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×××××煤矿矿井通风设计（2013年）矿长；×××设计编写；××××编写日期； 2013年3月3日目录第一章井田概况 (3)第二章矿井通风系统 (9)第三章、矿井风量计算 (11)第四章、矿井风量、风压及等积孔 (15)第五章、反风方式、反风系统及设施 (19)第六章、供热风系统设计 (20)第七章、矿井通风费用计算 (22)第八章、矿井通风系统的合理性可靠性和抗灾能力分析 (24)第九章、附图 (26)前言为了贯彻执行国家的安全生产方针，保障煤矿职工的安全和健康，保证生产建设的正常进行，达到以风定产的要求，让井下各工作面以及其它地点的风量按需分配，特制定本通风设计。
本通风设计主要是根据《中华人民共和国矿山安全法》和2011年版《煤矿安全规程》等有关条款而制定，参考新疆天发工贸有限责任公司第一煤矿《初步设计安全专篇》、《新疆天发公司第一煤矿2011年瓦斯等级报告》二书。
本设计在编写过程中，力求使用专业术语，简明扼要，紧密结合工作实际，对通风设施的设置、管理、各工作面所需风量的配备和安全保证措施都做了明确的规定和要求。
本设计经审批签字后，煤矿要认真组织有关人员学习本设计有关规定，在生产中严格按设计操作，如有变更，必须及时修改或补充说明。
编者2013年3月第一章井田概况一、矿井交通及气候情（一）矿井概况1．交通位置××××××煤矿位于乌鲁木齐市以东八道湾与碱沟之间的九道湾中部。
行政区划属乌鲁木齐市水磨沟区管辖。
井田地理坐标：东经87°41′46″～87°42′36″北纬43°51′35″～43°53′10″井田西距乌鲁木齐市16㎞，北距米泉市15㎞，均有沥青公路相通，交通极为便利。
山西天润煤化集团德通煤业有限公司矿井通风系统调整方案及安全技术措施编制单位:通防技术科编制人：杨震2018年9月16日矿井通风系统调整方案及安全技术措施一、编制目的根据《山西天润煤化集团德通煤业有限公司通风系统变更初步设计》要求，待后期风井装备完成具备挂网运行条件后，对矿井通风系统进行调整，为保证新旧通风系统切换时的安全,特制定矿井通风系统调整方案及安全技术措施.二、编制依据1、《山西天润煤化集团德通煤业有限公司通风系统变更初步设计》；2、临煤审发【2017】10号文,关于山西天润煤化集团德通煤业有限公司通风系统变更初步设计的批复;3、《煤矿安全规程》（2016)；4、《煤矿井工开采通风技术条件》 AQ1028—2006。
三、风险辨识1、通风系统调整方案及安全技术措施贯彻不到位，参与人员未按照系统调整顺序进行系统调整，造成系统紊乱、风流短路、用风地点风量不足，造成窒息、中毒.防范措施:通风系统调整前，制定详细通风系统调整流程图,召开预备会,进行详细安排部署，将通风系统调整方案及安全技术措施传达至每个参与人员并签字确认。
2、通风设施施工不到位或施工质量较差，造成通风系统紊乱，局部地点风量不足。
防范措施：通风设施严格按设计施工，系统调整前要经通防技术科和安全监察科共同验收合格，方可进行通风系统调整。
3、系统调整过程中,仪器仪表不完好或操作不当,导致通风参数测定不准确，影响通风。
防范措施：各种仪器仪表不完好不得入井,现场使用仪器仪表时，必须再次检查完好性.4、系统调整过程中,现场警戒未设置或设置不到位，人员进入微风、无风区,造成窒息、中毒。
防范措施：通风系统调整期间，对可能存在微风、无风区域要设置警戒，悬挂“严禁入内”警戒牌，严禁人员进入。
四、组织机构为保证调整工作顺利进行,成立通风系统调整领导组.组长:孙毅(矿长)副组长:李云义（总工程师）魏庆阳（生产矿长) 徐衍超（通风矿长）孙玉宝（机电矿长）王荣年（安全矿长）成员:王志刚（通防副总）徐小波（机电副总）周成（安全副总）李建华（技术副总) 娄峰(生产副总）于刚（地测副总）阴法滨（通防技术科科长）武明刚(安全监察科科长）刘院（机电技术科科长）杜建廷（采掘技术科科长）高照全(地测技术科科长）孙兆军(调度室主任）巩金涧（监测监控队队长）张广勇（通防工区区长）设立井筒贯通与风机挂网运行指挥部,指挥部设在调度室。
安阳鑫龙煤业（集团）龙山煤业有限责任公司井下监测监控系统方案设计说明书（修订版）二0一二年六月目录前言 (3)一、方案设计原则 (4)二、方案设计依据 (5)三、方案设计标准 (6)四、矿井概况 (7)1、位置范围 (7)2、地质说明 (7)3、通信方式 (8)五、KJ209N型煤矿安全监控系统 (9)1、主要功能特点 (9)2、主要技术指标 (12)3、系统组成 (13)4、煤矿安全监控设备配置 (14)六、监控系统的安全措施 (21)1、设计方面 (21)2、设备安装调试、整定值方面 (21)3、运行维护和人员培训方面 (21)七、矿井安全监测监控系统运行的可靠性分析 (23)八、安全监控工程完成后的预期效果 (24)九、系统的运行维护与管理 (25)1、机构与培训 (25)2、系统运行管理 (25)3、系统维护管理 (26)4、系统的联网 (26)前言为进一步提高矿井安全防护和应急救援水平，保障矿工生命安全，促进矿井安全生产，按照《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下“六大系统”的通知》要求和《河南省煤矿井下安全避险“六大系统”验收标准及评分办法（试行）》，建设并完善煤矿井下避险“六大系统”是国家安全发展的需要，煤矿监测监控系统是国家强制推行的先进适用技术装备，为规范和促进龙山煤矿监测监控系统的建设、完善和管理工作。
根据：1、国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）；2、国家煤矿安全监察局办公室《关于印发赵铁锤同志在推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作座谈会上讲话的通知》（安监司办〔2010〕33号）；3、国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知》（安监总煤装〔2011〕33号）；4、国家安全监管总局办公厅国家煤矿安监局办公室《关于进一步加快煤矿井下安全避险“六大系统”示范矿井建设的通知》(安监总厅煤装〔2011〕59号)；5、河南煤矿安全监察局2012年3月13日下发《河南省煤矿井下安全避险“六大系统”验收标准及评分办法（试行）》（豫煤安避险〔2012〕1号）；结合龙山煤矿实际情况，编制本设计说明书。
煤矿井下智能通风系统的设计及应用摘要：随着矿井深度和范围的逐渐扩大，矿井的通风环境参数也在不断的变化，通风参数实时监测显得尤为重要。
通过对通风参数进行实时采集，系统的管理员可以有效地针对系统中存在的安全问题采取及时、有效的措施，从而大大减小了各种事故同时发生的可能性。
在煤矿作业中，智能通风技术包括通风环境参数实时监测和通风系统智能决策，根据实际监测的数据进行风网解算、通风网络故障诊断和按需供风。
具体而言，智能通风系统包含信号、传感器、智能决策等系统模块。
关键词：煤矿井下；智能通风系统；设计；应用引言智慧矿山已经成为行业发展的共识。
在国家政策的支持下，建设多种类型和模式的智能示范矿井已成为煤炭企业的新目标。
智能矿井建设是指采煤系统、掘进系统、机电系统、运输系统、通风系统、排水系统的智能化。
煤矿智能化是我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑已成为行业广泛共识，这与技术发展、政策顶层设计及全行业协同推进密不可分。
1、概述10年来，在“去产能”宏观调控的影响下，煤炭行业发生了翻天覆地的变化。
不仅如此，随着我国“碳中和”和“二氧化碳排放峰值”发展目标的明确，煤炭行业的生产方式也逐渐从劳动密集型向创新驱动转变。
其中，智能矿井和智能采煤已成为现代矿井建设的重要方向。
智能矿山建设确定了以“全感知、深度互联、高度共享、智能服务、可视化展示”为基本特征的建设方向，通过大数据、云计算、物联网等技术实现矿山生产的智能决策。
通风系统的智能化是智慧矿山建设中的重要组成部分，是矿井保障安全生产的基石，国内外众多学者对矿井智能通风系统的构建开展了研究。
周福保[1]阐释了矿井智能通风系统定义、内涵以及原理和建设目标。
基于现场总结技术，杨杰[2]提出了智能通风系统的设计方案。
临矿集团、宜兴煤业、神东煤炭集团等国内矿山企业也针对智能通风系统的设备研发、系统构建、智能调控等内容开展了研究和探索。
2、煤矿井下智能通风系统设计2.1、风量基础数据模型建立通风环境参数监测主要包括风量、风速和风压，在这三个参数的测量过程中，风压参数的监测比较困难，容易受到外界因素的影响，因此测量结果存在较大的偏差。
1 矿井通风机监控系统设计方案 1.1选题的背景和意义 通风机是煤矿的四大固定设备之一，它担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任，具有“矿井肺腑”之称。由于井下工作环境恶劣，主通风机工作电压较高，电流较大，出现故障的概率也较大。一旦发生故障，将会对整个矿区的生产和安全造成重大影响。因此，有必要建立一套功能完善的自动监控系统，实现矿井主通风机性能及状态的在线实时监测，以便在生产过程中及时掌握主通风机的运行参数和状态，这也是主通风机控制系统的发展方向。据统计，煤矿事故70%以上是由于通风设备故障、通风管理不善等所造成。随着煤矿生产规模的扩大、生产效率的提高，井下通风系统对通风设备的监测监控也必须提出了更高的要求。利用设备在线监测监控等相关技术，实时调节风机运行状态，及早发现故障隐患十分必要。高压变频技术、智能控制技术、传感器技术、现场总线技术以及工业以太网技术的迅速发展，为满足煤矿生产的上述要求提供了可能。本监控系统就是在此背景下提出的。
1.2 风机监控系统国内外研究状况 国外很早就对风机进行了研究。至90年代，一般的风机均配有在线监控系统，集保护、检测、控制于一体，不但能实现风量的自动调节，主要能进行故障诊断，预测使用寿命，预报维修极限，成功地对风机进行了检测，有效的保证了矿井通风系统的安全运行。美国煤矿使用的主风机以轴流式为主，近年来开始采用在运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调风机，节能效果好。德国以TLT公司为代表，采用液压式动叶调节的轴流通风机，其运行效率可保持在83%～88%以内。国内在这两方面起步比较晚。风量调节方法都比较落后，需要在停机的情况下进行手动调节或者是隔一段时间才能调节一次。其一这种人工操作方法只能做到阶段性调节而不能做到及时连续自动调节，而且实时性差，风量控制不准确，自动化程度不高；另外，我国煤矿主通风机一般都在远离煤矿管理部门的井田边缘，通风设备的管理由于风量参数不能实现在线监测而成为煤矿自动化管理的薄弱环节。目前大部分厂家只对设备进行简单的点测，或是对风机进行简易的诊断。近几年来，陆续有几家大中型企业开始安装了专用检测诊断设备对风机进行了长期检测。近几年来，陆续有几家大中型企业开始安装了专用检测诊断设备对风机进行了长期检测。05年南京因泰莱电器股份有限公司为银川力城电子煤矿设计了综合现代化通信、计算机和自动控制与检测技术的全分布式计算机监控系统，它具有显示、打印、报警、状态识别、趋势分析、现场动平衡等功能，在实际应用中取得了很好的效果。但与国外还是存在着一定的距离。
1.3矿井主通风机在线监测监控的展望 随着科学技术的发展,科技人员的不断努力，矿井主通风机在线监测监控取得了一定的成绩,但也明显存在一些不足矿井主通风机在线监测监控主要还处在监测水平，其控制功能 2
很弱，对主通风机的控制和故障诊断基本上还处在研究阶段，矿井主通风机在线监测监控的可靠性有待进一步提高，矿井主通风机在线监测监控是一个较独立的系统,未与整个矿井通风系统、整个煤矿管理系统取得协调的联系。 针对以上不足，为了进一步提高煤矿自动化管理水平,提高生产的安全程度，降低工人劳动强度，矿并主通风机在线监测监控应在如下几个方面发展： (1)煤矿监测监控系统结构向集散化结构发展 新推出的监测监控系统基本上都采用集散系统结构，一般由现场测控分站和控制中心主站组成。分站以脱离主站自动实现就地监测和控制功能，一般由中小型可编程控制器组成。主站一般采用PC机，主要负责监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析、报表打印等。 (2)煤矿安全监测监控系统开放化 新推出的集散监测监控系统均采用开放系统互连的标准模型、通信协议或规程，支持多种互连标准。任何集散测控系统，只要遵循这些规程，就能够与其它系统或计算机系统相连，方便地组成多节点的计算机局域网络，实现系统间的通信和数据共享。 (3)煤矿安全监测监控系统智能化 主要是指传感器的智能化，如不断推出的具有自动校正、灵敏度自动补偿、非线性自动补偿等功能的智能传感器。 (4)煤矿安全监测监控系统应用软件发展趋势 包括操作系统的实时多任务化，控制软件的组态化、智能化和图形化，软件系统的开放化、标准化。 (5)煤矿安全监测监控系统向综合化方向发展 全矿井综合监控系统是一种可用于环境安全、轨道运输、皮带运输、提升运输、供电系统、排水系统、矿山压力、煤与瓦斯突出、自燃发火、大型机电设备的运行状况等多方面综合监控的系统，既可用于某一单方面的监控，又可实现全面综合监控。 (6)发展专家诊断、专家决策系统软件 我国监测监控系统软件目前停留在对被监测量的实时采集、存储、超限报警及断电、以曲线、图形和报表形式输出的水平，实现了对数据的最基本处理，在此基础上，国内正在开发专家系统和矿井安全预警系统。在矿难发生前就能对各种安全隐患进行预测，使安全隐患消灭在萌芽状态。
1.4本论文的主要工作和安排 本论文以矿井对旋轴流风机为研究对象，以西门子 S7-200 可编程逻辑控制器作为监控核心，运用温度，压力，振动等传感器和电量采集单元对风机运行状态以及各种电量参数进行检测。同时，利用PLC和上位机之间的通信实现通风机运行的在线监控。本论文还讨论了利用变频器控制通风机的变频运行，实现风机的高效节能运行。具体地说，本论文的主要研究内容如下： 1实现信号采集与实时监测，包括风机的运行状态、故障状态、负压、流量、轴承振动、轴承温度、定子温度、电压、电流、功率、效率等。 2控制系统能实现风机手动和自动变频运行的切换，使风机处于工频或变频运行状态。在变频运行时，该系统能根据压力传感器的模拟量输入，经PLC内部运算，计算出系统满 3
足安全生产所需的风量大小对应的变频器输入电压值，经扩展模块模拟量输出控制变频器自动调整风机的转速。 3本系统能实现多种报警功能，如风机定子，轴承温度超限，电动机振动异常报警，以及变频器出现故障及时报警，及时处理的功能。 4 用工程制图软件绘制系统主电路图和PLC及扩展模块接线图。 5 用STEP7-Micro/WIN编程软件编出PLC梯形图。 6 用PROFIBUS-DP现场总线和工业以太网完成对PLC通信网络的组建。 7模拟风机运行情况，用组态王软件绘制煤矿主通风机在线监测系统主界面和PLC控制变频器调速系统主界面。并生成性能参数实时曲线和历史趋势曲线，监测数据归档、数据报表查询及打印，以及瓦斯浓度、风量、风压等监控量的趋势曲线、超限报警和数据报表功能。 4 2 系统构成及各部分功能 本论文设计的矿井主扇风机的监控包括风机运行状态的监测和风机风量的调节两部分。 本系统中风机运行状态的监测以工控领域的可编程控制器(PLC)和组态软件为核心，以标准控制柜作为信号采集和控制输出装置,辅以传感器、中间继电器和其它辅助设备构建整个监控系统。通过的煤矿主通风机的计算机监控管理系统,实现了通风机的计算机实时监控以及通风机房与工业以太网和煤矿安全监控网络系统的信息共享。 风机风量的调节中引入变频器对风机风速的调节，据所需风量和风压大小通过变频器来调节风机的转速在节能和提高风机效率方面具有无与伦比的优点，还能实现风机的软启动和保护等要求。 2.1矿井主扇风机
2.1.1矿井主扇风机概述 矿井通风机按结构来分，有离心通风机和轴流通风机，目前矿上使用最多的是轴流通风机。轴流通风机是气体沿轴向进入旋转叶片通道，由叶片与气体的相互作用，使气体被压缩并沿轴向排出的通风机。在两级的轴流通风机中，有一种性能比较好的轴流通风机—对旋式轴流通风机，它的一个叶轮装在另一个叶轮的后面，同时两个叶轮的旋转方向彼此相反。它具有结构尺寸短，效率高，反风性能好的特点。目前矿井中主扇风机大部分采用对旋式轴流风机。 本论文中采用某实验风机，其技术参数如下： 风机基本性能参数 转速（r/min） 风量（错误!未找到引用源。/h） 全压（Pa） 效率（%） 直径（mm）
2900 5400-9000 1200-2400 85.5 400 配用电机基本参数 型号 转速（r/min） 功率（Kw） 额定电压（V） 额定电流（A） Y112M2 2900 4×2 380 8.5
2.1.2风机主要技术指标 1.风量 单位时间内通风机吸入的气体的体积称为通风机的风量，以Q表示，单位为m/错误!未找到引用源。 2.风压 在通风中所称的风压是指单位体积的空气所具有的能量，按其类型可分为静压、动压和全 5
压，其单位为Pa。 1)静压 通风网络中单位体积流体所具有的压力能量，即为气体的静压力，以错误!未找到引用源。表示，在实际的通风网路中，通风截面一般不是很大，可以忽略同一截面上任意两地之间气体的位能之差，因此在缓变流条件下，同一过流截面上个点的静压值可以认为相等。 2)动压 指单位体积的流体所具有的动能，携带该能量的气体微团被滞止后表现的压力，故称为动压，其大小用下式计算：
错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。
式中： 错误!未找到引用源。——气体中某点的动压，Pa； 错误!未找到引用源。——动压测量处的空气密度，kg/错误!未找到引用源。； 错误!未找到引用源。——气体的流速，m/s 3)全压 气流中某一点的滞止压力，亦是该点静压和动压的代数和，以错误!未找到引用源。表示：
错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。
3功率 通风机的功率分为轴功率和有效功率。轴功率是指原动机传递给通风机轴上的功率，有功功率是指风机在单位时间内对气体做的有用功，通风机的全压有效功率用下式计算:
错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。——通风机全压有效功率，kW； 错误!未找到引用源。——通风机的全压，Pa； 错误!未找到引用源。——通风机的风量，m/错误!未找到引用源。。 若通风机的风压用静压表示，则通风机静压有效功率可用下式计算:
错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。 式中: 错误!未找到引用源。——通风机静压有效功率，kW。 4效率 效率是全压有效功率或静压有效功率与轴功率的比值，前者称为全压效率，后者称为静压效率，计算公式如下：
式中
