一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术系统

摘要

本发明公开了一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术系统，在矿井进风段设置进风机站（1），在回风段设置回风机站（2），在用风段设置用风机站（3），在矿井地表设置了矿井地面总监控室（4），开发多级机站通风网络解算程序，进行通风系统通风阻力、机站风机风量、风压、效率、总功率等通风参数的数值计算；确定机站级数和位置；风机选型与风量调节；建立多级机站远程集中监控系统和井下大气环境在线监测系统。可实现矿井各通风网络段的均压通风，减少漏风，对井下进风机站、回风机站、用风机站风机启停进行远程控制、风机变频调速以及系统反风，对风机运行状态、风机风量风压、电机轴承温度、功率因素等参数实时监测，对井下通风环境实时在线监测。

主权项

一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术系统，在矿井进风段设置进风机站（1），在回风段设置回风机站（2），在用风段设置用风机站（3），在矿井地表设置了矿井地面总监控室（4），其特征在于采用以下技术方案：1）开发多级机站通风网络解算程序，进行通风系统通风阻力、机站风机风量、风压、效率、总功率等通风参数的数值计算；所述的多级机站通风网络解算程序由5个数据文件，1个主程序，7个分程序，3个次分程序组成：5个数据文件：文件1‑风机参数数据文件，文件2‑机站参数数据文件，文件3‑网路参数数据文件，文件4‑巷道风阻数据文件，文件5‑自然风压数据文件；1个主程序；7个分程序：机站特性分程序，自圈网孔分程序，初始风量分程序，风量迭代计算分程序，调节计算分程序，计算巷道、风机、机站参数分程序，计算节点压力分程序；3个次分程序：机站局阻计算次分程序，排列风阻大小次分程序，风机风压及风机特性曲线斜率计算次分程序；程序总体运行时按照设计要求，选择性打开5个数据文件，选择性调用7个分程序、3个次分程序，可得到通风网络下通风阻力、巷道风量大小、巷道风阻、节点绝对压力、机站及机站风机效率、风量、风压、功率参数分布；程序具体运行如下：（1）首先启动主程序，开始程序运行，分别打开文件1‑风机参数数据文件、文件2‑机站参数数据文件、文件3‑网路参数数据文件，然后判断是否输入巷道风阻，若需要输入则打开文件4‑巷道风阻数据文件，否则直接判断是否考虑自然风压；若需要考虑自然风压，则打开文件5‑自然风压数据文件；（2）继续在主程序中输入机站风机类型、并联风机数及闸门开闭情况，主程序自动输出风机各参数；（3）继续调入机站特性分程序，判断是否直接输入机站局阻，若需要程序计算机站局阻，在机站特性分程序中调用机站局阻计算次分程序，计算机站局阻并输出，然后输出机站特性；（4）主程序继续调用自圈网孔分程序，网孔分程序中再调用排列风阻大小次分程序，输出巷道风阻；（5）调入自圈网孔分程序后，判断是否计算初始风量；若直接输入初始风量，主程序直接继续调入风量迭代计算分程序；若需要自动计算初始风量，则需要调入初始风量分程序，直到风量迭代收敛，并输出迭代次数；（6）主程序调用初始风量迭代分程序后，继续判断是否固定风量巷道数；若不固定风量巷道数，则调入调节计算分程序计算固定风量巷的调节风压及风阻并输出风阻；若固定风量巷道数，则直接调入计算巷道、风机、机站参数分程序；（7）主程序调用调入计算巷道、风机、机站参数分程序，计算巷道阻力、机站风机风量、风压、效率、总功率参数，在计算巷道、风机、机站参数分程序中调入风机风压及风机特性曲线斜率计算次分程序，进行风机风压、风机特性曲线斜率的计算；（8）主程序继续调用节点压力分程序，计算网路各节点相对压力，压力结果以绝对气压形式输出；（9）主程序结束运行；2）机站级数和位置确定对全矿通风系统，根据风流线路可分为进风段、用风段、回风段三段；在进风段、用风段和回风段内分别设置一级通风机站，每级机站可有一个或若干个并联机站组成，每个机站可并联安装1～3台风机，各级机站之间串联；对于通风系统内部漏风点，必须在与漏风点相通的通风线路上前、中、后各设置一级通风机站；对外部漏风点，在进风段、回风段设置通风机站，使得外部漏风点为零压；3)风机选型与风量调节多级机站安装的扇风机选用中低压轴流扇风机；用风区域选用没有明显驼峰区的扇风机；对于风量固定的机站使用单台风机，需风量变化较大的机站采用2～3台风机并联；多风机台并联采用同型号、同尺寸、同转数的扇风机联合运转；根据风机频率与风机转速、风机风量、风机功率关系，通过调节风机频率以改变风机转速，达到改变风机排风量及风机能耗；采用变频调速器电机转速可从0－N r/min任意调控，其中N为风机额定最高转速；4）建立多级机站远程集中监控系统和井下大气环境在线监测系统在矿井地表设置的矿井地面总监控室4中建有多级机站远程集中监控系统和井下大气环境在线监测系统，并与井下机站、风机及通风环境相联系。