通風(fēng)，保證風(fēng)向穩(wěn)定、風(fēng)質(zhì)合格，又能在災(zāi)害時(shí)期保持通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行可靠、穩(wěn)定、能快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)流控制的通風(fēng)系統(tǒng)對于實(shí)現(xiàn)資源的安全開采是至關(guān)重要的。 本作品的最終目標(biāo)是針對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的研究，綜合考慮各類礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和危險(xiǎn)氣體在井下的分布情況，通過信息采集技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高通風(fēng)系統(tǒng)效率，并能主動(dòng)控制稀釋和降低危險(xiǎn)氣體含量，提高煤礦安全管理水平的目標(biāo)。目前礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的方向是在保證風(fēng)量按需分配，在滿足通風(fēng)技術(shù)要求的前提下，使通風(fēng)系統(tǒng)各通風(fēng)機(jī)的總能耗最小。 根據(jù)這一目標(biāo)，本作品方案涉及的技術(shù)內(nèi)容如下。 （1）系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)：以“礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、智能”為主要目的，擬定系統(tǒng)總體方案； （2）通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控參數(shù)研究：通過系統(tǒng)分析，掌握礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性可靠性的構(gòu)成要素及網(wǎng)絡(luò)特征，確定系統(tǒng)需要檢測與監(jiān)控的參數(shù)； （3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制：根據(jù)系統(tǒng)檢測監(jiān)控參數(shù)，選擇模擬平臺(tái)所需的傳感器和數(shù)據(jù)傳輸方式，搭建井上礦井主要通風(fēng)機(jī)和井下通風(fēng)構(gòu)筑物的硬件控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。 （4）礦井風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)軟件編制：規(guī)劃通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上位機(jī)軟件系統(tǒng)構(gòu)架。充分考慮煤炭生產(chǎn)工藝、煤礦安全規(guī)程以及其他各方面的安全因素對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的具體需求和要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。力求充分體現(xiàn)軟件對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的理解和體現(xiàn)，并提供友好的軟件控制方式； （5）搭建礦井仿真模型：根據(jù)我區(qū)某一實(shí)體礦井為依據(jù)搭建具有一定通用代表性的礦井仿真通風(fēng)模型，模擬井下信號(hào)采集與通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制過程； （6）系統(tǒng)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究：對系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)研究，以確保提阿正調(diào)控的準(zhǔn)確、可靠。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.作品設(shè)計(jì)的目的和基本思路： 本作品通過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的研究，綜合考慮新疆各類礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和危險(xiǎn)氣體在井下的分布情況，通過信息采集技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)量的自動(dòng)化調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降低危險(xiǎn)氣體含量，提高通風(fēng)系統(tǒng)效率，加強(qiáng)煤礦安全管理水平的目的。 2.創(chuàng)新點(diǎn)： （1）模塊化設(shè)計(jì)。不同的礦井具有不同的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，本系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)可以滿足不同煤礦的通風(fēng)需求。 （2）多參數(shù)風(fēng)門。實(shí)時(shí)采集巷道內(nèi)的通風(fēng)參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)要素關(guān)聯(lián)要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算高精度調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度。 （3）主要通風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能技術(shù)。以安全節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)根據(jù)煤礦在用設(shè)備檢測標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，降低能耗。 3.技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： （1）.制定系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制的。煤炭礦井生產(chǎn)是個(gè)較為復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，需要制定出具有一定通用性的系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制。 （2）.構(gòu)建可以靈活配置的軟件系統(tǒng)。為了提高本系統(tǒng)的適用性，設(shè)計(jì)可以靈活配置的軟件系統(tǒng)構(gòu)架以及開發(fā)基于DLPHI語言和組態(tài)技術(shù)的軟件功能模塊。 （3）.設(shè)計(jì)巷道風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。井下不同位置的巷道需要的風(fēng)門風(fēng)窗在結(jié)構(gòu)和功能上可能有所異同，因此，需要研究設(shè)計(jì)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，選擇安全穩(wěn)定的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。 （4）.主要通風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置。必須確保所采集的數(shù)據(jù)能真實(shí)反映實(shí)際工況；其次，解決數(shù)據(jù)處理單元的選擇、編程以及PLC與風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)行通訊控制的問題。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.科學(xué)性先進(jìn)性： 本項(xiàng)目綜合了采礦工程、機(jī)械電子工程等多門學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)井下通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)控。 （1）采用模塊化設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，滿足各煤礦不同需求。 （2）以礦井實(shí)際生產(chǎn)為依據(jù)設(shè)置功能，風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)根據(jù)危險(xiǎn)氣體的變化連續(xù)動(dòng)態(tài)變化。 （3）實(shí)時(shí)監(jiān)測，維持礦井主要通風(fēng)機(jī)始終運(yùn)行在最佳效率點(diǎn)，降低風(fēng)機(jī)能耗。 （4）本系統(tǒng)還研究了信息網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遙控和自控的雙重控制方式。 2.參考文獻(xiàn)： [1]商坤,王建軍.變頻調(diào)速在煤礦礦井通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用.煤礦安全.2006年,37卷,7期. 18-20 [2]賀亮.風(fēng)門的合理設(shè)置及改進(jìn).煤炭技術(shù).2009年,28卷,9期. 9-11 [3]何懿.礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方法及應(yīng)用.礦業(yè)工程.2009年,7卷,5期.44-46 [4]吳振玉.突出礦井深部采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化.煤炭工程.2009年,5期.11-13 [5]賀俊杰.高瓦斯礦井通風(fēng)能力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用.礦業(yè)安全與環(huán)保.2009年,36卷,6期. 39-42
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢： （1）模塊化設(shè)計(jì)，通用性強(qiáng)。 （2）多參數(shù)風(fēng)門，精確調(diào)控。 （3）主要通風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能。 2.推廣前景： （1）本系統(tǒng)可以為解決瓦斯、二氧化碳、一氧化碳等危險(xiǎn)氣體的聚集，粉塵污染等問題提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)，在危險(xiǎn)氣體的稀釋和排放方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 （2）本系統(tǒng)可在井下發(fā)生火災(zāi)時(shí)有效的控制火勢和有害氣體的蔓延，為煤礦安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)手段。 （3）通過技術(shù)手段使得風(fēng)機(jī)能始終運(yùn)行在最佳工況點(diǎn)，為礦山企業(yè)節(jié)能減排提供更為先進(jìn)的技術(shù)支持。 因此，具有非常好的應(yīng)用推廣價(jià)值。 3.經(jīng)濟(jì)效益分析： 全國礦井安全生產(chǎn)事故中瓦斯事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的36.6%。本項(xiàng)目針對此類問題提出了完善的解決方案，有效的控制了瓦斯、一氧化碳等危險(xiǎn)氣體的聚集和流動(dòng)路徑。本項(xiàng)目為煤炭行業(yè)的快速安全發(fā)展提供了技術(shù)保障，降低了礦山事故的發(fā)生幾率，減少了礦井安全事故的傷亡人數(shù)，同時(shí)也降低了礦山企業(yè)的生產(chǎn)能耗，提高了安全管理水平，能體現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 對于煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，主要集中在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的布置、通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控、井下通風(fēng)構(gòu)造物的改善、危險(xiǎn)氣體的排放等領(lǐng)域，取得了大量研究成果并成功應(yīng)用于實(shí)踐。例如，國內(nèi)阜新礦業(yè)學(xué)院研制了自動(dòng)均壓防滅火系統(tǒng)、山東科技大學(xué)研制的基于PLC的通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化變頻系統(tǒng)、中國礦業(yè)大學(xué)研制的瓦斯排放系統(tǒng)、以及江西理工大學(xué)和各煤炭科研院所均在此類技術(shù)上有所研究，但針對全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流狀態(tài)的自動(dòng)化調(diào)控系統(tǒng)的研究還未見到相關(guān)文獻(xiàn)。
