煤矿矿井提升系统论文

煤矿矿井提升系统论文（精选11篇）

煤矿矿井提升系统论文 第1篇

1 PLC控制技术及原理

PLC控制系统最早出现于20 世纪八九十年代,是在世界范围内发展起来的,并且其年增长率保持在20% ~ 30%,可见其快速普及以及应用的实效。随着工业领域的快速发展,为PLC控制技术提供了广阔的发展空间,将其应用在工业领域,充分发挥出其自身价值。PLC控制系统具备结构简单、操作便捷、性能灵活和变成方便等多方面优势。这一优势也为PLC控制技术在自动化系统中的应用广泛性奠定基础。此次将PLC控制技术应用在煤矿矿井提升系统中,旨在全面提升煤矿开发安全性及可靠性要求。

PLC作为工业控制装置,其具体构成主要由中央处理单元CPU、存储器、输入输出(I/O)单元、电源、外部接口以及不同的功能模块构成。其具体的工作方式,通常采取循环扫描的方式满足工作要求,当PLC上电之后,执行系统程序规定的任务要求,反复对执行效果进行扫描,依据公共处理→执行用户程序→扫描周期计算→输入输出刷新→外设端口服务等多环节,发挥出控制技术实效。PLC控制系统在矿井提升系统方面应用,涉及到的内容较多,此次PLC控制系统在矿井提升系统当中的流程见图1。

2 PLC控制技术在煤矿矿井提升系统中的运用

2.1 PLC在提升系统硬件设计方面的运用

在煤矿矿井提升系统中,安装的主要是PLC信号处理设备,并且在整个提升提供运行过程中所需的变频信号由PLC变频器所提供。在提升系统的变频调试硬件方面,PLC能够满足提升提供输入信号以及信号及时反馈,在此基础之上,根据提升系统要求,向系统中发送变频制定信号,满足信号正转、反转以及启停命令等。

而对于PLC的具体选型,在矿井提升系统中的运用,应该选取目前主流的控制器件,即FX2N-64MR器件。当然,模数转换以及数模转换模块必不可少,型号分别为FX2N-4AD以及FX2N-4DA。以上2 个技术手段能够满足对模拟量的有效处理。变频器型号选择为MICROMASTER 440 型号系统变频器,为变频信号驱动电机工作[1]。

在系统硬件设计方面,将PLC进行运用,使得硬件方面得到全方位优化,为提升系统的运行效率提升提供基础保障,符合当前系统控制的可靠性、多样性以及保护功能。

2.2 PLC在提升系统综合保护运用

通常而言,影响提升系统安全因素主要受到系统故障方面的影响。应用PLC控制系统在提升系统中,则能够针对系统特性制动过压信号以及实效程序。由于该技术自身的优势特点,其准确性、逻辑运算能力能够判定提升系统的故障属性以及故障出现的类型,在找准故障成因之后,对故障进行及时的处理。当然,PLC控制技术的运用,满足瞬时故障检测及功能。针对提升系统中的调频系统,PLC运用能够准确获取与发送信号,得到信号的准确反馈,监控提升系统运行状况,对故障及时纠正。

2.3 PLC在提升系统综合保护调绳程序与过卷切换运用

2.3.1 调绳程序保护

煤矿矿井提升系统当中的调绳开关部件为X035 外接,并且主要被应用在PLC控制技术调绳程序的操作切换方面。将提升系统处于正常的运行状态,调绳开关则会被打到对应流程中间位置。在该状态下X035 外接设备处于闭合状态,如果想要对调绳进行调节操作,则需要将开关左旋度数45°[2]。而针对另一种状况,则是X035 外接设备常闭触电断开,提升系统将调绳回路安全位置执行接入操作,确保PLC控制技术在提升系统中的应用足够安全。

2.3.2 过卷切换操作要点

分析过卷切换操作要点,需要充分了解并掌握PLC控制技术在煤矿矿井提升系统容量以及矿井形成小于负两米时,则PLC控制系统为确保提升系统的正常运行会在过卷助继电器M20 线圈取电。PLC控制技术在提升系统当中的常闭触点将会被断开。一旦PLC控制技术的井筒形成大于一定阀值,该技术通过提升系统能够反向过卷辅助继电器线圈处取电,并且在这一过程中,PLC控制技术在煤矿矿井当中的常闭触点动作也会被终止。

结合当前PLC控制技术在煤矿矿井提升系统中的运用,其运用实效以及对煤矿矿井稳定发展的重要性已经十分显著。为最大限度上的提升PLC控制技术的实效性,增强应用效果。需要满足目标管理与质量监控的基本要求。执行目标管理的过程中,对质量控制总目标进行分解,将每一环节落到实处。同时,质量监控层面,为PLC控制技术的运用提供良好的环境,注意细节层面的监管与处理,采取有效的措施,为PLC控制技术的实效性充分发挥[3]。

3 结论

千秋煤矿调整矿井通风系统管理制度 第2篇

1、矿井必须有完整的独立通风系统。改变全矿井、一翼或一个水平的通风系统时，必须制定安全技术措施，经矿总工程师审查后报集团公司总工程师批准。改变一个采区、工作面的通风系统时，必须制定安全技术措施，报矿总工程师批准后报集团公司备案。

2、矿井通风系统必须安全、稳定、可靠。进回风井之间和主要进回风巷之间的联络巷必须砌筑永久挡风墙。需要使用的联络巷必须安设两道正向和两道反向风门，并实行联锁。在准备采区时，必须在采区内构成通风系统后方可回采。采区的进回风巷必须贯穿整个采区的高度和长度，严禁将一条上（下）山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷、一段为回风巷。

3、矿井必须实行分区通风，通风系统中不得有不符合《规程》规定的串联通风、扩散通风、采空区通风和采煤工作面利用局部通风机通风。利用采空区和局部通风机处理工作面局部瓦斯积聚前必须制定安全技术措施，报矿总工程师批准报集团公司备案。

4、矿井通风能力满足生产需要，严格按照“以风定产”的原则进行生产。采掘工作面的风量要符合“作业规程”和配风计划规定，达不到作业规程规定，或无风、微风，必须停产撤人；改变采掘工作面的风量要经矿总工程师批准。硐室的供风量要符合集团公司的统一规定。

5、矿井各类巷道的风速必须符合《规程》规定。否则，必须调整风量或扩大巷道断面。

6、加强通风设施和主要通风机装置的管理。减少矿井漏风，提高矿井有效风量率，保证矿井有效风量率不低于87%。

7、加强回风巷道维护，杜绝出现高阻力区段。回风巷道失修率不高于7%，严重失修率不高于3%。

8、主要通风机必须装置两套同等能力的通风机（包括电动机），其中一套备用。要保证供电系统稳定可靠，通风机装置运行情况良好。改变主要通风机的工况时，必须制定安全技术措施，报矿总工程师批准，报集团公司备案。

9、矿井主要通风机的反风设施每季度由分管矿长组织有关部门检查一次，发现问题及时处理。矿井每年要进行一次矿井反风演习，两次反风演习的间隔时间不得超过14个月。若因特殊情况不能反风时，必须写出申请报集团公司总工程师批准。矿井的反风效果应符合《规程》的规定：不低于40%。

10、地测部门必须在相贯通巷道达到规定距离前（炮掘20m，综掘50m）向矿总工程师报告，并向有关单位下达贯通预告通知。生产部门必须制定巷道贯通安全技术措施，内容包括防治瓦斯、放炮管理、通风管理、防止冒顶和透水等，由矿总工程师组织有关部门审查，审批后的措施由矿指定专人组织贯彻。通风部门要提前做好调整通风系统的准备工作。

11、调整通风系统的全过程必须由矿指定专人统一组织指挥，由通风区队长，施工单位队长现场跟班。

12、巷道贯通须调整通风系统时，必须由施工单位和通风区联合编制贯通安全措施。

13、调整通风系统时，测风员和瓦斯检查员先测定相关区域的风量、瓦斯情况，待一切正常方可调整通风系统。

14、生产调度必须及时掌握调整通风系统的有关情况。出现异常情况时必须及时向有关领导汇报。

千秋煤矿通风区

煤矿矿井提升系统论文 第3篇

摘要：在矿井的安全生产当中，矿井的通风系统是其中一个比较重要的环节，同时它对于矿井的安全生产也有非常重要的影响。在矿井生产当中，如何来提高矿井通风系统的可靠性，从而来提高矿井的安全性和杭灾害的能力是现在急需要去解决的问题。本又主要就是对影响矿井通风系统可靠性的一些因素进行了分析，然后提出了相应的解决办法。

关键词：矿井；通风系统；可靠性；影响因素

在矿井的生产当中，通风系统是一个动态而且比较复杂的系统，特别是在最近几年发生了很多的火灾事故、煤尘事故以及瓦斯事故，在对这些事故进行了分析之后就可以发生，发生这些事故最主要的原因还是来源于矿井的通风系统。所以对于影响矿井通风系统可靠性的因素进行分析，然后针对这些影响因素找到一定的解决办法是非常有意义的。

1矿井通风系统可靠性的简单介绍

矿井的通风系统是一个很容易受到多方面因素影响的随机、复杂以及非稳定的动态系统。对矿井通风系统的影响，主要的因素一般就有通风方式或方法是否合理，通风的动力和网络，通风构筑物的一些情况，巷道的封闭与贯通，工作面的转移和推进，自然风压，采取的接替，巷道中的行人、堆积物和行车，生产水平的过渡等一些自然因素。除了这些主要的自然因素之外，还有一些来自管理方面的因素，例如通风管理的相关规章制度，人员的因素以及通风监测系统的合理利用等。矿井的通风系统具有一些非常复杂的关联属性，具体的一些表现就是系统的时变性、多环性、强藕合性以及可维修性等，所以矿井的通风系统是很容易产生一些事故的隐患以及随机的故障。所以要对矿井通风系统的可靠性进行研究，就应该要对整个通风系统的特点以及对通风系统可靠性影响因素进行全面的分析。

2影响矿井通风系统可靠性的自然因素

2.1通风的方式因素

矿井的通风方式主要就是指在矿井当中，进风井以及回风井相对位置的分布方式。矿井的通风方式主要可以分为下面这样四种，分区式、中央式、对角式以及混合式，而矿井的通风方法主要就有压入式、抽出式以及混合式这样三种方法。这样不同的通风方式和方法，它们抗灾害的能力也是不相同的。一般情况之下，让风向往顺向流动而且折返性比较小的通风方式会更加的优越一些。在选择通风方式的时候，就会对井下通风线路的长短有非常直接的影响，同时通风方式还和矿井当中通风阻力的大小有一定的关系；在选择通风方式的时候，对于矿井通风的漏风率大小也是有着比较直接的关系。通风方式和方法的选择，对于矿井通风系统的可靠性有着比较直接的影响。

2.2通风动力的因素

在矿井的生产过程当中，通风动力一般分成自然动力和机械动力这样两大类。自然动力的主要来源就是自然的风压。在地面的四季温度不断变化的过程当中，自然风压也是会随着不断变化的，矿井在自然风压的作用之下产生的自然通风是一种不能避免的自然客观存在的现象，对于矿井的通风，自然风压有的时候会产生有利的作用，但是有的时候自然风压也会产生不利的作用。如果在一个矿井当中只是依靠自然风压来进行通风的话，因为当自然风压在改变的时候可能也会造成矿井下风流和风向的改变，有的时候甚至会出现风流停滞的情况，所以这样就会使得井下的供风量不是很稳定，对于矿井的安全生产需要是不能够很好的满足。而机械动力主要就包括了主扇风机、辅助扇风机以及局扇风机。在矿井的生产过程当中，往往是在掘进或者是对局部的风量进行调整的时候才使用局扇风机来满足生产的需要，在井下部分通风改造比较困难或者是采用其他的一些方法并不能很好的满足生产需要时，也可以采用局扇风机来进行通风。因为采用局扇风机通风的时候，是在整个矿井通风网络当中的某一个分支上面加上了一定的动力，从而来改变网络当中风流的分布状况，所以对于矿井通风系统的可靠性还是会产生一定的影响。

2.3通风网络的因素

在进行通风、生产或者是一些其他特殊用途的时候，掘出的井巷中的流动就是空气，它能够很好满足安全和生產的需要。通风的网络主要就是指空气流过的井巷和通风的构筑物组成的一个矿井通风系统。按照通风巷道位置在通风网络当中的相互之间的关系可以把通风巷道分成串联巷道、并联巷道以及角联巷道。

现在对于矿井通风系统可靠性的研究主要就是针对的角联网络，而且在研究的过程当中，主要是有关一些风向流动的问题。在具体的研究当中，主要采用的方法就是对通风网络当中的那些风流不是很稳定的风路的风向判别式进行相关的推导。通过相关的研究可以发现，风机的位置对于风网分支的角联性起着决定性的作用，而且分支的角联也是相对的。矿井的通风网络是一个比较大型而且很复杂的网络，在这个网络当中有着上百条的分支，同时还有很多的角联分支。在矿井的通风系统当中，关于风流稳定性的问题，经过了一些相关的研究之后可以发现，除了在风网当中的角联网络存在着风流稳定性的问题之外，在其他的一些风路当中也存在着一定的风流稳定性问题，然而这一些问题都对矿井井下的用风点风流稳定性的问题起着一定的指导作用。所以在通风的网络当中，风流的流动方向以及风量的大小、持续、稳定的去满足用风点的生产需求对于矿井通风系统的可靠性起着非常重要的作用。

2.4通风设施的因素

矿井的通风设施主要就是指在通风的巷道当中，设置的那些控制风流大小和方向的通风构筑物。通风设施主要就包括了临时性以及永久性的风桥、风窗、风门以及风墙。通风设施的布置是否合理以及它的质量，对于矿井通风系统的可靠性有着非常重要的影响。通风设施一般可以分成下面的几种，用来隔断风流的构筑物，用来通过风流的构筑物以及调节风窗。这些构筑物设施的可靠程度，对于通风系统的可靠性有着非常直接的影响，比如如果在矿井当中，风帘如果已经很破旧了的话，那么它也就根本达不到它本该具有的作用。

3影响矿井通风系统可靠性的管理因素

在矿井的生产过程当中，矿井的通风安全管理是一项比较重要的管理内容。如果对于矿井的通风管理不是很完善的话，那么对于矿井通风系统的随机性和动态性等一些特点要求就不能够很好满足，这样就会很容易造成一些重大的灾害事故的发生。所以矿井的通风安全管理对于矿井通风系统的可靠性有着比较直接的影响。在平时的生产管理当中，就应该要加强矿井的通风安全管理。首先就是要建立和健全相关的管理组织机构和相关的管理体系。其次就是还应该要建立起矿井通风系统的计算机安全管理的体系。最后就是对于矿井生产当中，一些经常发生的灾害事故要加强管理，尽可能的去将那些可能会发生的隐患消除在萌芽当中，很好的杜绝灾害事故的发生，确保矿井的安全生产。

4结束语

在矿井的生产过程当中，要想保证生产的安全，那么矿井的通风系统是前提条件。然而提高通风系统的可靠性，则是实现安全生产以及消除事故的隐患的一个非常有效的手段。所以在矿井的实际生产当中，一定要重视对于影响矿井通风系统可靠性因素的分析，只有这样才能够从根本上去解决矿井生产当中的一些事故隐患，提高矿井生产的安全性。

参考文献：

[1]董剑锋.浅析现代煤矿通风系统设计与分析[J].改革与开放.2011（16）

[2]赵建盛.论煤矿通风中自动化技术的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2011（10）

煤矿矿井提升系统论文 第4篇

PLC控制系统是20世纪80—90年代在世界范围内发展起来的, 其年增长率为20%~30%.随着工业企业的迅猛发展和自动化程度的不断提高, PLC市场也在逐渐扩大。将PLC应用于工业生产中, 能够促使PLC系统获得更好的发展。

PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用和抗干扰能力强等优点, 所以, PLC技术被广泛应用于工业生产过程自动控制领域。掌握PLC控制技术, 并将其应用于煤矿矿井提升系统中, 能够保证煤炭开采的精确性和安全性。

1.1 在煤矿矿井综合保护系统中的应用

煤矿矿井具有一定的危险性, 如何确保开采安全是煤矿工业企业需要解决的首要问题。在煤矿矿井中安有变频器, 但是, 变频器具有超负荷特性和欠电压保护特性, 所以, 在设计煤矿矿井系统程序时, 必须对其进行保护, 以确保煤炭开采的安全。PLC控制技术具有使用方便和可靠性高的优点, 将PLC控制技术应用于变频器中可以确保其安全, 同时, 在应对一些突发事件时, 也可以采取相关的应急措施。另外, PLC会分析煤矿矿井控制系统中的各种类型输入信号和反馈信号, 以保证具体应用流程操作能够顺利进行。

1.2 在矿井提升系统中的综合应用

PLC控制系统以FX2N-64MR器件为主要控制器件, 除此之外, FX2N-4AD和FX2N-4DA数模转换模块也会应用在PLC控制系统中。这两种技术与PLC控制技术搭配应用, 可以更好更快地处理系统程序, 完善煤矿提升系统的保护功能。PLC系统在进行变频信号驱动电机工作时, 主要采用MICROMASTER440式型号系统变频器, 这是目前技术较为领先的控制器件, 也是煤矿矿井提升系统中的主要变频系统器件。

2 应用分析

一般来说, 在煤矿矿井提升系统中应用PLC控制技术主要体现在控制系统故障方面。应用PLC控制技术的诸多特性能够有针对地控制制动过压信号和失效程序。

2.1 增强系统对故障的判断和处理能力

PLC控制技术具有极强的记忆存储能力和逻辑运算能力, 所以, 当煤矿矿井提升系统出现故障时, 它能够及时、准确地定位提升机的故障属性, 故障类型, 故障的原因、位置和故障个数。另外, PLC控制技术在对提升机的瞬时故障检测判断方面具有极强的优势, 是传统的机电系统无法比拟的。

2.2 保护系统调频

在煤矿矿井提升系统中, 可利用PLC控制技术处理相关的变频信号, 分析煤炭矿井提升系统中的反馈信号, 并且根据信号发出的信息监控出现的故障。例如, PLC控制技术可以实现对矿井提升机连续速度的全程监控, 从根本上解决即将出现的系统故障。煤矿矿井提升系统中的主要装置——PLC信号处理设备, 采用FX2N-64MR器件为主要控制器件, 系统地分析和处理正传信号和反转启用信号, 从而保证操作的安全性。

3 提升PLC控制技术应用的方法

随着PLC控制技术的发展, 各个国家都高度重视其在自动化中的应用。在更快更好地应用PLC控制技术的基础上, 必须要实行必要的目标管理和质量监控。

3.1 目标管理

质量目标是一项工程最终能否成功的关键, 因此, 在工程施工开始之前, 要切实做好目标管理工作, 层层分解质量总目标, 将每一环节都落到实处。

3.2 质量监控

质量目标的具体化有利于质量监控工作的顺利进行。当确定目标后, 每一个环节都要严格把好质量关, 进行严格的质量监控。同时, 对于施工人员, 要注重事先培训工作, 让施工人员在上岗前掌握好相关的应用技术, 避免引发工程事故。

除此之外, 在煤矿矿井提升系统中应用PLC控制技术时, 还要安排好交叉作业, 注意对各细节方面的处理。在施工过程中, 要采取强有力的监控保证整个施工作业的顺利进行。但是, 在工程中, 细节处往往会出现预料之外的差错, 如何采取有效的措施应对这些问题同样是PLC控制技术的关键。

4 结束语

将PLC控制技术应用于煤矿矿井提升系统中, 不仅能够使系统更快更好地运行, 同时, 也保证了煤炭开采的效率和质量。在此过程中, 应用PLC控制技术最大程度上保证了煤矿开采的安全性。它的存在有利于提升煤矿矿井提升机系统的安全性, 减少了不必要的经济损失, 保证了施工人员的生命安全。如何让PLC控制技术更好地为煤矿矿井提升系统服务是各个煤矿工业企业面临的重要问题之一, 而PLC控制技术在煤炭资源开发过程中也将起到非常重要的作用。

参考文献

[1]徐成毅, 吴永东, 黄贺, 等.基于PLC的矿井提升机控制系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化, 2008, 12 (10) :109-111.

煤矿矿井提升系统论文 第5篇

关键词：矿井交流提升系统PLC电控系统

0引言

在我国，采用交流提升系统的矿井占85％以上.其中绝大部分目前仍采用继电器一接触器控制的电控系统，其控制特点：①采用绕线式异步电动机转子回路串电阻调速系统；②采用继电器一接触器有触点式电控系统；③采用机械式或机电式行程调节器实现运行状态的控制：④采用晶闸管制动电源装置实现直流动力制动或低频发电制动等；

这种控制的缺陷也是非常明显的：①这种调速方案是有级调速，属转子功率消耗型调速方案.在加速阶段和低速运行时，大部分能量《转差能量》以热能的形式消耗掉了，因此，电控系统的运行效率较差。②电控系统采用继电器一接触器有触点的电控系统，这种控制系统占地面积大，电磁干扰大且继电器和接触器的机械触点烧蚀快：③无论采用直流动力制动或采用低频发电制动，总需要设置辅助电源和定子绕组的二次切换操作，由于矿物的密度不同，箕斗的实际装载量不是一个恒定值，常常出现停车不准确甚至提前停车现象：④缺乏故障自诊断功能.由于连线复杂，出现故障不易查找等。

结合我国目前提升电控系统的具体实际，新型的PLC技术与传统的电控系统相结合应是一条适合我国国情的道路。应用PLC扩展网络功能，可以充分利用现有设备，将提升控制、监测功能复合到一个系统。

1PLC技术的发展概况

现代的PLC技术是计算机技术与传统继电逻辑控制技术相结合的产物。它从产生到发展至今，短短20多年，就经历了一系列深刻的变化，不但占领了已过时的继电器系统与常规电子系统的广大市场，并且和现代各种微机控制系统也展开了激烈的竞争，掀起了一场“控制设备的革命”。目前，几乎每个工业领域都有应用，可以说，PLC与工业机器人、数控机床一道，已成为现代工业自动化的三大支柱。

从发展方向来看，目前，PLC正朝着2个方向发展：一个是大型化、高可靠性、多功能；另一个是小型化、低成本、简单实用。

1.1大型化.主要是在网络技术的支持下朝着DCS方向发展，实现多个PLC，多个I／O机架的互联，向上实现与上位机，LAN等的通信：

1.2高可靠性.采用冗余技术，增加容错功能等措施可以大大提高系统的可靠性：

1.3多功能；

1.4小型化、低成本、简单实用；

1.5编程及监控手段的不断改进。PLC的编程语言在原有的梯形图语言，顺序功能块语言和指令表语言基础上，不断丰富和向高層次发展，编程工具也丰富多样。

2PLC技术在矿册提升系统的应用与研究

目前，基于PLC技术的电控系统，我国已有一些成功应用的例子，如洛阳中信重机自动化工程有限责任公司选用Siemens公司的S7系列PLC研制开发生产的矿井提升机PLC电控系统成套设备天津电气控制设备厂研制开发生产的采用美国通用电器公司GE 9030系列PLC的TKD-PC系列和TKM-PC系列矿井提升机成套电控系统；这些采用PLC技术和新型电控系统都已成功地应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势.但是，这些新型的电控系统，仍存在一些缺陷，主要是：①缺乏完善的网络通信功能；②PLC器件的通用性问题；③在运用先进的控制策略与PLC技术相结合方面还做得不够。

3PLC技术在矿井提升系统的应用前景

鉴于传统矿井提升控制系统所存在的缺陷，而现有的PLC提升电控系统又不尽完善，考虑到交流提升系统在我国的普遍性。对PLC技术在我国矿井提升电控系统的应用前景，可作如下展望：今后基于PLC技术的提升电控系统，一方面将对现有电控系统进行功能扩充，如采用网络通信等；另一方面将研究先进控制技术及策略与现有电控系统相结合的可能性，有可能针对具体的回路，实现局部回路的智能控制，如模糊控制等，从而进一步提高我国矿井提升电控系统的现代化水平。

3.1网络通信由于网络通信是一项很重要的功能，是现代控制系统的发展方向。因此，可以预见，在不久的将来，矿井提升电控系统也将有此功能并不断发展和完善它.网络通信，首先涉及的就是通信环境的建立，最简单的情况，就是利用PLC本身提供的专用通信模块，组成上下位机控制系统，实现参数的传输。

3.2 PLC标准化根据PLC的设计标准，采用开放式的设计模式，将统一规范的总线、结构、编程方式、语言规则在行业内推行，做到用户接口标准化、网络协议标准化、编程接口标准化、编程语言标准化。

3.3智能控制由于提升系统本身的复杂性，使得系统精确的控制模型难于建立，导致传统的电控系统存在控制不准确的缺陷.随着硬件技术的不断发展和先进控制策略的不断引入，有可能首先对提升电控系统的部分回路，实现智能控制，从而提高系统的控制精度。

4结语

煤矿矿井安全培训仿真系统 第6篇

我国是煤炭生产和消费大国,目前煤炭在我国的一次能源消费中约占70%左右[1]。由此可见,保证煤矿安全生产对于保持国民经济又好又快发展至关重要。但是我国的开采技术和管理水平与世界发达采煤国家相比还存在相当大的差距。2000～2007年8年间,中国煤炭产量是美国的近1.7倍,但死亡人数和百万吨死亡率却是美国的187倍和113倍[2]。

矿难事件频频发生的原因与人的不安全行为密切相关,导致中国煤矿重大事故的直接原因中,人的不安全行为因素所占比率已实际上超过80%[3]。因此,对相关人员进行安全培训成为当务之急,而全面、形象、直观的安全培训软件更是取代传统书本教育而成为安全培训的首选[4]。

目前国内现有的煤矿安全培训软件大多数只针对某个具体的煤矿巷道进行设计[5],开发出来的软件虽然具有三维视景功能,真实感强,但是开发周期长,价格昂贵,修改起来也非常困难。对于数量众多,资金不足的中小型煤矿,过高的价格加重了企业的负担。而且像煤矿巷道这样随着开采不断变化的对象,要对其进行准确模拟,需要不断修改软件,现有的软件设计方法难以满足需求。针对这些情况,提出了采用二维视图与三维视景相结合的软件设计方法,即对巷道的次要部分采用二维视图绘制,而对巷道的关键部分采用三维视景实现,二维视图与三维视景之间可以自由切换。这种方法有效地改善了现有软件的不足。

1 煤矿安全仿真培训系统的整体框架

由于煤矿矿井安全仿真系统所要实现的功能较多,如果将所有的功能用一个软件来实现,将存在问题:软件的设计和实现都较为复杂;庞杂的软件功能不便于用户使用;大型软件过分占用系统资源,使子系统之间切换缓慢。基于以上的原因,根据功能划分,将煤矿矿井安全仿真系统分解成虚拟井下巷道系统模块、虚拟井下灾害再现系统模块和工种安全培训系统模块3个子系统分别进行实现。这样就可以避免上述问题,使该系统的设计和实现都较为简单,用户使用便利,也可以将系统的3个子系统在一台计算机上分别运行,实现子系统之间快速切换。由此得到的煤矿矿井安全仿真系统整体框架如图1所示[6]。

2 井下巷道系统平面地图的设计与实现[7]

如图2所示,巷道地图绘制在窗口的客户区。首先定义6种图形及对应索引值为背景(0)、巷道壁(1)、空巷道(2)、设定区域(矿工行走至此即切换到三维视图)(3)、巷道中的矿工(4)和设定区域处的矿工(5),然后将客户区在纵向和横向分割成若干个20×20像素的小方块,最后根据地图数据文件用这些图像填充客户区的小方块拼成所需的平面地图。

根据地图的设计思想,该软件地图的存储和调用可以采用两种方式[8]:内置式和导入式。内置式地图的数据与软件绑定在一起,编辑过程抽象,修改困难,可移植性差。对于煤矿巷道这样随着开采不断变化的对象,要对其进行准确模拟,就需要不断修改地图软件,所以内置式地图难以满足要求;导入式地图数据从外部文件读入,编辑过程形象直观,修改容易,可移植性好,非常适合煤矿巷道这类对象的仿真。

地图数据文件可以用记事本程序直接打开并编辑。每张地图的开始都会以“[i]”这样的字段标识,其中i为地图的序号;接着就是地图的内容实体,由若干行0～5之间的字符组成。一个文件可以同时包含若干组这样地图数据。

加载地图时,程序打开地图数据文件,通过地图序号找到目标地图所在的位置,然后按行顺序读入地图数据,并与所定义的图形相关联并显示到屏幕上。一张设计好的地图存储格式及其对应的效果如图3所示。

编辑与绘图的简单,让短时间内修改或绘制大量地图成为可能,因此可以对巷道的多个横切面和纵切面进行多次绘制,并分别显示,一定程度上可以弥补平面地图所造成的空间感丢失现象。这里,对如图4所示的巷道进行各个切面的二维视图绘制。

从图4可以看出,该巷道为双层,故只需绘制其侧面和A,B两处的俯视图就能基本反映出巷道的整体结构,所绘制的巷道侧视图和A,B两处的俯视图如图5～图7所示。

在图5～图7中绘有设定区域(白色圆圈),用以标记巷道侧视图与俯视图之间相连的部分,“矿井工人”行进至此可以在3张地图之间切换或进入三维视景状态。

3 井下巷道系统交互功能的设计与实现

煤矿安全培训的意义在于,通过培训,使煤矿工人了解煤矿安全规程,熟悉矿井的整体布局,认识矿井的整体工作机理,掌握足够的避险知识。人机交互的培训方式由于形象、生动,被越来越多的安全培训软件所采用,取得了很好的效果[9]。该软件允许用户通过键盘和鼠标实现人机交互。交互过程的某一瞬间,“矿井工人”的位置是精确已知的,软件接收到用户键盘或鼠标指示后,按照软件设定的规则进行判断并做出相应的响应。不妨假设用户要求“矿井工人”向左移动,其他方向的讨论类似,则“矿井工人”可能遇到的情况和采取的动作如图8所示。

由此可知,要完全判断软件该如何执行用户的指示,既需要工人的位置,又需要工人前方位置的1个图形索引值。综合前面的分析,交互过程就是一个根据用户指示不断修改地图并显示的过程,整个交互过程的实现流程如图9所示。

为了增强交互性,使受训者对井下巷道有一个更直观的认识,向用户展示巷道的图片也是行之有效的方法。由于巷道各处的差异性较大,故需要对巷道进行分段,然后分段拍摄巷道的照片。该软件采用鼠标跟踪的方法,获取鼠标的坐标进行判断,当用户将鼠标移入特定区域时,软件自动弹出这段巷道的图片,具体效果如图10所示。

4 井下巷道系统辅助功能的设计与实现

好的辅助功能是软件的点睛之笔,它可以让人机界面更加和谐。该软件的辅助功能主要有声音效果和帮助页面。

为了更逼真地模拟矿井工人在巷道中的走动,通过使用Windows系统平台提供的API接口函数PlaySound()引入了声音效果,实现了巷道中的脚步声音模拟和到达设定区域后的声音提示,并允许用户选择是否启用音效。

由于操作简单,故无需提供复杂的交互帮助功能,只需将功能键和控制键的分布和地图的编辑方法提供给用户,帮助页面采用属性页实现,效果如图11所示。

5 工种安全培训系统的设计与实现

隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山。煤矿安全工作关系到职工的生命,企业的效益,社会的和谐,因此安全工作是煤矿一切工作的重中之重。煤矿安全不外乎人和物两个因素,我国煤炭工业现状决定了短期内在物的方面(装备)不可能有明显好转,那么通过培训和加强管理来逐步提高人的素质就显得尤为重要[10]。

传统的书本教学只限于理论及实物模型,手段比较单一,工人对知识的理解和认识比较肤浅,教学效果不太显著。为此,具有交互功能的计算机考试受到越来越多安全培训部门的青睐。与书本教学相比,计算机考试具有以下优点:实行实名制,进一步杜绝了考生替考的情况;实行实时制,进一步节省了改卷工作的时间;方便存档和查询。软件设计实现的瓦检工考核试题如图12所示[11]。

6 结语

本仿真系统的应用范围是广大的煤矿安全管理部门和煤矿生产企业。可以为安全管理部门的督导检查和事故指挥救援演练创造一个形象直观的虚拟环境;也可以为煤矿生产企业的规划设计、员工安全培训提供一个方便快捷的演示平台。这对于提高我国煤矿安全管理的效率和广大企业生产的水平具有重要意义。

摘要：在煤矿管理和生产中,要降低事故风险和减少事故死亡人数,就要求管理人员和井下工作人员能够熟练掌握安全生产和防灾避灾的知识和技能,要达到这样的要求,经济、高效的安全培训是必不可少的,而仿真训练是最好的方法。针对上述问题,在此讨论了现有安全培训系统存在的问题,并提出具体的解决方案,基于Visual C++开发工具,开发了煤矿矿井安全培训仿真系统,实现了井下巷道系统模块、灾害再现系统模块和工作安全培训模块等功能,很好地解决了上述问题。

关键词：煤矿安全,计算机仿真,VC++,安全培训系统

参考文献

[1]崔兆华.2001～2008年我国煤矿瓦斯事故统计及原因分析[J].科技情报开发与经济,2009,19(21):139-141.

[2]卫桂玲.中美矿难比较分析及警示[J].当代经济,2009(1): ?? 50-52.

[3]LI Ji-zu,AN Li-mei,WANG Jin-yun,et al.Research on simulation of safety behavior in coal mines based on the 3D and VIRTOOLS technologies[C]//2nd IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology. [S.l.]:IEEE,2009:477-480.

[4]张国亭.煤矿安全培训系统开发与应用[J].水力采煤与管道运输,2009,6(2):89-91.

[5]SHI Feng-hua,LI Xu-feng.Visualization modeling of mine roadway based on Visual C #[C].2008 International Symposium on Information Science and Engieering.[S.l.]: ISISE,2008,2:669-673.

[6]阳季春,宗欣欣.虚拟煤矿安全培训系统的总体设计[J].矿业安保与环保,2006,33(4):80-83.

[7]罗伟坚.Visual C~(++)经典游戏程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[8]张顺堂.虚拟矿山安全培训系统框架及关键技术研究[J].金属矿山,2008(2):102-106.

[9]安葳鹏,刘沛骞,邵艳梅.基于虚拟现实技术的矿井人员安全培训系统[J].煤炭科学与技术,2008,36(9):70-72.

[10]翁占臣.切莫轻视煤矿安全培训[J].内蒙古煤炭经济, 2001(4):5-6.

煤矿采区通风系统与矿井漏风预防 第7篇

1采区通风系统的基本要求

采区必须有足够的供风量, 并按需分配到各个采、掘工作面。为此, 采区通风系统应满足以下要求:

1.1每一个采区, 都必须布置回风巷, 实行分区通风

采区分区通风系统有以下优点:a.风路短, 阻力小, 漏风少, 经济合理;b.各用风地点能保持新鲜风流, 作业环境好;c.在一个采区、采煤工作面或硐室发生灾变时, 不至于影响或波及其他作业点, 较为安全可靠。

并且《煤矿安全规程》规定, 每一个生产水平和每一个采区, 都必须布置回风巷, 实行分区通风。采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。

1.2有煤与瓦斯 (二氧化碳) 突出的采煤工作面不得采用下行通风

对斜巷或采煤工作面而言, 乏风流向上流动的通风方式叫上行通风;反之, 乏风流向下流动的通风方式是下行通风。

上行通风的主要优点是:工作面涌出的瓦斯能被充分的稀释和排出。缺点是:机电设备散发的热量会被带入工作面, 以工作面空气温度升高;风流与运煤方向相反, 造成煤尘飞扬。

下行通风的优点是:机电设备散发的热量、运输过程中产生的煤尘和涌出的瓦斯不进入工作面;工作面瓦斯流动方向与风流方向相反, 可避免上隅角瓦斯积聚。缺点是:工作面瓦斯进入运输机巷, 易发生由于机械或电器火化引爆瓦斯的事故;我国大部分煤矿的采煤工作面采用上行通风。

1.2.1采煤工作面风速, 不得低于1m/s。

1.2.2在进、回风巷中, 都要设置消防供水管路。在有煤与瓦斯 (二氧化碳) 突出的采煤工作面不得采用下行通风。采煤、掘进工作面进风和回风, 不得经过采空区, 控制风流的通风设施一定要可靠, 确保风流稳定。

2主要通风设施

通风设施按服务时间长短可分为临时性通风设施和永久性的通风设施主要有风门、密闭、风桥、风窗、风障等。井下风门按用途又分为:遮断风门 (不允许风流通过) ;调节风门 (只允许通过一定风量) ;反风门 (用于井下发生灾害进行反风用或减小煤与瓦斯突出危害用) 。井下密闭按用途又分为:采区或旧巷密闭 (防止有害气体扩散) ;防火密闭 (防止向被封闭火区或旧巷内漏风而引起死灰复燃或煤炭自燃) ;抽放瓦斯密闭;防水密闭 (防止矿井水突然涌出造成灾害) 。

3矿井漏风及其预防措施和方法

3.1漏风的危害

矿井通风系统中, 进入井巷的风流未达到使用地点前沿途漏出或漏入的现象即矿井漏风。漏出和漏入的风量称为漏风量。采掘工作面及各硐室的实际供风量即有效风量。

矿井漏风的危害:漏风会使工作面有效风量减少, 矿尘浓度增加, 气温升高, 形成不良气候, 影响生产和人的身体健康。使通风系统复杂化, 通风系统的稳定性、可靠性受到影响, 大量漏风会造成电能的无益消耗并可能促使煤炭自然发火等事故。

3.2矿井有效风量率及漏风率

3.2.1矿井的有效风量 (Q有效) 。矿井的有效风量是指通过井下各用风地点 (包括独立通风的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其他用风地点) 实际需要风量的总和。

3.2.2矿井有效风量率 (P有效) 。矿井有效风量率指矿井有效风量与各台主要通风机工作风量总和的百分比, 矿井有效风量率不得低于85%。

式中Q通———第i台主要通风机的实测风量换成标准状态的风量, m3/s。

3.2.3矿井外部漏风量 (Q外漏) 。矿井外部漏风量是指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏风的风量总和。可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回 (或进) 风量。

式中∑Q井i———第i号回 (或进) 风井的实测风量换成标准状态下的风量, m3/s。

3.2.4矿井外部漏风率 (P外漏) 。矿井外部漏风率指外部漏风量与各台主要通风机工作风量总和的百分比。

3.3防止漏风的措施方法

应提高地面主要通风机系统的质量及附近风门的气密性, 以减少漏风。对于其他巷道、采空区及构筑物应采取以下措施方法防止漏风:

3.3.1科学合理选择通风系统。

3.3.2科学合理地选择矿井开拓系统和采煤方法。矿井开拓系统、开采顺序和采煤方法对捕风有很大影响。服务年限长的主要风巷应开掘在岩石内;要尽可能采用后退式及下行式开采顺序, 用冒落法管理顶板的采煤方法应适当增加煤柱尺寸或砌石垛以防范采空区漏风。

3.3.3为减少塌陷区和地表之间的漏风, 要及时充填地面塌陷坑洞及裂隙。地表附近的小煤窑和古窑必须查明, 标在巷道图上, 相关的通道要修建可靠的密闭, 或填砂、填土。

3.3.4为减少井口的漏风, 对斜井可多设几个风门并加强其工程质量, 对于立井要加强井盖的密封。也应防止反风装置和闸门等处的漏风。

3.3.5为减少箕斗井井底贮煤仓的漏风, 要使贮煤仓中的存煤保持一定的厚度。

3.3.6往采空区注浆、洒水, 提高压实程度, 以减少漏风。

3.3.7采空区和不用的通风联络巷要及时封闭。

参考文献

[1]黄荣光.浅谈评价小型矿井通风系统综合指标[J].安全与健康, 2010, 8.

[2]赵圣武.浅谈矿井漏风的危害与改进措施[J].蒲白科技, 2011, 3.

[3]张绪林.矿井通风系统阻力测定与安全性分析[J].煤矿现代化, 2009, 10.

[4]耿玉鹏.关于矿井通风与安全研究[J].中国科技博览, 2011, 7.

上良煤矿矿井通风系统改造方案浅析 第8篇

关键词：通风系统,改造

上良煤矿年核定生产能力60万t/a。目前，矿井布置有东翼22、西翼33两个采区，两个采区内分别布置有一采两掘工作面。

1 矿井通风系统概述

1.1 矿井通风为中央并列式，主斜井、副立井和回风斜井均布置于井田南翼工业广场内。

1.2矿井采用抽出式通风, 综采面采用U型上行通风, 综掘工作面采用局部压入式通风。每个综采面为一个独立采区, 实行分区通风;掘进面实行独立回风;主要机电峒室实行独立回风。

1.3主扇风机及附属装置:矿井使用两台FBCDZN019型对旋轴流风机, 一台使用, 一台备用。矿井主要通风参数见表1。

2 系统改造方案

为实现采区回风采用专用回风巷，新掘了回风立井，对通风系统进行改造，达到：通风系统简单实用;通风设施安全可靠;风流导向稳定;矿井通风阻力最小，且分布合理;具备抗灾能力强。

改造后的系统

2.1通风系统改造后, 井田北翼新增回风立井, 原井田南翼回风立井改为进风井, 即井田南翼工业广场内3个井筒进风, 井田北翼回风立井回风, 矿井通风方式为中央分列式。

2.2主要风机的工作方法为对旋轴流风机抽出式。

2.3通风机主要参数见表2。

2.4通风系统主要改造工程： (1) 新掘回风立井断面积23.74m2，井深465m; (2) 新安装扇风机两台; (3) 新安装无压隔绝风门4组; (4) 新掘主要回风巷道900m; (5) 扩大原进、回风巷道断面积300m。

2.5改造后的通风系统见下图。

3风量计算矿井的总需风量, 按

3.1风量计算矿井的总需风量, 按采、掘、硐及其它需风地点实际需要风量的总和计算, 即Q= (ΣQ+ΣQ+ΣQ+ΣQ) ×K

Q矿=ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它×K矿通式中:

式中

ΣQ采─采面和备面所需风量之和, m3/min;

ΣQ掘─掘面所需风量之和，m3/min;

ΣQ硐─硐室所需风量之和，m3/min;

ΣQ其它─其它用风地点所需风量之和，m3/min;

K矿通─矿井通风系数，取1.2(抽出式)。

为此，采面需风量取1200m3/min;掘进面需风量取1200m3/min;机电硐室需风量取375m3/min;其它需风量取672m3/min。

4风量分配

4.1采面风量分配:正常生产时，矿井东、西各配备一个生产面和备用面。则

4.2掘进工作面风量分配：正常掘进按照4个掘进面进行配风。其中，两个掘进工作面使用2×15kW局扇，两个掘进工作面使用2×30kW局扇，则

4.3硐室风量分配：ΣQ硐=375m3/min。

4.4其它地点风量分配：ΣQ其它=672m3/min。

4.5矿井总需风量为

5计算矿井通风总阻力

从改造后的矿井通风系统分析, 井田南翼有3条进风井巷, 即主斜井、副立井和进风斜井 (原回风斜井) , 33运输下山、23运输下山和22运输下山构成并联风路的33回风下山和22回风下山组成井田东翼和西翼的回风巷道。

计算矿井通风总阻力, 先分别计算东、西两翼的通风阻力, 后通过并联网路公式计算矿井通风总阻力。从东、西两翼系统中各选取一条通风路线最长的回路作为阻力累计计算基础, 真实反映出系统的阻力分布。

分别计算回路中每个节点之间的摩擦和局部阻力, 再进行叠加, 则为一翼的通风阻力。矿井通风阻力则等于分支阻力, 且取大值。考虑到局部通风阻力计算比较麻烦, 且其数值也只占总体通风阻力的5%左右, 95%左右为摩擦 (沿程) 阻力。因此, 对局部通风阻力不做详细计算, 只在计算矿井总阻力时, 考虑加上总阻力的5%。

摩擦阻力公式h摩=αLU Q2/S3=2208 Pa

在并联通风网络中, 矿井通风总阻力等于并联风路任一分支阻力, 取大值 (东翼分支) , 矿井通风摩擦阻力为2208 Pa, 加上5%的局部通风阻力, 则

矿井通风总阻力为2208+2208×5%=2318 Pa。

矿井通风总风阻

R矿=0.189kg/m7, 取0.19

6矿井等积孔计算

A矿=1.19/R矿1/2=1.19/0.191/2=2.73m2

7矿井有效风量率概算

矿井总风量中:东翼为46m3/s;西翼58m3/s, 计104m3/s。

矿井有效风量:采煤为40m3/s;掘进33.4m3/s;硐室6.25 m3/s;其它:9m3/s, 计88.65m3/s。则有效风量率为:88.65/104×100%=85.24%。

8通风系统生产能力核定

A=330×Q进/0.0926×104q相×Σk (万t/a)

式中:Q进─矿井总进风量8456 m3/min;

0.0926─总回风巷按瓦斯浓度不超0.75%时的常数;

q相─矿井瓦斯相对涌出量, 取19.26m3/t;

Σk─综合系数, Σk=k产×k瓦×k备×k漏, 其中

k产─矿井产量不均衡系数, 取1.2;

浅谈煤矿矿井通风系统的合理构建 第9篇

1 矿井通风系统的组成

矿井通风系统是由扇风机和通风网路两部分组成。风流由入风井口进入矿井后, 经过井下各用风场所, 然后进入回风井, 由回风井排出矿井, 风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。矿井通风方法以风流获得的动力来源不同, 可分为自然通风和机械通风两种。

1.1 自然通风:利用自然因素产生的通风

动力, 致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。自然风压一般都比较小, 且不稳定, 所以《煤矿安全规程》规定:每一矿井都必须采用机械通风。

1.2 机械通风:利用扇风机运转产生的通

风动力, 致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井, 自然风压也是始终存在的, 并在各个时期内影响着矿井的通风工作, 在通风管理工作中应给予充分重视, 特别是高沼气矿井尤应注意。

2 合理的矿井通风系统应具备的特点

合理的矿井通风系统是利用通风动力, 以最经济的方式, 向井下各用风地点提供足量的新鲜空气, 提供适宜的温度、湿度, 保持良好的气候条件, 以保证井下作业人员的生命安全和改善劳动环境的需要, 采取符合实际的矿井通风方式、矿井通风方法和矿井通风网络。并且要求在发生灾害时, 能及时而有效地控制风向及风量, 并配合其它措施, 将事故控制在一定范围内, 防止灾害的进一步扩大。

只有能顺利完成以上任务的矿井通风系统才能算作是合理的, 而体现在宏观上, 合理的矿井通风系统必须具备以下几个特点:通风系统要简单实用;通风设施必须安全可靠;要保证稳定的风流导向;矿井通风阻力﹙包括摩擦阻力和局部阻力﹚最小, 且分布合理;通风系统必须具备强大的抗灾能力。

3 矿井通风系统的合理构建

3.1 矿井设计施工阶段

3.1.1 矿井通风方式的选择

一般来说, 有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井, 宜采用对角式或分区对角式通风;当井田面积较大时, 初期可采用中央式通风, 逐步过渡为对角式、分区对角式或混合式。

为了提高矿井的抗灾能力, 有时也可以考虑多井口进风, 多井口回风的混合式通风系统, 在功能划分上, 可以将一部分系统设为常规通风, 另一部分系统设为事故通风。混合式通风方式是根据井田实际情况布局的通风方式, 是最好的通风方式。

3.1.2 矿井通风方法的选择

对于瓦斯矿井我国一般选用抽出式通风方法, 抽出式通风方法具有瓦斯涌出量大, 通风费用高的再大缺点, 压入式通风方法则相反, 压入式通风方法抗灾能力比抽出式通风方法强, 应当采用压入式通风方法。而联合式 (混合式) 通风方法需要高度的管理、技术水平, 尽量不采用。

3.1.3 采区通风系统的布置

采区通风系统是矿井通风系统的最重要组成部分, 其结构决定着矿井通风系统中的最重要的参数和指标。搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。采区通风系统主要做到漏风小 (内部漏风) 、风流稳定性。

3.1.4 建立合理的通风网络结构

合理的通风网络结构应当简单, 网孔数目少, 风阻小, 避免在采区或两个工作面之间出现角联网络, 保证风流的稳定性, 达到安全通风的目的。

3.2 矿井生产阶段

矿井生产阶段作到以下要求:

3.2.1 对生产系统严格规范, 当出现通风

系统、生产工艺以及矿井改、扩建等影响到矿井通风能力的变化时, 都要进行矿井通风能力核定, 坚决避免出现超通风能力生产的现象。

3.2.2 加强对矿井通风设施的管理, 提高

密闭、风门、挡风墙等设施质量, 减少漏风, 保证矿井通风系统的稳定性, 同时, 通风构筑物和风量调节设施应该最少, 以便于管理。

3.2.3 加强局部通风管理, 局部通风机对

于保证采掘工作面的正常安全生产起着至关重要的作用, 应该采取各种措施, 尽量减少或避免局部通风机停电、停风现象的出现, 对于局部通风机必须实行"三专两闭锁"。

3.2.4 尽量避免巷道的突扩、突缩或急转

弯等非直巷道布置, 定期对回风巷进行清理维护, 防止冒落的顶板阻塞巷道, 保证其有合理的通风断面, 减小通风阻力, 从而保证风流顺畅。

3.2.5 定期对通风系统进行优化, 进行通

风阻力进行测定, 及时掌握矿井的通风阻力分布情况, 采取科学合理的风量调节措施, 保证用风地点的供风正常。

3.2.6 在各巷道以及工作面布置各种参数

(如瓦斯浓度、CO含量、风速等) 的检测系统, 以便实时对井下情况进行监测监控, 及时掌握相关的信息, 从而采取处理措施。

3.2.7 对矿井通风系统进行可靠性评价,

进而提高矿井通风系统的安全性、可靠性, 增强对事故的防范和抵御能力。

3.3 矿井事故应急阶段

一套矿井通风系统无论多么合理, 多么有效, 也不可能达到一劳永逸的效果, 矿井通风系统的适应能力和抗灾能力毕竟是有限的, 它随生产和时间的变化而不断地发生着改变, 因此, 我们在对通风系统的设计和日常管理中必须留有一定的"弹性空间"。在井下发生事故的情况下, 必须有一套完善的救灾系统, 这可能需要对矿井通风系统进行相应的改变, 以适应救灾的需要。

矿井的主要通风机必须具备反风的功能, 并且反风在10min内完成, 反风后的风量不得小于反风前的40%, 如果利用通风控制设施反风, 必须保证这些设施的可靠性。此外, 必须对通风人员安全技术培训提高技术素质。

最后, 还应注意到, 矿井本身的情况也在不停地发生着改变, 如地震、水侵、垮落、爆炸等会使通风系统的各项参数发生较大的改变, 此时需要针对所发生的具体情况, 采取措施、确定参数保证正常通风系统, 并随之调整为合理矿井通风系统。

结束语:矿井通风系统的好坏不仅关系到煤矿企业的经济效益, 合理的通风系统直接决定着矿井抗灾能力的大小。合理的通风系统应具有通风系统简单, 阻力分布合理等特点, 无论在矿井设计阶段还是在生产阶段, 必须尽量保证通风系统的合理性, 从而达到煤矿安全生产的目的。

参考文献

[1]程超.浅析建立矿井合理的通风系统[J].煤矿现代化, 2005, 3.

[2]刘建忠.建立矿井合理通风系统浅析[J].山西焦煤科技, 2005, 11.

[3]穆立华.合理调整矿井通风系统是提高经济效益的有效途径[J].煤炭科学技术, 2006, 6.

煤矿矿井提升系统论文 第10篇

矿井立井巷提升绞车是矿井生产中的主要设备，运行频率高，运行过程中加减速频繁，调速采用串电阻控制方式消耗大量电能，安全性能不可靠，生产效率低。通过引进变频调速电控系统，在加减速段采用调节输出电源频率控制速度，降低了电能损耗，提高了矿井生产效率。

煤矿生产中轨道运输利用绞车运输物料，以满足生产需求，绞车加减速频繁、运行时间长等特点，是生产环节的主要耗能设备，实现节能降耗已成为煤矿节能减排的一项重要内容。米村煤矿在轨道运输中推广利用变频调速电控装置使绞车加减速更加平稳，实现了电能节约10%-15%，安全经济效益显著。

孟津煤矿为立井巷来完成提人、提料、排矸的运输任务。该绞车原电控系统采用串8段电阻调速系统，启动电流大，加速和减速阶段运行曲线不平滑，电流波动大，对电网形成较大冲击，影响其它机电设备的安全运行，同时为调速把电能都消耗在电阻上；另外绞车在启动时，速度波动大，对机械传动部件和钢丝绳冲击较大，影响了设备运行的安全性，并且该电控系统为TKD电控系统，属于煤矿行业第二批淘汰设备，因此采用先进的变频调速电控系统势在必行。

改造原理及主要设备优点

1改造原理

利用变频调速装置将50Hz工频变成0.5～50Hz连续可调的变频电源，电动状态时从电网吸取能量，使电动机产生电动力；制动状态时工作于逆变状态，将能量返回电网，使电动机产生制动力，完成提升绞车一个提升循环的速度控制。

2 主要设备技术特征及优点

变频调速装置的优点：

（1）变频器结构简单，整机效率高。

（2）输入输出功率因数高，电流谐波小，无需功率因数补偿和谐波抑制装置。

（3）输出阶梯正弦PWM波形，谐波含量少，不需输出滤波装置，对电缆、电机绝缘无损害。

（4）采用电流矢量控制方式，具有响应速度快、精度高、稳定性好，能够轻松实现重载平稳起动。

（5）主电路与低压控制电路之间的通讯采用光缆传输，电隔离性能好安全可靠，系统抗干扰能力非常强。

（6）AVR电压自动调整功能，可以自动调节输出电压，不受电网电压和负载变化的影响，保护电机免受因长期电压过高而导致的绝缘损伤或磁密过高而引起的铁心发热。

（7）具有完善的自我诊断能力，在线监控系统状态。故障发生时，变频器自动采取相应的保护措施，并保存故障发生的时间、原因、故障点及故障时的运行参数，帮助维护人员迅速找到故障原因，排除故障。

3 主控台的作用

变频电控系统配备THZ-1/6型主控台，该设备是提升绞车电控系统的核心控制设备，其中主控台电源主要为外围供油泵、回油泵和内部PLC及辅助模块提供电源，主控器件采用日本三菱公司进口的可编程控制器FX2N-64MR作为系统的主控器件，根据现场实际情况，用编程的方法解决系统的各项控制和保护功能之间的逻辑关系，主控器件采用RS485通讯方式，通过通讯模块间工作指令的传送，将各种外设控制开关、传感器传来的信号，经PLC机逻辑运算，控制调速回路、可调闸回路等被控对象；而其中一部分控制开关、传感器来的信号，经主控台PLC逻辑处理后，去驱动相应的输出继电器动作，再控制安全继电器、工作继电器用各单点控制；完成斜巷绞车的加速、等速、減速、停车、保护、报警等过程控制；由于主控台内部使用了PLC，因此整个系统的逻辑控制和数值计算都是通过程序来实现的，且PLC机内部软元件和编程指令众多，编程方便灵活，更改容易，加之PLC机输入、输出端子工作与否均有相应的发光管指示，还可以通过编程器直接观察各控制回路中每个器件的工作情况，根据不同型号提升绞车的不同要求，改变参数设定可实现各种控制要求，同时为了保证主控台可靠地工作，使提升绞车时刻处于设定的安全运行状态，除上述控制保护模块外，在主控电路设计中还加设了短路保护、电源净化、电源限流等环节；在PLC机的输入、输出回路中还预留了一些备用端点，可以方便的实现在现场随时增加某些保护、控制功能。

4 立井巷绞车综合后备保护装置

保护装置采用可编程控制器作为系统的核心，通过外部各种传感器发送不同信号由光电耦合接入到可编程控制器，经可编程控制器逻辑运算处理后驱动相应的显示电路、声音报警电路和输出控制电路。

设备改造后效果

1 设备安全效益

（1）解决绞车启动不平稳的问题：由于绞车电动机采用串电阻启动，绞车加减速度利用主令手柄控制电阻的串入和切除，运行速度由人工操作控制，启动速度有较大的波动，减速段参与减速，造成制动闸闸瓦磨损，对机电设备的安全运行极为不利。

改造后实现了平稳启动和停车，减少了对绞车和钢丝绳的冲击。自该项目工程完成后，设备启动运行平稳，正常制动和停机过程平缓稳定，从而充分地保证了设备的安全运行性能。该系统投入运行以来，未出现任何因冲击问题而发生的提升绞车机械故障。

（2）将启动和停车时对钢丝绳的冲击减到最低程度：绞车启动和停车时由于速度是人工手动操作控制，在操作过程中缩短了提升钢丝绳的正常工作寿命。

（3）采用变频调速主控机和监控机对监视实际运行速度并及时调控，减小对电网的冲击。采用变频调速对供电电网质量具有更大的保障，在启动和制动时均能体现稳定特性。

（4）保护功能进一步完善，并实现了保护监控自动化。

控制系统改造后，保护装置功能进一步完善，其可靠程度进一步提高，斜巷绞车各类保护均由PLC控制，当任一保护因故动作而停机时，PLC均发出屏幕显示或语言报警信号，故障未排除，斜巷绞车不能再次启动，实现了保护监控自动化，为斜巷绞车安全运行提供了可靠的保障。

2 经济效益

（1）降低提升电耗

自改造后使用PLC程序控制器以电动机空载电流为基准编制控制程序变频调速，当电动机启动、加速、匀速、减速和停车阶段，以速度、力矩为基准参数进行匹配输入电动机频率，降低无谓能耗。

采用变频电控设备后，降低了运行过程中电能消耗，原电控设备平均月耗电33000 kwh，改用变频设备后电耗为26500 kwh/月，与TKD串电阻电控设备相比，年可节约电费为：

（33000-26500）kwh×0.678元/kwh×12/10000 =6.0840（万元）

（2）降低电器设备维护耗材费用

电控系统改造前因电器设备元件老化严重，故障率高，更换比较频繁，因此每年维护材料费用较高，设备改造后在保证设备安全可靠运行的基础上大大降低维护材料费用。

3 安全效益

采用变频调速装置，配备高度自动化的PLC控制系统对斜巷绞车电控系统进行技术优化改造，大大提高了过卷、过速、过负荷和欠压、深度指示器失效、闸间隙、松绳、减速功能等各种保护性能的可靠性。实现了斜巷绞车稳定启动和制动的目标；解决了斜巷绞车钢丝绳易受冲击、启动电流过大及对电网的冲击等问题。

4 社会效益

煤矿矿井提升系统论文 第11篇

矿井通风的目的是为井下各个工作地点提供足够的新鲜空气, 矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一[1,2]。针对霍州煤电集团三交河煤矿, 进行通风系统普查和阻力测试, 对测试数据进行分析整理和进行相关计算, 在数据处理基础上, 利用现有通风管理信息系统 (MVIS) , 开发实际矿井通风管理信息系统。利用该软件系统对现有三交河煤矿通风系统进行分析, 以提高系统的可靠性;对有效风量、通风构筑物漏风等分析以提高有效风量率;对通风阻力分布进行分析以对通风阻力合理分布并降低通风阻力提供依据, 实现通风系统优化的目的。通过矿井内部局域网、矿井监测监控系统进行连接, 实现仿真系统联网在线实时仿真。集团公司与矿之间利用集团公司内部网进行“由下向上的联络”和“由上向下的管理”。

2矿井通风管理信息系统

矿井通风管理信息系统是利用矿井通风仿真技术和计算机网络技术开发出的矿井通风专业化软件。通过矿井巷道对象与节点、构筑物、通风动力装置、风流方向对象间相互关系建立数学模型, 在通路法调节的基础上提出了基于通路法的节点压能驱动调节法, 使得复杂通风网络调节成为可能, 使通风计算机网络智能管理系统调试, 反演井巷风阻系数成为可能[3], 具有计算机联网在线实时通风仿真功能;软件系统实现了风路数无限制的网络结算与调节功能;二维与三维可视化自动转化技术, 具有:二维可视化、三维可视化、立体示意图、通风网络图同步显示的功能。软件系统具有通风日常管理、以及控风决策等功能。在无初值迭代算法的基础上又解决了无向图网络结算算法, 彻底实现了通风网络解算工程化的应用[4,5]。

3新增巷道风阻值确定

根据开发的三交河煤矿通风管理信息系统, 在此基础上, 结合目前三交河煤矿通风系统及巷道的变化情况, 利用三交河煤矿通风阻力测定的典型巷道风阻值对新增巷道参数进行确定。

在三交河煤矿通风阻力测定的典型巷道风阻值基础上, 为进一步提高基础参数的准确率, 有必要准确找出摩擦阻力系数在巷道断面间变化的关系, 从而对基础参数进行修正以提高其准确率[6]。这种方法的基本思想是用邻域的平均值来代替中心点数值, 下面分析它的滤波特性, 假设噪声模型为:

经邻域平滑得到的数值为:

其中, S为点 (i) 的邻域, M为邻域中的总点数。

根据统计分析, 第2项噪声的方差为:

式中, D表示求噪声方差运算, 为未经邻域平滑前原噪声的方差, 由于数据经邻域平滑处理后, 噪声的方差减少了M倍, 起到了降低噪声平滑数据的作用。

由上面的拟合推导关系, 矿井的百米摩擦风阻与面积具有指数函数的关系。通过大量通风阻力的实测数据, 获得面积与百米摩擦风阻所需数据。根据三交河煤矿已测得的巷道的风阻值, 对新增巷道的风阻值进行确定。

4三交河煤矿N2412工作面贯通模拟

利用矿井通风监测仿真系统, 可以对三交河煤矿矿井的通风系统改造方案进行一系列模拟。以N2412工作面贯通为例进行说明。

边界风井通风较为困难, 通风路线较长, 通风阻力较大;中央风井通风容易, 进风井维护较好, 进风量大, 但相对阻力较小。利用对通风系统进行优化改造, 减小了S3采区风量, 加大了N2采区用风量, 通过只对北二上盘七层回风中巷的扩巷处理, 使N2412工作面的风量由434.79m3/min提高到731.56 m3/min, 顺利实现N2412工作面的正常通风, 减少扩巷1200米, 预计节约费用600万元, 同时对边界风机进行了调角, 减小了边界风井的通风量和阻力, 在调角前风量51m3/s, 负压为2613Pa, 调角后通风机工况风量为40.5m3/s, 工况负压为1994Pa。

4.1仿真结果。如果在不改变其周围巷道的前提下模拟贯通N2412工作面, 得到N2412工作面的风量为434.79 m3/min, 显然无法满足工作面用风的需求, 所以必须采取相应措施在不影响系统其他部分正常通风的前提下, 保证N2412工作面的用风量。模拟采取的措施如下:

南二皮带中巷风量减小到11.85;

北二回风风量减小到7.86;

北二403风量减少到20.00;

加强与N2412工作面相关的风门的管理, 减少漏风。

4.2模拟结果分析。根据模拟结果, 采取了相应措施的情况下, N2412工作面与整个矿井贯通, N2412工作面的风量达到731.56m3/min, 风量在备采期间可以满足要求, 在实际生产中建议采取如下措施, 能够满足生产要求:

N2412工作面以皮带巷作为其进风巷, 因此局部阻力较大, 要减小局部阻力;

N2412工作面主要从边界风井回风, 进回风路线较长, 不仅摩擦阻力较大且沿程风量损失大。建议进一步减小S3采区的风量。

5结论

5.1通过利用三交河煤矿矿井通风管理信息系统对三交河煤矿矿井通风系统进行方案模拟, 通过模拟解决三交河矿现存的主要问题, 为三交河矿的高效高产提供技术保障。

5.2成功的建立了三交河煤矿矿井通风管理信息系统, 使三交河煤矿矿井通风管理更具有科学性、可靠性。

5.3通过利用通风管理信息系统软件模拟N2412工作面与整个矿井贯通, 提出了贯通方案。该方案不仅能够满足生产需要, 而且该通风系统有富余的风量保证了采区的安全性和稳定性。该方案无论从技术经济层面, 还是实效应用层面, 都符合长远的发展要求。

摘要：通风系统的优化设计对于矿井安全生产至关重要, 通过利用三交河煤矿矿井通风管理信息系统对三交河煤矿矿井通风系统进行方案模拟, 通过模拟解决三交河矿现存的主要问题, 成功的建立了三交河煤矿矿井通风管理信息系统, 使三交河煤矿矿井通风管理更具有科学性、可靠性。对N2412工作面与整个矿井贯通进行了方案模拟, 提出了贯通方案。该方案不仅能够满足生产需要, 而且该通风系统有富余的风量保证了采区的安全性和稳定性。

关键词：三交河煤矿,通风系统设计,通风仿真,方案模拟

参考文献

[1]王德明.矿井通风安全理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.

[2]黄元平.矿井通风[M].北京:中国矿业大学出版社, 1990.

[3]马恒, 倪景峰, 刘剑.矿井通风管理信息系统开发及其应用[J].华北科技学院学报, 2014, 12 (8) :33-37.

[4]芦志刚.三交河煤矿通风系统评价及应用[J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版) , 2014 (09) :1193-1199.

[5]刘剑, 贾进章, 郑丹.流体网络理论[M].北京:煤炭工业出版社, 2002.