煤矿主要通风机

煤矿主要通风机（精选9篇）

煤矿主要通风机 篇1

郑煤集团张沟煤矿设计生产能力30万t/a, 开采初期主要通风机房安装有2台BDKⅢ-№16型轴流式通风机, 进入开采后期, 需选用FBCDZ-№25型轴流式对旋风机, 为减小更换风机对矿井生产的影响, 另做风硐, 不停产更换风机, 更换后风机出风口距厂区边界3.5 m。经技术性能测试:风机运行时声级在80~95 d B (A) , 超过了《声环境质量标准》 (GB3096—2008) 的规定值;厂区临界点噪声值白天≥60 d B (A) 、夜间≥50 d B (A) , 超过了 (GBl2348—2008) 《工业企业厂界噪声标准》的规定, 对周围环境造成了严重的噪声污染, 影响了工农关系。因此, 必须对通风机产生的噪声污染进行治理。

1 噪声产生机理及特性分析

通风机运转时产生的噪声主要包括电机噪声、空气动力性噪声、风机机壳噪声和机械性噪声。其中, 空气动力性噪声强度最大, 是通风机噪声主要成分。

1.1 空气动力性噪声

通风机空气动力性噪声是气体在流动过程中产生的, 是气体之间或气体与固体介质之间相互作用的结果, 主要由旋转噪声和涡流噪声组成。

(1) 旋转噪声。风机旋转噪声产生的主要根源是旋转叶片引起周围气流脉动产生的。旋转噪声的强度与叶片的圆周速度的大小有关, 大致与圆周速度的10次方成正比。其频率与风机转速的高低和叶轮直径的大小成正比, 转速越大或直径增大, 相应的其噪声强度越大。另外, 噪声强度还与叶片安装角、叶栅间气流速度、叶片间的气动负荷有关, 特别是当叶片安装角增大至一定值时, 噪声将急剧增加。

(2) 涡流噪声。又称紊流噪声, 主要是由于叶片旋转时, 周围气体在叶片附面层产生旋涡脱离, 围绕叶栅的环量发生变化, 形成稀疏与压缩过程, 从而使叶片表面的升力改变形成涡流[1]。当角速度一定时, 气流绕过叶片时各点相对速度从圆心到最大半径处速度呈连续变化, 故涡流噪声具有明显的连续谱, 其强度与气流速度的6次方成正比。

1.2 机械性噪声

机械性噪声主要是由于风机叶轮转动不平衡导致机体部件产生振动, 轴承磨损和风机进出口的气流脉动引起风机的机壳或管路振动都会形成机械性噪声。风机进出口部位是产生机械性噪声的最主要部位, 其产生的空气动力性噪声最强。因此, 要从其传播途径上采取措施对这部分噪声进行控制[2,3]。

1.3 干涉性噪声

轴流式对旋通风机由于没有导叶, 两级叶轮直接以相反方向旋转, 两级不同转向动叶间的干涉噪声也是主要的噪声源之一。两级叶轮轴向间距很小, 以较高速度反向旋转时, 相对线速度很大, 产生的干涉性噪声也较大。

2 噪声控制途径

2.1 控制噪声源

从通风机噪声产生的机理及其特性可以看出, 最优化的气动性能设计是获得最低空气动力性噪声的根本方法。其通流部位的合理设计与匹配不但可以获得较高的效率, 而且其噪声也可得到控制。这主要是在通风机的设计阶段由生产厂家加以考虑, 作为使用者, 主要从传播途径上采取措施对机械性噪声进行控制和治理。

2.2 控制传播途径

由于噪声是通过空气、设备、建筑物等传播的, 因此可从传播途径采取声学处理的方法进行噪声控制, 如吸声、隔声、隔振和阻尼等来降低噪声。

(1) 加装消声器。消声器是一种既能允许气流通过, 又能有效降低空气动力性噪声的主要技术措施。根据消声原理一般有阻性消声器和抗性消声器两种。阻性消声器主要用来控制中、高频噪声;抗性消声器主要用来控制低、中频噪声。在实际工程中, 为扩大控制噪声频率范围, 一般将二者组合应用, 即为复合式消声器。各种类型的消声器在消声降噪上的特性和对通风机的气动特性的影响程度是不同的, 在通风机的噪声中, 其进出口部位的噪声强度最大。抑制这部分噪声最有效的措施是在通风机的进出气口安装消声器, 对旋式轴流通风机应用较多的是微穿孔板消声器[4]。

(2) 加装隔声罩或风机房。隔声就是把产生噪声的机器设备封闭在一个狭小空间内, 使它与周围环境隔开, 以减少噪声对环境的影响。隔声机房和隔声罩是2种主要设计。对于大功率的对旋式轴流通风机, 在通风机进、出风口加装隔声罩, 降低通风机的空气动力性噪声是最好的方法。隔声罩是将通风机及其附属装置用隔声材料密闭包围起来, 罩内可加泡沫塑料、毛毡、玻璃棉和吸声砖等吸声材料, 以及微穿孔板等吸声结构, 噪声在罩内多次反射, 声能大部分被吸收, 可使噪声降低10~15 d B (A) 。

3 张沟矿噪声治理实践

3.1 方案设计依据及原则

根据张沟煤矿提供的通风机相关资料和有关技术要求, 参照《声环境质量标准》 (GB3096—2008) 和《工业企业厂界噪声标准》 (GB12348—2008) , 风机噪声治理应符合以下原则: (1) 达到《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准的有关要求; (2) 矿井风量不受影响, 风道附加阻力不大于100 Pa; (3) 不得再征用土地、改变机电设备布置; (4) 保证矿井风机的正常运行和维修方便。

3.2 治理方案

轴流风机是矿井重要的安全设备, 治理标准应在保证风机安全运转情况下, 通风量不能有大的变化, 否则可能瓦斯积聚, 造成安全事故。为达到《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准要求, 从安全性、科学性、可行性分析各类治理系统, 对消声器进行了反复筛选, 最终确定采用隔声间加微穿孔板消声器的方法。

(1) 隔声间。设置24.2 m×11.8 m×8.5 m (长×宽×高) 隔声间, 金属框架加彩钢瓦结构, 在顶部安装吸声顶, 墙体采用内外钢板护面, 墙壁采用微穿孔板结构, 内部填充蜂窝式低阻力吸音材料。

(2) 消声器。选择规格为3.0 m×3.0 m×2.8m (长×宽×高) 的出风消声器, 消声器采用片式结构, 材料为蜂窝式低阻力吸音材料, 有阻燃、防腐特性, 外壳为轻质防腐结构。设计流速为7.6~10.0m/s, 设计流量为4 100~5 200 m3/min。

(3) 引风管。安装引风管1个, 将风机出风引向消声器, 以尽量降低系统阻力, 引风管长度0.5m, 连接消声器端固定, 连接风机扩散端自然放置, 和风机扩散器采用软连接, 风机检修时不需拆卸引风管, 只要打开两级间的连接法兰, 拉动二级扩散器, 便可实现两级分离。

3.3 降噪效果检验

3.3.1 降噪措施引起的通风阻力计算

张沟煤矿通风系统原设计风量和阻力参数:系统需风量为62.12 m3/s (3 727 m3/min) , 矿井通风容易期通风总阻力为1 155.22 Pa, 困难期通风总阻力为1 402.852 Pa。

通风摩擦阻力计算公式为:h=a LPQ2/S3。其中, h为通风摩擦阻力;A为井巷摩擦阻力系数;L为井巷长度;P为井巷净断面周长;Q为通风井巷的风量;S为井巷净断面面积。将张沟煤矿通风系统的通风量提高到4 100~5 200 m3/min, 即68.33~86.67 m3/s, 则系统增加的阻力根据公式ΔL2/ΔL1= (a LPQ22/S23) / (a LPQ12/S13) 计算。其中, ΔL2为增加风量后的阻力;Q2为增加后的风量;ΔL1为必需风量下的阻力。代入数据计算得, 风量增加后系统阻力为1 697.45~2 735.56 Pa。

治理措施实施后, 系统增加阻力100 Pa, 当风量在4 100~5 200 m3/min时系统总阻力在1797.45~2 835.56 Pa。查型号为FBCDZ-№25的轴流风机特性曲线知, 流量在4 100~5 200 m3/min时的全压为2 250~3 600 Pa, 风机的全压高于系统总阻力500Pa左右。由此可知, 选用FBCDZ-№25风机有能力提供4 100~5 200 m3/min的风量, 满足该矿井通风系统的技术要求。

3.3.2 治理措施对通风量的影响

采用隔声间加消声器的方法治理煤矿风机噪声时, 消声器有效截面的大小对治理效果十分关键。在其他条件不变的情况下, 系统的阻力与有效通风面积成反比, 随着有效通风面积的增大, 系统阻力呈反比立方的下降。本方案中消声器有效通风截面比风机出口截面大1/3, 其系统阻力对矿井的通风量不会造成大的影响。

根据新郑市环境监测站分析报告, 在风井厂界的2个测点测得的噪声值分别为: (1) 昼间55.3 d B (A) , 夜间45.8 d B (A) ; (2) 昼间54.6 d B (A) , 夜间44.5 d B (A) 。达到了 (GBl2348—2008) 《工业企业厂界噪声标准》的规定。

4 结语

近年来, 轴流式对旋通风机因为风量大、风压高, 在煤矿企业得到广泛应用, 但其较大的噪声也已成为煤矿企业环境的主要污染之一。对通风机噪声控制最根本的方法是从声源上控制, 故设计制造高性能、低噪声的通风机是根本的途径。对已投入使用的通风机, 安装消声器, 加隔音间或装隔声罩, 是降低风机噪声有效措施。

参考文献

[1]王振平.矿井通风、排水及压风设备[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2008.

[2]曹雷, 李意民, 雷蕾.矿用轴流风机噪声分析[J].风机技术, 2011 (4) :13-16.

[3]庞磊, 宋瑞祥.对旋轴流通风机噪声源的识别与分析[J].风机技术, 2009 (2) :6-8.

[4]王晓林, 张美琴.对旋式通风机噪声控制措施的探析[J].矿业安全与环保, 2004 (6) :28-30.

煤矿主要通风机 篇2

板石煤矿现通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，矿井由风立井排风；矿井主要通风机由于停电或发生故障时就会停止运转，主要通风机停止运转，井下全矿风流停滞或风量大大地下降处于微风状态，此时风流中的瓦斯浓度会迅速增高甚至超限，会有瓦斯爆炸和窒息事故隐患出现，为确保主要通风机停止运转或通风系统遭到破坏后，恢复通风、排放瓦斯和送电时的安全，特制定如下技术措施：

一、主要通风机停止运转或通风系统遭到破坏后：

1、主要通风机停止运转或通风系统遭到破坏, 受停风影响区域内的所有人员必须立即停止工作, 切断电源，当班瓦检员及班组长负责立即撤出受影响区域内的所有工作人员至安全地点（新鲜风流处），受影响区域内人员撤至安全地点后，由矿值班人员负责组织人员升至井上。

2、瓦检员负责在最近的电话处，第一时间向矿调或通风度汇报受影响区域情况和人员情况。

3、矿调度立即安排人员查明原因，并向相关主管矿领导汇报，并启动相应应急预案。

4、矿调度接到汇报后，经确认，主要通风机停止运行，立即通知机电部门，将风立井的防爆门打开，井下利用自然风压进行供风；机电矿长立即组织机电部门,采取果断措施,查明主扇停止运转的原因,尽快按照主扇操作规程恢复主扇运转,恢复井下供风。若因通风系统遭到破坏，通风矿长立即组织通风部门，查找原因，进行处理，恢复通风系统。

二、送电：

1、恢复正常通风后,瓦斯检查员必须认真检查局扇及开关附近的10米范围内瓦斯浓度，只有瓦斯浓度符合规程规定时,方可开启，如有瓦斯浓度超限的地点和巷道,必须按照瓦斯排放安全措施进行。

2、所有受到停风影响的区域内必须经瓦检员现场检查,证实无危险后,方可恢复工作。

三、排放瓦斯：

1、矿井恢复供电主要通风机稳定30分钟后，瓦斯排放人员方可进入各地点排放瓦斯。

2、排放瓦斯人员入井前，必须认真检查好携带的瓦斯检定器，一氧化碳检测报警仪，确保仪器使用准确、可靠。

3、排放瓦斯人员每组不少于3人。

4、瓦斯排放前确认排放瓦斯风流经过路线区域内无人后，指定专人警戒，防止人员进入瓦斯排放区域。

5、排放瓦斯工作必须有电气参加，电气负责各采区的送电工作。

6、采煤工作面排放瓦斯时，在回风检测瓦斯和二氧化碳浓度，当瓦斯和二氧化碳浓度低于规定时，再由瓦检员与一人进入工作面检查是局部地点是否存在积聚现象、检查电器设备附近瓦斯情况、采面上隅角和尾巷瓦斯情况，当各项浓度均符合规程规定时采面瓦斯排放工作结束。

7、局部通风机送风前，瓦斯检查员检查局部通风机及开关附近10米以内风流中瓦斯浓度都不超过0.5%时，由电气人工开启局部通风机，恢复正常通风，并保证局部通风机连续运转。排放瓦斯时，瓦斯检查员必须认真检查瓦斯浓度、限量排放，逐步排放积聚的瓦斯，严禁“一风吹”，同时还必须保证巷道排出风流与全风压风流混合处的瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过1.5%.8、对于巷道冒高处积存的瓦斯，可用风幛导风法或是接压风管的方法进行瓦斯排放。

9、排放瓦斯时，严禁局部通风机发生循环风，发生循环风时，必须停止局部通风机运转，进行处理。

10、排放瓦斯结束后保证供风地点正常通风。

11、掘进工作面瓦斯排放结束后，必须由电工对巷道内的电器设备进行检查，确认完好后，方可人工恢复局部通风机供风的巷道中的一切电气设备的电源。

12、排放瓦斯工作全部结束后，待各用风地点风流稳定，井下各监测地点传感器恢复正常后，瓦检员在工作面瓦斯检查牌板上签字，并向矿调度汇报，调度方可通知人员入井。

四、恢复通风：

1、首先检查主要通风机各个技术性能，确认无误后方可启动主要通风机。

2、主要通风机启动后，由瓦检员及通风区人员负责观测风流的方向和大小，待风流稳定后，通知矿调度。

3、主要通风机及井下风流、风量都恢复正常后，按以下顺序进行送电：

（1）通知地面变电所送1#、2#入井高压电源。（2）通知-480变电所送井下1#、2#主进线柜。（3）通知-585变电所变电工送井下3#、4#主进线柜。（4）通知五采区东翼三联巷变电所变电工送井下5#、6#主进线柜。

（5）通知各变电所送各瓦斯抽放泵高压电源，开启抽放泵。（6）通知-480、-585变电所送风机专用高压电源。（7）根据井下实际情况送各地点高压电源。

3、入井排放瓦斯人员，接到矿调度通知后，方可入井。

4、入井人员必须经常观测风流方向和风流大小，随时检查巷道内瓦斯、二氧化碳、一氧化碳情况。

5、当瓦斯浓度超过1.0%、二氧化碳浓度超过1.5%、一氧化碳浓度超过0.0024%时，立即停止前进，并向矿调度汇报进行处理。

煤矿轴流式主要通风机个性化设计 篇3

1 传统方法设计煤矿轴流式主要通风机的弱点

传统方法设计煤矿轴流式主要通风机, 是通过对大量矿井的风量、风阻等通风参数进行数据统计或煤矿管理部门对矿井通风等积孔 (即矿井阻力系数) 确定一定的范围, 最终对风机的风量、风压参数进行系列化, 再通过系列化的参数对风机进行空气动力性能设计, 即应用系列化的参数为已知条件, 对风机进行空气动力性能计算, 再通过空气动力性能计算结果, 对风机进行结构设计, 进而设计出完整的风机, 矿井则通过自身阻力系数的大小对风机进行选型。通风机的工况点是通风机的特性曲线与通风机所带系统的网络特性曲线的交点。如图1。图中H=f (Q) 是通风机特性曲线;RQ2即为系统网络特性曲线;交点M即为通风机的工况点。

1.1 传统方法设计煤矿轴流式主要通风机对运行安全的影响

由于按传统方法设计的通风机是预先进行标准化设计的, 为了使矿井有较宽的选型范围, 通风机的叶片安装角就必须设计为可调式。目前此种叶片的结构都制作为如下图所示的形式。从图2可知, 这种结构是用螺帽将叶片中轴紧固在叶轮轮毂上, 这样, 风机运行时, 在叶片中轴根部在弯曲和扭转复合应力作用下, 由于中轴热处理工艺、机加工艺以及长期疲劳等原因, 都会发生叶片中轴根部断裂, 从而损坏风机, 给矿井带来人身和财产的重大损失。以下就是几个叶片断裂事故的实例

1.2 传统方法设计的煤矿轴流式通风机很难运行于最佳工况点

轴流式通风机的特性曲线可表述为在既定转速下, 风压ΔP, 功率P以及效率η与风量Q之间的关系。轴流式通风机是按最佳工况点设计的, 如下图所示。e点即为最佳工况点。最佳工况点就是通风机的效率最高点。一台通风机不可能有两个以上最佳工况点。如图3为70B2-11№18型轴流式通风机转各种不同安装角度的一组特性图。从图3中可以看出, 最佳工况点在安装角为35°时的那条曲线上, 离开这条曲线, 通风机的效率就明显降低了。由此可见, 用传统方法设计制造的通风机很难凑巧运行在最佳工况点上, 基本上都运行在偏离最高效率点的区域, 也正是因为如此, 用传统方法设计的通风机都规定在选型时规定工况点应在工业利用区内, 工业利用区规定通风机的最低效率不低于最高效率的0.8倍, 且最低不低于0.6。由此可见, 利用传统方法设计的通风机运行效率较低, 造成较大的电能的损失。此外, 按传统方法设计通风机还容易造成通风机机号偏大、大马拉小车等, 造成不必要资源浪费。

2 矿井轴流式主要通风机个性化设计的优点

矿井轴流式主要通风机的个性化设计是根据矿井具体的风量、风压要求, 而针对性地对矿井轴流式主要通风机进行设计。即根据矿井具体的风量、风压需求参数为已知条件, 对风机进行空气动力性能计算, 再通过空气动力性能计算结果, 对风机进行结构设计, 进而设计出完整的风机。所以, 个性化设计有以下优点。

2.1 可有效地提高矿井轴流式主要通风机运行安全性

由于采取了个性化设计的方法, 即通风机的风量、风压是按矿井的具体要求设计的, 所以通风机的叶片可以不再采取安装角度可调式设计, 而是将叶片按所需要的角度直接焊接轮毂上, 这样便大大提高了叶片根部的强度, 可靠地避免了风机叶片沿中轴根部断裂事故, 从而提高了矿井轴流式主要通风机的运行安全性, 有效地降低了由于矿井主要通风机事故而给矿井带来的生命和财产损失。

2.2 可使矿井主要通风机在最经济状态下运行

通风机设计是按最佳工况点设计的, 即按最高效率点设计的。而个性化设计又是预先按矿井实际的风量、风压要求对通风机进行设计, 所以说, 个性化设计制造出的通风机就运行在最佳工况点上 (或者说运行在最高效率点上) 。这样, 便使矿井主要通风机在最经济的状态下运行, 有效地降低了主要通风机的能耗。以一台110Kw的主要通风机为例。按传统方法设计的主要通风机一般运行效率最高在70%左右, 而用个性化设计的方法设计制造的主要通风机运行效率可达75%左右, 则按传统方法设计的主要通风机电动机满负荷时计算, 个性化设计方法设计的通风机比传统方法设计的通风机运行每年可节约的电能为:

由此可见, 利用个性化设计方法设计出的风机运行有较好的节电性能, 从而降低了企业能耗, 使矿井主要通风机达到经济运行的目的, 降低了矿井生产成本, 同时也有利于减少全球温室气体排放。

此外, 利用个性化设计方法设计风机还可有效地降低叶轮重量, 有效地避免由按传统方法设计风机而造成的大马拉小车情况发生。减少资源浪费。利用个性化设计的方法比利用传统设计方法设计的矿井轴流式主要通风机, 在通风机的运行安全性和运行经济性方面具有相当明显的优点, 特别是在运行经济性方面, 在温室气体排放与全球气候变暖矛盾不断突出的情况下, 矿井轴流式主要通风机进行个性化设计对节能减排、减缓全球气候变暖速度尤其有作其特殊意义。当然个性化设计会在一定程度上加大设计人员的工作量, 同时也导致通风机的工况点几乎完全不可调。随着计算机在通风机设计中的应用, 通风机设计实现了模块化, 使通风机设计效率大大提高;而通风机电机变频调速器的使用, 通风机工况点能随时可调, 使通风机运行在最佳工况状态。因此通风机个性化设计将会得到进一步推广。

摘要：由于煤矿生产的特殊性, 煤矿主要通风机是24小时不间断运行的设备, 要求设备要有相当高的运行安全性, 一旦设备故障而不预知的停止运转, 会造成重的生命生和财产损失;同时由于设备是24小时不间断运行的, 因此该设备是矿井耗能的主要组成部分。矿井主要通风机个性化设计, 可有效地提高主要通风机的运行稳定性, 并充分显示出节能降耗的优点。

关键词：煤矿,主要通风机,个性化设计

参考文献

[1]李纪, 池风山.煤矿机电事故分析与预防[M].北京:煤炭工业出版社, 1991.4;

[2]汪德成.矿山流体机械[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.1;

[3]吴玉林, 陈庆光, 刘树红编.通风机和压缩机[M].北京:清华大学出版社, 2005.2;

煤矿主要通风机 篇4

主要通风机安装、使用、检查、维护规定

一、安装

1、主要通风机必须安装在+360北风井井口外地面的主要通风机房。

2、在+360北风井井口外地面的主要通风机房内安装2台FBCDZ-4-№13A-2×30kW型通风机。

3、+360北风井必须封闭严密，使外部漏风率不超过5%。

4、在+360北风井井口安装防爆门。

5、主要通风机必须安装反风设施，反风设施能在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。

6、严禁主要通风机房兼作他用。

7、主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，还必须装一部直通矿调度室的电话。

8、主要通风机房里悬挂反风操作系统图、司机岗位责任制及操作规程等挂牌。

二、使用

1、新安装主要通风机在投入使用前必须进行一次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行一次性能测定。

2、主要通风机必须24小时连续运转。

3、备用主要通风机在运转的主要通风机停止运转后的10min内必须开动。

4、在需要反风时，必须在10min内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。

5、每年至少进行一次反风演习。

6、司机每小时将通风机运转情况记入主要通风机运行工况记录薄。发现异常立即报告矿调度室。

7、主要通风机停止运转时，受停风影响的地点必须立即停止工作、切断电源，工作人员先撤到进风巷道中，由值班班长迅速决定全矿是否停止生产、工作人员是否全部撤出。

8、主要通风机停止运转期间，必须打开井口防爆门和有关风门，利用自然风压通风。

三、检查、维护

1、每天查看+360北风井井口封闭情况，确保外部漏风率不超过5%。

2、+360北风井防爆门每6个月检查维修次。

3、每月至少检查1次主要通风机及附属设施。

4、改变通风机转数或叶片角度时必须经矿技术负责人批准。

5、每季度至少检查1次反风设施。

6、因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时必须制定停风措施。

老岩湾煤矿

煤矿主要通风机 篇5

1 煤矿主通风机风量测定方法现状

目前在进行通风机安全技术性能测定时,通风机风量的测定一直沿用MT 421-1996《煤矿在用主通风机现场性能参数测定方法》规定的流速和速压测定两种方法,而这两种方法对测试现场的条件要求较高,而测定准确度又低,难以满足煤矿主要通风机安全技术性能测定的要求。

1.1 等面积环平均速压测定法

采用等面积环平均速压测定法测定风量时,等面积环测点可以直接绑扎皮托管固定,或采用长皮托管从风筒外逐渐插入定点测定。限于条件,矿井通风机连接风筒(或风硐)一般没有足够长的整流段。风流进入风机前由于局部阻力,出现风流的扰动及旋转风速影响而出现涡流等不稳定因素。因此,风速分布无明显规律可循,直接测量速压有较大的误差。有时为了简化测定操作程序,测定时一般采用多点联合测定。在这种情况下,除上述误差之外,在计算方法上也存在误差——即以算术平均值代替几何平均值的计算误差。在测值分散度较大时(如作低风速测定)尤为明显。用皮托管插入定点法测定可以避免联合测定的计算误差,但也存在定点不准,测压端在风流冲击下摆动大,读数不稳定,现场有无测孔等问题。

1.2 流速测定法

流速测定法就是用智能多路风速测试仪测试风速或者人工测试风速,然后计算风量。

经长期实践发现用智能多路风速测试仪测试风速存在下列缺点:(1)该仪器风速传感器的安装条件比较严格,一般煤矿用通风机的条件都不能满足要求;(2)通风机测定过程中,风速传感器受到风流中小石籽的打击及易损坏,影响测试精度;(3)测试完毕后风速传感器的清洗工作比较费力,反复清洗容易影响测试精度,风速传感器校验比较频繁。(4)该方法测试时,需要矿井停产,在引风道内安装测试传感器,影响矿井生产,对高瓦斯矿井而言达到测试条件难度较大。

人工用风速表线路法或定点法测试风速仅适用于一些通风量不大的小型通风机;而通风量大的大型通风机,受断面高度和风流流场的制约不可能采用人工测试风速。

综上所述,采用流速或速压测定法测定风量难以满足各种现场条件下煤矿主要通风机安全技术性能测定的要求。因此,有必要研究适应各种现场条件、简单有效的风量测定方法。

2 静压差法测定风量

2.1 测风原理

根据流体力学原理,流体在通过变径管时,由于流速变化和阻力的影响,流体内部能量会发生相互转化,其转化量的大小与流体风量和变径管的几何尺寸及形状存在着相应的关系,所以找出上述关系即可以测定流体的风量。静压差法测定风量就是根据上述原理在通风机入口逐渐收缩段上,选择两个近距离(异径)断面(如图1所示),通过测定这两个近距离(异径)断面的静压差来计算风量。

A—静压孔;B—压差计;C—三通

列出1-1和2-2两断面上的伯努利方程:

undefined

式中:p1、p2——1-1和2-2断面上的静压,Pa;

ρ1、ρ2—— 1-1和2-2断面上的平均空气密度;

H1、H2—— 1-1和2-2断面的标高,m;

v1、v2—— 1-1和2-2断面的平均风速,m/s;

hr—— 1-1和2-2断面间的位能,Pa。

如果两断面相距很近,且标高相差不大时,则两断面间风流阻力可以忽略不计,即ρ1=ρ2=ρ,H1≈H2,hr ≈ 0,则可列出其理想流体能量方程:

undefined

上式表明两断面上的绝对压差即静压差Δp= p1-p2等于它们的速压差,而静压差Δp可通过差压传感器测得。设风量为Q,由空气流动连续性方程可列出:

undefined

式中:s1、s2——1-1和2-2断面的面积。

由式(2)、(3)可得:

undefined

用该方法测量风机风量在理论上是成熟的。但当两断面间的阻力不可忽略而将其忽略时,会导致所测风量偏大;可将两断面间的风阻值R,根据具体情况进行标定以进一步提高测量精确度,此时

undefined

其它影响测量精度的因素还有以下两个方面:一是差压传感器本身的精度和稳定性;二是两个测压断面尤其是小断面的测量精度。

2.2 静压差法测风的优点

与在风峒中布置多只风速传感器和安装皮托管测量风量相比,静压差测风具有准备工作简单、节约风表支架、安装工作量小、测定数据较为稳定、对风峒直线段矩离要求不太长等优点,特别适合于目前风机安装现场受限制的情况。

2.3 静压差法测风注意事项

(1)测压断面的选择:

选取测压断面时,应尽量减小s2/s1值,最好能在被测风机的引风道中找到两个相距不远且风流较稳定的测压断面,断面面积相差较大且便于引出静压管口即可。因为风量一定时,s2/s1愈小,则两断面静压差Δp就愈大;Δp愈大,愈易检测,精度也越高。一般地,s2/s1应小于0.75。

由式(4)可知,断面积s1、s2的测量和计算的准确与否对Q的影响甚大,尤其是断面积s2,必须予以充分重视,需反复进行测量和计算。

(2)静压测取:

测量静压时,其静压口最好直接从测压断面风道壁上引出;如不具备条件时,也可在该断面上安装1～2只毕托管来取静压。要注意毕托管的安装位置及方向,避免引进速压,造成测量误差,为此应采取适当措施或将引压口尽量贴近风洞壁。

(3)确保测压管路无漏气、无堵塞,测定时要防止人员踩踏胶管。

风洞中的胶管要作妥善固定,不能悬在风流中任其摆动和引出时被风门挤压。另外,两测风断面间不得有漏风。

2.4 两断面间的风阻值R的处理

影响风量的主要原因除了两断面面积s1、s2外,就是两断面间的风阻值R。s1、s2现场可以实测,R的确定主要可以用下述办法:

(1)测试完毕后,可以让通风机带网络运行。由于通风机带网络运行时各方面的参数都比较稳定,通过测试此时通风机在两断面上的静压和通风机的排风量(可以人工测试),可以推算出R值。

(2)条件具备时,在测试过程中可以用风速表测取通风机最大风量值、中间风量值、最小风量值,和每个测试点对应的压力值可以风别计算出不同的R值,取其平均值代入公式中可以计算出通风机各个测试点的风量值。该方法对于带S型引风道的风机尤其适用。

3 静压差法测定风量的应用与验证

根据上述理论,我们利用DZS-Ⅰ型标准风硐上高速段与低速段断面,采用静压差法与风硐标准皮托管速压法进行了风量测定比较验证,具体数据见表1。同时我们也分别在GAF型轴流式通风机和FBCDZ型对旋轴流式通风机上采用静压差法与皮托管速压法、人工风速表法进行了风量测定比较验证,其具体数据分别见表2、表3。

从表1中的测定数据可以看出,在DZS-Ⅰ型标准风硐上采用静压差法进行风量测定与风硐标准皮托管速压法进行风量测定,其最大相对误差仅为1.6%;从表二中的测定数据可以看出,在GAF型轴流式通风机上采用静压差法进行风量测定与皮托管速压法进行风量测定,其最大相对误差仅为1.2%;从表三中的测定数据可以看出,在FBCDZ型对旋轴流式通风机上采用静压差法进行风量测定与人工风速表法进行风量测定,其最大相对误差为2.7%。三种方法的最大相对误差均未超过5%,也就是说采用静压差法测定通风机的风量完全能满足检测检验工作的要求,也能满足矿井通风检测的要求。

静压差法测试通风机的风量在主要通风机性能参数在线连续检测方面也得到了广泛的应用,目前已有不少厂家在其产品出厂时就应煤矿企业的要求设置了静压环,使煤矿使用的主要通风机实现了风量、风压等性能参数的在线连续监测、监控,取得了良好的效果,为煤矿的安全生产提供了保障,得到了广大煤矿用户的认可。

综上所述,在通风机现场检测中采用静压差法测试通风机的风量是一种简便、可行而且测定结果准确的方法,应当将这一方法写入通风机性能检测标准中,并在通风机的现场检测检验中得到广泛的推广应用。

参考文献

[1]严俭祝.静压差法测定和监测扇风机风量的研究和实践.第十届矿井通风专业委员会学术年会论文.128~134

[2]余学文.测定矿井风机风量的静压差法.江西煤炭科技,2000(1):30~31

煤矿主要通风机 篇6

关键词：煤矿,主通风机,在线监测,安全监控系统,联网

0引言

煤矿主通风机是保证矿井安全生产的核心设备, 其运行状态监测与管理工作是企业安全管理的重要工作之一。

目前, 尽管很多的矿井安装了主通风机实时监控系统, 但这些系统仍然局限于局部的监控与管理, 对主通风机运行状态进行全面的实时监控、把监控信息并入全矿乃至全局信息监控系统的矿井并不多。因此, 风机参数的在线监测和信息畅通成为煤矿自动化管理的薄弱环节。

中国矿业大学研制的KJZ系列煤矿主通风机在线监测系统 (以下简称KJZ系统) 成功地解决了通风机性能在线监测的难题, 它可与煤矿安全监控系统联网, 克服了煤矿通风设备管理信息不畅通的难题。本文介绍了它与几种常用的安全监控系统的联网方式。

1联网方式

1.1 KJZ系统与KJ66煤矿安全监控系统的联网

KJ66煤矿安全监控系统是北京仙岛科技有限公司的产品, 应用在我国许多煤矿。该系统是以工控计算机为中心的煤矿自动化监测监控系统, 由地面中心站、井下工作站、各种矿用传感器、矿用机电控制设备和矿用安全监控应用软件组成。

KJ66系统为了能够与其它系统方便地联网, 专门制定了联网规范, 该规范主要内容如下:

(1) 硬件连接

KJ66系统通过KJF23网络信息交换分站的RS485端口与其它子系统连接, 当需要在线路中增加光缆时, 可以在RS485通信段上加装1对光端, 光缆和光端最好采用单模。

(2) 通信约定

物理连接方式采用RS485;通信控制为数据单方向传输, 子系统方负责定时或随机发送, 网络数据交换分站负责接收;同一数据2次之间的发送间隔不大于1 min;通信设置:通信速率为9 600 bps、无奇偶校验、8位数据位、1位停止位。

(3) 传输协议

传输协议如表1所示。表1中, 引导符为十六进制数 0x5A;长度为后续字节的个数, 从数据组1的第一个字节到校验字低字节, 长度≤60;数据组的格式如表2所示。

表2中, 数据类型、序号和数值之间的关系如表3所示。

每帧数据组应小于等于8组, 每种类型对应的序号单独编址, 比如A类为1～255, B类为1～640。

(4) 校验字

校验字为变形LRC (纵向冗长检测) , 2 B, 高字节在前, 低字节在后。校验从长度开始 (包括长度) 到数据组n最后1个字节的65536累加和模的补码。

KJZ系统根据上述联网协议, 编写程序, 通过KJZ系统监测主机的串口向KJ66系统的网络通信分站发送数据, 把数据传输给分站, 再由KJ66系统主机读取。两者联网示意图如图1所示。

由于KJZ系统的软件是用VB编写的, 而与KJ66系统的通信中多处涉及到地址操作, 因地址操作不是VB的强项, KJ66系统通信部分采用VC编写, 做成动态链接库 (设为KJ66.dll) , 然后在VB中调用。使用方法如下所述:

(1) 使用前, 调用regsvr32.exe pathKJ66.dll 注册动态库;

(2) 在VB工程的引用中引用KJ Type Library, 这样在VB中只要定义一个新的对象就可以直接定义使用了。

1.2 KJZ系统与KJ95N煤矿综合监控系统的联网

KJ95N煤矿综合监控系统是天地 (常州) 股份有限公司 (煤炭科学研究总院常州自动化研究院) 开发的产品, 该系统主要由监测主机、传输接口、网络集线器、网络服务器、工作站、通用分站、风电瓦斯闭锁分站、本安电源及各种传感器组成。由于该系统的分站模拟量只能接受频率信号 (200～1 000 Hz) , 这就对接入该系统的其它子系统提出了较高的要求。

由于KJZ系统的传感器不能提供频率信号 (即使能够提供也不能直接送入KJ95N系统, 因为传感器的信号必须经过KJZ系统的处理) , 故模拟量只能从KJZ系统监测主机向KJ95N系统分站提供信号。KJZ系统监测主机的串口发送的数据经一块转换板卡将数据转换成频率信号, 然后接入KJ95N的分站, 再由KJ95N系统采集分站的数据, 两者联网示意图如图2所示。

KJZ系统向数据转换板卡发送数据, 实际上就是监测主机通过串口与单片机进行通信, 单片机接收到监测主机的数据后, 再转换成相应的频率信号。监测主机与单片机通信协议简单约定如下:

(1) 串行通信速率为9 600, N, 1;

(2) 每一个模拟量占1个通道, 每一个通道的输出由1组5 B数据控制, 每组中各字节格式如表4所示;

(3) 数值为12位精度, 取值范围为0000～0FFF, 即0000对应200 Hz, 0FFF对应1 000 Hz。

若要发送KJZ系统6 000 V电压数据, 设电压的满量程为7 200 V, 则满量程数据为0FFF, 0 V对应数据为0000, 则6 000 V对应的数据就应为 (6 000/7 200) ×4 095, 它的值为3 412, 3 412的十六进制数据为0D54 (H) , 则应发送的数据组为十六进制23 00 0D 54 24即可。具体编程实现过程如下所述:

Public Function ValToHex (sVal As Single, iNo As Integer, sMax As Single)

……’变量定义

iNo = Hex (iNo)

Data = (sVal / sMax×4 095)

DataH = Int (Data / 256)

DataL = (Data - DataH×256)

ValToHex = ChrW (35) & ChrW (iNo) & ChrW (DataH) & ChrW (DataL) & ChrW (36)

End Function

完成转换后, 只要把数据从串口发出去即可。

1.3 KJZ系统与其它监控系统的联网

随着KJZ系统不断地推广, 也有了与其它监控系统联网的要求, 最常见的就是2个系统的计算机之间的联网, 这是比较方便的联网方式。2台计算机之间的通信有多种方式, KJZ系统采用一种十分方便、也是目前十分常用的通信方式:NetDDE (网络动态数据交换) 。NetDDE实质上是一种在网络上不同计算机的Windows应用程序之间交换数据的机制, 通过发送或接收命令和数据进行相互间的通信, 使得应用程序之间能够通过网络实现共享数据、在远端执行命令及检查错误状态等。

NetDDE使用步骤大致如下:

(1) 先打开DDE共享, 单击Windows系统菜单“开始”, 单击“运行”, 然后键入 ddeshare, 确定即可。

(2) 添加DDE共享, 选择“共享”菜单下的“dde共享”, 单击“添加共享”按钮, 在弹出界面中分别添加共享名 (显示共享的名称) 、应用程序名 (进行dde对话的双方的名称) 、主题名 (大多数程序是进行数据交换的文件名) 。

(3) 信任共享设置, 用于查看和修改与信任的 DDE 共享有关的属性。选中建立的共享, 然后单击按钮“信任共享”, 设置好相关的选项即可。

完成NetDDE的相关设置后, 只需要进行简单的编程即可实现2台计算机之间的通信。

对于有些没有条件实现KJZ系统的信息联网的矿井, KJZ系统也可自行通过灵活的方式将数据送至相关部门, 具体的实现方法可参照有关介绍KJZ系统的文献。

2结语

KJZ系统与煤矿安全监控系统的联网已在潞安矿务局、淄博矿务局等多个煤矿实现, 而且联网运行已有多年, 数据通信比较稳定。它成功地解决了煤矿主通风机信息管理不畅的难题, 得到了用户的一致好评。

参考文献

[1]陈士玮, 胡亚非.KJZ-2型矿井主通风机在线监测系统[J].流体机械, 2000 (4) .

[2]刘颀.煤矿主通风机在线监测参数远传的实现[J].风机技术, 2004 (3) .

矿井主要通风机监控系统设计 篇7

矿井主要通风机是煤矿四大固定设备之一,担负着向井下输送新鲜空气,排除污浊气流及粉尘,保证井下工作人员身体健康和安全生产的重任。井下工作现场条件恶劣,主要通风机若发生故障,将会对煤矿安全生产造成影响,因此建立功能完善的主要通风机监控系统具有重要意义。本文介绍一种基于PLC和INTouch组态软件的矿井主要通风机监控系统设计方案,该系统可实现对主要通风机运行过程的监测、显示、控制、保护、记录和管理功能,完善主要通风机生产过程的自动化控制。矿井主要通风机监控系统作为煤矿安全生产监控系统的子系统,既可独立运行,也可以分站形式接入安全生产监控系统统一管理运行。

1 系统组成及功能

1.1 系统组成

主要通风机监控系统主要由中心站主机、S7-300 PLC、触摸屏、电力参数采集模块及各种传感器组成,如图1所示。

1.2 系统功能

主要通风机监控系统对通风机运行情况进行实时监测和控制,以达到安全生产、自动化控制的目的。该系统实现的主要功能:

(1) 实时监测主要通风机的运行参数,包括风机负压、风量、风速等。

(2) 实时监测主要通风机电动机的电气参数,电动机前、后轴承温度及振动参数等。

(3) 中心站主机远程控制,实现风门的开启和关闭、通风机电动机的正反转及停止等操作。

(4) 当监测的参数值达到报警值时,系统进行报警处理并记录报警信息。

(5) 系统实时、历史、报警等数据的查询及显示。

(6) 以动画形式模拟风道、通风机情况,直观显示主要通风机的运行状态。

(7) 通过远程通信将现场监测参数上传至中心站主机。

2 系统设计

2.1 硬件设计

矿井主要通风机监控系统以西门子公司生产的S7-300 PLC为核心,PLC硬件结构如图2所示。

接口模块用于实现触摸屏与PLC的连接,系统采用西门子公司生产的M370 触摸屏,它以多点接口方式与PLC连接,采用西门子通信协议完成通信。数字量输入(DI)、输出(DO)模块主要用于检测低压柜控制方式及开关状态、通风机电动机接触器状态、风门开关到位状态,并控制风门的开启和关闭、电动机的正反转及停止、低压柜开关的分合闸。模拟量输入(AI)模块用于对通风机负压、流量、电动机温度及振动等参数进行AD转换处理;通信模块用于实现系统与智能仪表、综保装置及中心站主机的通信。综保装置可作为异步电动机内部故障、过负荷的保护,实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等模拟量的遥测,装置可在开关柜就地安装,也可组屏安装于控制室。

2.2 软件设计

矿井主要通风机监控系统软件采用组态软件INTouch9.5实现。工作现场的实时状况以模拟动画的形式反映在人机界面,操作人员可通过人机界面发出指令,PLC接收到指令后控制相应的执行机构执行指令。系统软件设计主要包括监控界面设计、数据库管理及数据报表设计。

2.2.1 监控界面设计

系统监控界面主要有主界面、风机运行模拟动画子界面、电动机参数监测子界面、报警记录子界面、实时/历史数据报表子界面、登录界面等,其中主界面如图3所示。

2.2.2 数据库管理

INTouch9.5的核心是运行时数据库,主要用于存放内存型、I/O型及间接型标记名,并定义参数的详细信息。工作现场的实时监测数据通过数据采集模块进入系统,系统处理后保存在运行时数据库中,同时系统定时将实时数据保存到历史数据库中,以便操作人员查询、统计。在系统运行状态下,运行时数据库中包含所有参数的当前值。数据库结构如图4所示。目前,在Windows环境下监控系统软件I/O接口驱动程序与运行时数据库之间发送/接收信息、数据一般利用动态数据交换(DDE)协议来实现,本文也采用这种方式实现数据交换。

2.2.3 数据报表设计

系统数据报表包括实时数据报表、历史数据报表、报警报表等。以报警报表为例,当系统监测的参数值达到报警值时,系统进行报警处理并记录报警信息。操作人员可按照报警的具体日期、时间、类型查询报警数据,报警记录查询界面如图5所示。

2.3 控制方式设计

考虑到主要通风机的重要性,系统采用三级控制模式,即手动控制、系统就地控制、远程控制。

(1) 手动控制

手动控制方式是在监控系统或PLC产生故障而导致程序不能自动运行时所采取的方式。操作人员可按照操作规程,通过在低压柜门下进行合闸、分闸操作实现主要通风机电动机的启停。风门的开启、关闭也可以手动控制。

(2) 系统就地控制

系统就地控制可通过操作触摸屏实现。触摸屏通过RS232接口与PLC进行MPI通信。系统可直接读取PLC中的数据,控制现场高、低压柜的分合闸,实现主要通风机电动机的正常启停和风门的开启、关闭。

(3) 远程控制

安装有组态软件的中心站主机发送控制命令到PLC,PLC将该命令解释成相应时序信号来控制设备,即可实现远程控制。

3 结语

基于PLC和InTouch组态软件开发了矿井主要通风机监控系统。该系统界面友好,操作简便,融入了先进的传感器、计算机技术,实现了主要通风机性能及状态的在线监测和远程控制,提高了煤矿的自动化管理水平。

参考文献

[1]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].2版.北京:机械工业出版社,2008:21-125.

[2]谭长森,孙鹏,郭峰,等.基于PLC的矿井主扇风机自动监控系统的设计[J].工矿自动化,2007(6):106-108.

[3]王德明.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009:56-110.

[4]马正午,周德兴.过程可视化组态软件InTouch应用技术[M].北京:机械工业出版社,2006:16-226.

煤矿通风机产生噪声原因分析 篇8

1 煤矿通风机的噪音形成原因分析

从长期的煤矿生产实践经验来看, 煤矿通风机之所以会产生噪音, 主要的原因有三种, 即空气动力、机械振动和气固耦合等。其中空气动力这一形成原因是最主要的噪音形成原因。以下笔者就来详细的分析这三种噪音形成原因。

1.1 空气动力噪音的形成

空气动力噪声分为旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由高速旋转的叶片周期性地打击空气质点而产生的冲击压力波, 冲击压力波又以声速传播而产生噪声。这种噪声的强度与叶片数和转速有明显的关系, 叶轮转速愈大, 产生的噪声愈大。涡流噪声是风机高速旋转时, 气流在叶片界面和叶顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生的压缩和稀疏, 以声波的形式传播所产生的。其频率的大小取决于叶片与气流的相对速度的高低, 由于产生的这种涡流是无规则运动, 使得涡流噪声具有宽广的频率范围。因此使风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。

1.2 机械振动噪音的形成

由于在煤矿生产过程中, 工作作业面的环境相对较为恶劣, 并不同在地面建筑内部的通风机使用, 煤矿通风机的工作环境质量较差, 基础设施也较为简陋, 使得通风机在使用的过程中会发出一定的机械振动噪声。再加上机械本身内部运转时所产生的噪声, 两者加在一起, 也会增大煤矿作业面的噪音污染量。机械自身的振动噪音以及其外部与基础设施之间发生振动所引起的噪音也是主要的煤矿通风机噪音源, 并且通风机长期处于振动状态下, 会加快零件之间的磨损, 缩减通风机的使用寿命, 这些都是我们应该注意的问题。

1.3 气固耦合噪声的形成

在通风机中, 空气是靠叶轮旋转而获得能量的, 通风机的动叶与静止部分之间的相对运动, 会引起空气的压力脉动, 从而产生噪声。通风机气固耦合噪声问题基本上属于弹性结构体外部绕流的流动诱发振动而产生噪声, 也就是气固耦合动力学问题, 当叶片由于外界原因以某一固有频率作初始微幅振动时, 将会与周围气流发生能量交换, 既可能由于向气流传递能量而使叶片振动衰减, 也可能从气流中吸取能量而使振动加剧在通风机中, 常见的是叶片颤振现象及其引起的噪声。从流体力学角度来看, 耦合噪声基本上可分为两类:一类可认为流动分离和边界层效应对于噪声发作没有重要影响;另一类的噪声发作机理与流动分离和旋涡密切相关。叶轮机械均以后一类更为常见。同时, 转子与静子的气动干扰、位于进口前力的整流板对转子形成的非定常扰动进气口流场畸变等都是噪声产生的因素。此外, 当叶轮旋转时, 在叶片的出口处, 沿着周向气流的速度和压力都是不均匀的。这种不均匀的气流作用在蜗壳上形成压力随时间的脉动而产生噪声。同时, 由于风舌的存在, 旋转的叶片经过时, 风舌便产生干扰, 使气流作用在叶片上的力也随时间脉动, 而产生噪声

2 煤矿通风机噪声的治理措施建议

尽管煤矿通风机会产生较大的噪音, 影响到工人的身体健康, 干扰其工作状态, 也不利于生产的良好环境形成。但是通风机是煤矿生产中必不可少的重要设备, 是保证煤矿安全的必要设施。为此我们不能将通风机撤除, 而只能通过其他方法来解决噪音问题。在此笔者提出了一些噪声治理措施, 主要有以下几点:

2.1 在通风机的进出口管道上都加装消声器

对于空气动力噪声来讲, 其主要的发生地点是在通风机的进出口处, 这是其源头所在, 若能够将这个源头截断, 则能够很好的解决空气动力噪声问题。为此我们可以在通风机的进出口部位安装一定的在消声装置, 这样就能够很好的降低噪声。但是因为通风机发出噪声的频带非常宽, 并且不能给予其太大的压力损失, 因此就目前的技术而言, 我们主要采用的是利用阻性消声器来降低通风机进出口处的噪音。经过实践证明, 这种阻性消声器在消除噪音方面具有很好的应用效果。不但能够使通风机的通风能力大大增强, 而且降噪效果良好。

2.2 在通风机的外面加装一定的隔声罩

通风机机械振动也是产生噪音的主要原因, 而对于这种噪音问题的解决方法来讲, 除了要购置性能较好的通风机, 并尽量改善其所在环境质量以外, 还可以通过在装置外侧加装隔声罩的方法来解决噪音污染问题。隔声罩本身具有很好的隔音效果, 由吸声层和护面层组成, 但是若架设隔声罩, 就会使通风机产生的热量难以快速排散, 这不利于电动机的长期正常运行。因此还要解决机组的降温和电动机的冷却问题。目前一般都是采用风冷的方法, 来解决噪声, 降低机组温度。利用涂在机组表面的阻尼材料的作用, 把振动所产生的机械能转化成热能, 从而达到降噪降温的目的。

2.3 改造风机房

对于专门的风机机房应结合现场情况将风机房改造成隔声间从而达到的降噪目的, 方法是把风机的房顶结构采用轻质的彩钢板结构, 因为这种机构表面光滑, 吸声系数几乎为零, 反射声大, 同时彩钢板结构的隔声量小, 因此在房顶上安装吸声顶能有效地消除机房内的高频混响噪声, 并且有一定的隔声量, 从而提高房顶的隔声量。密封的风机房上要安装进气口消声器, 以供风机吸气和电动机、机壳等散热之需要。在冷却风机出气管路上也可再装一个消声器以减弱风机出气噪声。

结束语

噪声是破坏环境、危及人们健康的污染源之一。通风机作为国民经济各部门广泛应用的通用机械设备, 具有噪声大的特点。用于矿井通风的主扇是煤矿地面最大的噪声源之一。因此, 研究通风机的噪声特性, 对于进行噪声控制、改善工作环境和保护工人的身心健康都有非常重要的意义。

参考文献

[1]高洪君.煤矿风井噪声治理[J].科技资讯, 2007 (17) .

煤矿主要通风机 篇9

关键词：主通风机,负压监测,报警装置

0 引言

煤矿作为中国的主要能源, 生产安全尤为重要。其中煤矿通风系统在煤矿安全生产中起着不可替代的作用, 要创造一个良好的、安全的工作环境就必须了解井下风压变化。因为矿井主扇在运行中负压的变化会直接影响井下各个工作面及巷道的风量大小, 通过监测井下负压变化, 能知道井下风量是否达到要求、通风系统是否工作正常, 所以准确监测负压变化尤为重要[1]。

1 矿井通风的主要作用

a) 供给井下足够的新鲜空气, 满足人员对O2的需要;b) 冲淡井下有毒有害气体和粉尘, 保证安全生产;c) 调节井下气候, 创造良好的工作环境。

2 传统主通风机负压监测装置

立井主扇担负矿井的主要通风任务。而“负压”是低于常压 (即常说的一个大气压) 的气体压力状态, 风流的绝对压力小于井外或风筒外同标高的绝对压力, 其相对压力为负值, 称负压。准确监测负压变化很有必要。以往监测仪器采用U型水柱计, 水柱计的两个液面一般是稳定的或有微小波动。若水柱计液面高差突然增大, 可能是主要通风巷道发生冒顶或其它堵塞事故, 增大了通风阻力。如果液面高差突然变小, 可能是控制通风系统的主要风门被打开或发生了其它风流短路事故, 通风阻力变小。

在以往的情况下通常主通风机负压大小值主要依靠司机频繁观察机房内悬挂的U型压力计或负压传感器来读取数据, 而U型水柱计或负压传感器只能读取负压值, 这样一来就缺乏一种当通风机负压低于某一设定值时, 能起到报警提醒作用的功能, 针对这种安全缺陷, 研制主通风机负压异常声光报警装置。在主通风机房内设置负压监测报警装置, 是通风管理中必不可少的监测手段。

3 主通风机负压监测报警装置

3.1 新型负压监测装置结构设计

新型负压监测装置结构是由1#和2#负压变化探测器和声光报警显示控制装置两部分组成, 如图1。

每个探测器是用一根直径8 mm、长400 mm的铜管与一根内径9 mm、长300 mm的U型玻璃管连接对口, 胶封后固定在带有刻度尺的木板上。用一根直径2 mm、长度适中可调节深入量的不锈钢探针插入玻璃管内, 因管内壁可能结露, 探针不与内壁接触, 在探针外端接触。在探针外端接出一个电极, 在铜管外壁上接上另一电极, 垂直向管内注水至0刻度线后, 用一节直径8 mm的胶管将探测器铜管端与主扇负压检测管连通, 这时在水柱负压的作用下从0刻度线下移至正常负压值。调整探针使其离开水柱1 cm~2 cm, 即负压报警值为50 Pa~100 Pa。

声光报警控制装置由复合放大及执行模块、无稳态闪光模块、报警声振荡模块、12 V电源模块等电路组成。电路元件装于一个机箱内, 前面板上设有两个黄色正常LED指示灯, 两个负压异常红色高亮度LED指示灯。两个负压监测投入控制开关, 机箱后设有外接扬声器接口, 两个探测器输入端口与探测器电极端接通, 本装置即可投入使用[2]。

3.2 负压检测装置工作原理

主扇负压正常时因负压探测器玻璃内水柱低于探针50 Pa~100 Pa, 铜管与探针之间电阻非常大, 因此报警装置不工作时装置上只有负压正常的黄色LED闪烁, 当负压低于正常值时探测器水柱上移至报警点与探针接触, 这时铜管与探针之间有水电阻存在, 探测回路流过700 μA电流, 经过复合放大后使执行电路工作, 装置上黄色LED熄灭, 红色高亮LED灯闪烁并发出负压异常指示, 同时扬声器传出起伏变化报警声。

4 矿井漏风及装置报警处理预案

矿井漏风可减少井下工作地点的有效风量, 使矿井主要通风机增加无用的电能消耗, 同时还可能引起井下煤尘自燃, 对安全生产有巨大威胁, 所以, 减小井下漏风量、提高矿井有效风量, 是搞好通风安全工作的基础, 更是保证矿井安全生产的关键[3]。

4.1 矿井漏风产生的原因

a) 由于漏风区两端有压力差, 井下控制风流的设施不严密 (如设计、施工不良或长期失修等) , 采空区岩石冒落后未被压实, 煤柱破坏或地面有裂缝, 都会造成漏风;

b) 因地表有裂缝或井口通风设施不严密, 如风门、风硐闸门、反风装置、井口密闭、井口密闭房等;

c) 因为矿井风流短路造成漏风, 空气大部分或全部沿近路流动的现象就叫短路, 当通风设施管理不当或被破坏时 (如风门不关或关不严) , 就会产生风流短路, 造成大量漏风。

4.2 矿井漏风的危害

a) 漏风会减小工作面有效风量, 导致瓦斯积聚, 煤尘不能被带走, 气温升高, 不仅降低生产效率而且影响井下工作人员的身体健康;

b) 漏风量大的风路构成了矿井通风网路的组成部分, 必然会使通风系统复杂化, 会影响通风系统的稳定性、可靠性, 并增加风量调节的困难;

c) 采空区、留有浮煤的封闭巷道及被压碎的煤柱等漏风, 可能促使煤炭自燃;

d) 地表塌陷区漏风, 会将采空区的有毒有害气体带入井下, 威胁安全生产;

e) 大量漏风会引起电能无谓消耗, 如果短路漏风严重时, 会引起主扇风机工作风量剧增, 当使用离心式风机通风时, 会使电机产生过负荷现象。

漏风的危害是严重的, 必须予以足够重视, 但也应指出, 如瓦斯量大的矿井, 采空区和其它主要通风设施漏风及掘进通风中风筒适量漏风, 有一部分不但不是浪费, 而且起到稀释瓦斯的作用, 这部分漏风应该认为是有益的。

4.3 漏风报警处理预案

如果发生了负压变化报警情况, 说明井下风量发生变化、有漏风处, 值班人员应马上手动关闭报警装置, 并迅速至控制台观察主风机的运行状态是否正常、是否有停机现象, 检查电流、电压值是否正常, 在保证主通风机设各项设备运转正常后如仍然存在负压低的情况, 需要直接上报矿调度室, 并通知通风区检查井下通风系统是否正常, 比如风门有没有漏风处等。发生负压报警后, 应立即检查情况, 防止重大事故的发生。

5 应用情况及社会效益

负压监测装置在整个制作过程中所用零部件, 大部分是利用废旧部件制作而成, 铜管、指示灯、扬声器、探针、刻度板、胶管等都是旧部件拆下来的, 研制成本在200元左右。主扇负压异常声光报警装置应用于主扇以来效果非常好, 主扇负压数值发生小量变化, 装置就能立即报警提醒注意, 并且该装置能对两级主扇运行中某一级非正常停机作出报警, 因为不管哪一级停机, 最终还是反应在负压值的变化上, 所以可以为非正常停机报警, 有了该装置, 矿井主要通风机又多了一道安全防线。

6 结语

主通风机是煤矿安全生产中的主要设备, 对矿井上下空气的正常流通具有重要作用。为确保通风安全运行需要实时监测其状态参数, 在矿井主通风机监测系统的基础上开发了故障报警装置, 使工作人员可以第一时间收到故障信息, 并及时解决, 有效避免各种事故的发生。通过在工作现场的实际应用, 证实了通风机状态检测及报警装置的实用性和可靠性。

参考文献

[1]杨艳国.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2012.

[2]段仓熊, 介小文, 李伯平.徐家沟煤矿通风系统优化改造方案分析[J].价值工程, 2013 (25) :80-81.