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风量风压可控式局部通风机的设计构思摘要:煤炭采掘生产常因工作面温度过高而影响作业质量,高温增加了设备运行的不稳定因素,也不利于操作人员的身心健康。
为应对气温过热对矿井造成的不利影响,对于热害严重的矿井必须采取制冷降温措施,而研究显示,风机供风量的变化对井下制冷设备的制冷能力有很大的影响。
本文分析了送风量与井下制冷设备制冷量的关系,并以此为依据,提出了通过风量、风压可变化的智能型局部通风机系统控制井下制冷设备的设计构思。
关键词:局部通风机风量井下制冷设备1 矿井制冷降温措施概述煤炭采掘生产常因工作面温度过高而影响作业质量,高温增加了设备运行的不稳定因素,也不利于操作人员的身心健康。
为改善井下作业的延伸热害问题,为采掘生产提供良好的作业环境,我国《煤炭安全规程》中明确规定了采掘工作面中空气温度不得超过26℃,而机电设备酮室的气温不得超过30℃;若气温超出规定则需采取降温措施降低热害威胁;一旦工作面气温高于30℃,必须停止工作。
为应对气温过热对矿井造成的不利影响,目前井下采取的降温措施一般分为制冷降温及非制冷降温等两大类,对于热害严重的矿井(深大、出露热水、岩温过热等)则必须采取制冷降温措施。
作为矿井生产的重要设施,局部通风机的可靠性直接关系到井下瓦斯的排放效果和作业的质量与安全,而研究显示,风机供风量的变化对井下制冷设备的制冷能力也有很大的影响。
目前大量智能型局部通风系统已取代了传统的恒速风机,以获得高效率、低能耗的可控转速及风量,并通过风量和风压的变化实现对井下制冷设备的控制。
2 风机送风量与制冷量之间的关系井下制冷降温设备的工作原理在于将被压缩为高温高压液体的制冷剂,经冷凝和节流降压后注入蒸发器,在蒸发吸热后使流经蒸发器的水冷却,并以低温冷水的形式,输出到空气冷却器,在空气冷却器中,冷凝水与通过采煤工作面的风流进行热交换,而使采煤工作面风流冷却降温。
虽然制冷系统存在各种不同的设备和形式,但都是通过冷却器,将采掘工作面中的空气气流作为载体进行热交换的,工作面内风量、风速的大小,决定着余热是否能够高效、稳定地排出矿井。
局部通风设计第一节通风一、通风方式及风机安设位置采用压入式通风，局部通风机安设在302采区运输巷距302 采区轨道运输巷和302采区回风巷的联络巷口15米处。
二、通风系统新风：地面→副立井→轨道大巷→302联络斜巷→302运输巷（主斜井→轨道大巷→302运输巷）→302采区运输与302回风联络巷及局部通风机→工作面。
污风：工作面→联络巷→302采区回风巷→南翼回风巷→回风立井→地面。
三、局部通风机选型：（1）根据掘进工作面实际需风量，按照风筒百米漏风率实测值计算局部通风机实际吸风量。
Q 扇=Q掘/（1-L 掘/100×η）=150/（1-720/100×2.5%）=188m3/min式中：Q 扇——局部通风机实际吸风量，m 3/min；Q 掘——掘进工作面实际需要风量，m 3/min；η——风筒百米漏风率%,取2.5%；L 掘——掘进工作面长度,m, 取720米；根据上述计算选择FBD5.6/2×15KW 局扇，实际吸风量可达415m 3/min，可满足188m 3/min吸风量。
（2）按照局部通风机最大额定吸风量计算：Q 掘=Q扇×Ⅰ+60×0.25S 最大=415×1+60×0.25×9.1=552m3/min式中：Q 扇——局部通风机最大额定吸风量，m 3/min，取415m3/min；I ——工作面同时通风的局部通风机台数。
；0.25——岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；S ——局部通风机安装地点到回风口之间的巷道断面积，m 2；取9.1局扇安装处巷道全风压风量为552 m 3/min，大于计算风量，符合规定。
（3) 最大风速验算Q煤≤240 S掘m 3/min≤240×9.1≤2184m 3/min根据风速验算，选取FBD5.6/2×15型号局扇风机可满足实际需求。
四、掘进工作面风筒直径选用标准表2 掘进工作面风筒直径选用标准表五、风量计算掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
主斜井通风设计赤城煤矿工程（安检）科郭建龙二O一四年主斜井局部通风设计一、主斜井概述主斜井：净宽5.8m，净高3.9m，净断面为19.01m2，倾角-18°，方位角66°，井口标高+1210.5m，落底标高+500.24m，斜长2054m，井筒落底于5-2号煤层底板，安装胶带输送机和架空乘人器，主要担负矿井提升及进风任务，安设台阶兼作安全出口。
二、掘进工作面需风量计算（1）排瓦斯涌出量计算需风量：本矿井为瓦斯矿井，瓦斯含量低，不能据此计算岩巷掘进工作面的需风量。
（2）按工作面最多人员数量计算需风量：Q掘=4Nf式中Q掘──开拓工作面所需风量，m3/min；Nf-开拓工作面同时工作的最多人数（25人）Q掘=4×25=100（m3/min）（3）排除炮烟能力计算需风量：Q掘=25A式中 25—以炸药量为计算单位的供风标准25m3/kg，即为每公斤炸药爆破后需要供给的风量；A—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，51.5kg；Q掘=25×51.5=1125m3/min（4）．按风速验算：根据《煤矿安全规程》规定,岩巷道工作面最低风速为0.15m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算。
即工作面风量应满足:9×S≤Q≤240×SS---工作面巷道净断面积，m2；（2）根据《煤矿安全规程》规定,掘进岩石巷道工作面最低风速为0.15m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算。
即工作面风量应满足:9×S≤Q≤240×SSC---工作面巷道净断面积， m2；（7）根据以上计算结果，取最大值，开拓工作面风筒出风量取260 m3/min。
三、局部通风设备的选择风机和风筒的选择应一并考虑，在通风机满足工作面风量的情况下，风筒直径能满足工作面最大供风长度，巷道断面充许的情况下，尽可能选择风筒直径大的风筒，从而达到减少漏风，省电耗的目的。
1、局部通风机的选型，应根据掘进工作面的需要风量，考虑局部通风距离、风筒直径、风筒质量、管理等因素，按下式计算：Qju=KL×QJ=1.15×280=322 m³/min式中：Qju—局部通风机的吸风量，m³/min。
主斜井局部通风设计施工地点：编制单位：施工单位：编制时间：领导会审签字栏主斜井局部通风设计1、通风线路新鲜风流：地面局部通风机→风筒→掘进工作面乏风流：掘进工作面→主斜井井筒→地面2、风量计算根据2008年11月10日临汾市煤炭工业局临煤审发［2008］69号文件，该矿2号煤层2008年度瓦斯(CH4)相对涌出量2.34m3/t，绝对涌出量0.65m3/min。
二氧化碳2008年度相对涌出量1.33m3/t，绝对涌出量0.37m3/min。
鉴定等级为低瓦斯矿井。
1）按工作面最多人数计算：Q人= 4N =4×30=120 m3/min式中：Q人——按工作面同时最多人数实际需要风量 m3/minN——掘进工作面同时工作的最多人数取交接班时两班的掘进工人、矿安全员、监理、瓦斯员人员13×2+4=30工人2）按瓦斯涌出量计算需要风量：Q ch4涌= 100qk ＝ 97.5 m3/min式中：Q ch4涌——按工作面瓦斯涌出量需要的风量 m3/min3）按炸药量计算本矿使用的是二级煤矿许用炸药Q炸药≥10 A炸药式中：A炸药——掘进工作面一次爆破所用最大炸药量为28.8㎏Q炸药≥10×28.8=288m3/min4）按满足最低风速计算：Q低=60V低S＝60×0.15×23.2=207.9 m3/min 式中：Q低——允许最低风速的风量 m3/minV低——允许最低风速 0.15 m/sS——U钢箍断面净断面积 23.1m25）按不超过最高风速规定计算：Q高=60V高S＝60×4×20.8=4992 m3/min 式中：Q高——允许最高风速的风量 m3/minV2——允许最高风速 4 m/sS——混凝土断面净断面积 20.8 m2207.9＜288＜4992符合要求掘进工作面终选风量Q= 288 m3/min3、局部通风机的选型确定根据FBDNO6.5/2×22局部通风机技术特性，全风量为250～370m3/min，可以满足工作面所需风量。
煤矿局部通风机智能控制系统设计随着煤矿行业的快速发展，安全生产成为煤矿企业日常工作的重中之重。
煤矿局部通风机在煤矿生产中起着至关重要的作用，对于控制煤矿井下环境，降低事故风险具有重要意义。
随着科技的不断进步，研发智能控制系统可以提高煤矿局部通风机的性能和安全性。
本文将探讨煤矿局部通风机智能控制系统的设计。
一、介绍煤矿作为重要的能源产业，其安全生产一直备受关注。
局部通风机作为煤矿瓦斯抽采的重要装备之一，其稳定性和控制性能对煤矿安全生产至关重要。
传统的局部通风机只能通过人工调节控制，存在安全隐患和效率较低的问题。
因此，智能控制系统的设计能够提高局部通风机的性能，保障煤矿的安全生产。
二、智能控制系统设计原理智能控制系统的设计旨在实现自动化、精确控制。
该系统利用传感器、控制算法和执行器组成，实现对局部通风机的监控和控制。
其设计原理包括以下几个方面：1. 传感器：智能控制系统需要安装多种传感器，如瓦斯浓度传感器、温度传感器等，用于实时监测矿井环境参数。
2. 数据采集与处理：传感器采集到的数据通过数据采集模块传输给控制系统，系统进行数据处理、分析和预测，为后续的控制决策提供依据。
3. 控制算法：智能控制系统需要设计合理的控制算法，根据传感器监测到的数据，自动调节局部通风机的运行状态，实现自动控制。
4. 执行器：智能控制系统通过执行器控制局部通风机的运行，包括调节转速、控制程控风门等。
执行器的性能直接影响到系统的控制精度和稳定性。
三、智能控制系统设计要点在设计煤矿局部通风机智能控制系统时，需要注意以下要点：1. 可靠性：智能控制系统需要经受煤矿环境的考验，具备较高的可靠性。
设计时应充分考虑设备的稳定性和抗干扰能力，确保系统能在恶劣条件下正常运行。
2. 安全性：煤矿作为危险行业，安全性是设计智能控制系统的首要考虑因素。
系统应具备自动报警功能，能够及时检测到瓦斯浓度超标、温度异常等危险情况，确保工人的生命安全。
3. 灵活性：智能控制系统应具备一定的灵活性，能够适应不同矿井环境的需求。
电镀车间局部通风系统设计（101）姓名：陆路专业：安全工程专业日期：2014.5.28摘要本次课程设计主要内容为某电镀车间局部通风系统，目的是为了将车间内不符合卫生标准的污染空气经过处理后从室内排至室外，从而保证室内工作人员进行正常作业。
设计的内容主要包括确定排出有害物设备密闭方法，局部集气罩的形式和位置，确定通风系统的风量和风管材料，对通风管道进行水力计算。
【关键词】：排风罩水力计算风量风机SummaryThe main content of curriculum design for local ventilation system of electroplating workshop, in order to pollute the air in workshop does not conform to the hygiene standardsof processed from indoor to outdoor, indoor staff so as to ensure the normal operation. The design content mainly includes thedetermination of harmful substances discharged equipment closed method, localgas collecting hood of formand position, determine the ventilation system of air volume and air pipe material, the ventilation pipeline hydraulic calculation. [keyword]: exhaust hood hydraulic calculation of air blower目录一、前言二、设计的内容与要求2.1课程设计题目2.2 课程设计资料2.3 课程设计内容三、工业通风系统的设计与计算3.1确定系统划分3.2排风罩布置原则3.3排气罩的计算与选取3.4系统网管的布置形式3.5风管的选择3.6除尘器的选择3.7通风管道的水力计算四总结附录一：通风除尘系统图附录二：系统管道设备布置平面图一前言工业通风是通风工程的重要部分，其主要任务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境和保护大气。
第一节通风一、通风方式及风机安设位置采用压入式通风,局部通风机安设在302采区运输巷距302采区轨道运输巷与302采区回风巷的联络巷口15米处。
二、通风系统新风:地面→副立井→轨道大巷→302联络斜巷→302运输巷(主斜井→轨道大巷→302运输巷)→302采区运输与302回风联络巷及局部通风机→工作面。
污风:工作面→联络巷→302采区回风巷→南翼回风巷→回风立井→地面。
三、局部通风机选型:(1)根据掘进工作面实际需风量,按照风筒百米漏风率实测值计算局部通风机实际吸风量。
Q扇=Q掘/(1-L掘/100×η)=150/(1-720/100×2、5%)=188m3/min式中:Q扇——局部通风机实际吸风量,m3/min;Q掘——掘进工作面实际需要风量,m3/min;η——风筒百米漏风率%,取2、5%;L掘——掘进工作面长度,m,取720米;根据上述计算选择FBD5、6/2×15KW局扇,实际吸风量可达415m3/min,可满足188m3/min吸风量。
(2)按照局部通风机最大额定吸风量计算:Q掘=Q扇×Ⅰ+60×0、25S最大=415×1+60×0、25×9、1=552m3/min式中:Q扇——局部通风机最大额定吸风量,m3/min,取415m3/min;I——工作面同时通风的局部通风机台数。
;0、25——岩巷,半煤岩巷与煤巷允许的最低风速;S——局部通风机安装地点到回风口之间的巷道断面积,m2;取9、1局扇安装处巷道全风压风量为552 m3/min,大于计算风量,符合规定。
(3)最大风速验算Q煤≤240 S掘m3/min≤240×9、1≤2184m3/min根据风速验算,选取FBD5、6/2×15型号局扇风机可满足实际需求。
四、掘进工作面风筒直径选用标准表2 掘进工作面风筒直径选用标准表五、风量计算掘进工作面实际需要风量,应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机吸风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
以下数据以302回风掘进工作面数据为例,开始掘进后以实测为准。
1、按照瓦斯涌出量计算Q hf=100·q hg·k hg式中:q hg—掘进工作面回风流中最大绝对瓦斯涌出量 0、09m3/min;k hg—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。
k hg =0、04%÷0、02%≈2、0,其中0、04%为掘进工作面日最大瓦斯浓度,0、02%为月平均日瓦斯浓度。
100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
Q hf=100·q hg·k hg=100×0、09×2、0=18m3/min;2、按照二氧化碳涌出量计算Q hf=67·q hc·k hc式中:q hc—掘进工作面回风流中绝对二氧化碳涌出量为1、39m3/min。
k hc—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值。
k cc=0、06%/0、04%≈1、5,其中0、06%为掘进工作面日最大二氧化碳浓度,0、04%为月平均日二氧化碳浓度。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1、5%的换算系数。
Q hf=67·q hc·k hc=67×1、39×1、5=139m3/min;3、按炸药量计算该矿井掘进工作面均采用综掘,因此,不需按炸药量进行计算需风量。
4、按工作人员数量计算Q af=4N hf=4×14=56m3/min;式中:N hf—掘进工作面同时工作的最多人数,均取交接班时14人。
5、按风速进行验算⑴验算最小风量Q af≥60×0、25S hf30202运输顺槽:139m3/min≤60×0、25×10=150m3/min⑵验算最大风量Q af≤60×4、0S hf30202运输顺槽 :139m3/min≤60×4、0×10=2400m3/min式中:S hf—掘进工作面巷道的净断面积,30202运输顺槽掘进面取10m2。
按煤矿安全规程的规定,掘进工作面需要风量应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人数等因素分别进行计算后,取其中最大值。
不符合规程要求,因此掘进工作面迎头需风量取最低风速风量为: 150m3/min =2、5m3/s 。
6、按局部通风机实际吸风量计算矿井掘进工作面为有瓦斯涌出的煤巷。
Q hf=Q af·I+60×0、25S hd式中:Q af—局部通风机实际吸风量,FBD№5、6/2×15型局部通风机吸风量415～270m3/min,风压为600-4800pa的局部通风机,为了保证局部通风机不吸循环风。
Q af——矿井局扇最大吸风量为415 m3/min、I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数;取1台。
0、25—有瓦斯涌出巷道的允许最低风速;S hd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,根据现场实测,30202运输顺槽掘进工作面局部通风机安装地点在302采区运输巷(进风巷道),距距302采区轨道运输巷与302采区回风巷的联络巷口15米处,其断面9、1m2。
则,30202运输顺槽局部通风机全风压风量为 :Q hf=Q af·I+60×0、25S hd=415×1+60×0、25×9、1=552m3/min=9、2 m3/s、综合上述计算, 通过上述计算并验算,掘进工作面实际需要风量为:150m3/min,掘进工作面局扇安装地点全风压供风量为:9、2m3/s。
表 1 局扇选型及参数五、局扇管理规定1、局扇位置:FBD5、6/2×15局扇安装于302采区运输巷距302采区轨道运输巷与302采区回风巷的联络巷口15米处,局扇安装严格执行《局扇安装审批表》,局扇下井必须经过验收。
2、局扇必须实现“三专两闭锁”(即专用变压器、专用开关、专用线路,风电闭锁与瓦斯电闭锁)与双风机(主备局扇能力必须相同)双电源自动切换。
局扇安装使用必须严格执行“五专一化一切换”规定,即专项设计、专项措施、专人安(移)装、专人验收、专人管理,采用“定制化”管理,并实现局扇“单双日切换”。
3、局扇投入运行后必须在局扇附近5米范围内悬挂“局扇管理牌板”,标明安装时间、安装地点、使用单位、局扇(备扇)编号、型号与功率、安装时间、全风压配风量、吸入风量、出口风量、管理负责人等内容。
4、FBD5、6/2×15KW局扇连接的风筒出口距工作面迎头的距离不大于5。
5、局扇必须按设计审批的位置安装,严禁随意移动。
6、任何人不得随意停开局扇,因检修等原因停止局扇运转时,必须提前办理有计划停风手续,否则不准停风。
7、工作面因其它原因无计划停风后,由班组长负责将全部人员撤到全风压风流处,在巷道内距全风压回风口不大于3m处设警戒或派专人在巷道口站岗,防止其她人员误入,通风正常前,任何人不得入内。
恢复通风前,瓦检员必须按规定检查瓦斯,符合规定时,方可启动局扇,不经瓦检员同意,任何人不准启动局扇。
8、风筒必须采用抗静电、阻燃风筒。
9、风筒严格按巷道断面标准要求吊挂,且必须逢环必挂、吊挂平直,拐弯地点需平缓过渡,杜绝出现拐死弯现象,以减少通风阻力。
风筒吊挂不得出现脱节、破口、漏风等现象,严禁使用不同直径风筒连接。
10、严禁随意断开风筒,风筒有脱节、落地现象时,班组长、瓦检员要负责立即处理。
11、当班班组长要仔细检查工作面通防设施,风筒吊挂情况,发现问题及时安排处理。
12、局扇必须明确专人检修维护,本班机电工负责本班局扇运行及完好情况。
第二节综合防尘防尘供水管路来自地面,经主斜井→轨道运输大巷→轨道大巷与二部皮带运输大巷联络巷→三部皮带巷→302运输巷→302采区运输与302回风联络巷→工作面防尘洒水管路直径选用2、5寸钢管,每间隔50米安设三通阀门一个。
(1)坚持湿打眼,严禁干打眼。
(2)防尘工每天对巷道冲洗一遍。
(3)工作面割煤后、清渣期间及时洒水灭尘,帮部打眼需专人洒水。
(4)机电设备上的煤尘由专人负责清理,清理前必须停止设备运行、闭锁开关,严禁用水冲洗带电设备。
(5)自觉佩戴防尘口罩。
(6)各转载点喷雾齐全,并正常使用,及时消除粉尘,喷雾阀门安装在喷雾上风侧5米处。
(7)各转载点安设一道净化水幕,距回风口20m、30m范围内安设两道净化水幕,距工作面50m安设一道净化水幕,随工作面推进而前移,净化水幕阀门安装在其上风侧5米处。
第三节防灭火3号煤层有自燃发火倾向,因此,必须执行以下措施:防尘供水管路兼做防灭火管路。
各三通阀门连接一节不少于30米的消防洒水软管,必须选用阻燃橡胶软管。
1、带式输送机机头必须各备有2个灭火器、1把消防铁锹、1个消防桶与1个砂箱。
掘进机必须配备两台灭火器。
2、配电点、风机开关处备有2个灭水器与1个砂箱。
3、井下使用的柴油、煤油与变压器必须装入盖严的铁桶内,由专人押运送至使用地点,剩余的油必须运回地面,严禁在井下存放。
4、井下使用的润滑油、棉纱、布头与纸等,必须存放在盖严的铁桶内。
用过的棉纱、布头与纸,也必须放在盖严的铁桶内,并由专人定期送到地面处理,不得乱扔。
严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。
5、巷道内的电器设备实现“三无”,杜绝“失爆”。
6、巷内粉尘要定期冲洗与清扫。
7、若电器设备着火时,先切断电源,然后用砂子灭火。
8、严禁使用变质的炸药,以防拒爆燃烧。
9、如工作面或巷道内着火时,根据着火情况,应首先采用直接灭火方法,如用灭火器、用水扑灭等,在直接灭火过程中,一般不得改变火区的风流方向。
直接灭火不能取得不效灭火效果时,为防止火势发展,应采取封闭隔绝灭火;封闭火区前,必须根据火区的瓦斯,一氧化碳等气体变化情况,慎重决定通风方法与封闭程序。
10、工作面推进100米时,在距开口50米处安设一架辅助隔爆水棚,棚区长度不小于20米,总水量不少于200L/m2。
第四节瓦斯防治1、局部通风机实行专人管理,严禁无计划停风停电,严禁随意停开局部通风机。
2、风筒必须随工作面及时延伸到位,接头严密,必须反压边,风筒出风口距工作面距离不大于5m。
3、加强瓦斯管理,配备专职瓦检员,严格执行瓦检员管理制度与井下现场交接班制度,每班瓦检员至少对工作面迎头、工作面回风的瓦斯至少检查2次,发现异常超限时及时切断电源、撤出人员、揭示警标并进行汇报。
