煤矿通风机在线选型CAD数学模型建立与应用

为保障矿井的通风良好,新建矿井设计和老矿井技术改造,都需要对矿井的通风设备进行选型设计。而选型设计的优劣,将直接影响矿井生产的经济效益和矿井生产的安全性。而传统的通风机选型设计是由设计人员将矿井的网络特性方程H=RQ^2,投影到通风机生产厂商提供的性能曲线图或利用高效区的性能曲线表,采用内插法进行选型设计的。这种选型方法选择面较小且准确度不高。随着CAD技术的成熟,利用计算机进行通风机选型设计已成为发展趋势。而实现计算机选型的关键问题,就是如何利用计算机语言,准确建立通风机选型的数学模型（即确定通风机P-Q、Psh-Q、η-Q方程）、矿井网络特性方程以及精确计算矿井通风工况点。鉴于此,本文首先导出拟合通风机P-Q、Psh-Q、η-Q程的方法,然后验证拟合方程的可靠性,最后利用拟合方程和矿井网络特性方程通过弦截法计算工况点,建立了矿井通风机在线选型的CAD数学模型,并验证其实用性。     

基于多项式曲线拟合方程法的矿用风机风压特性曲线的对比研究

由于矿井通风的复杂性,难免会出现风压风量过剩的情况,因此节约电能,保证矿井通风机经济安全运行是当前的研究方向。从矿井轴流式通风机性能曲线切入,通过曲线多项式拟合方程法确定主要通风机风压风量方程,并通过与风机性能实测数据的对比,得出多项式拟合风机特性曲线是能够适用于矿井实际风压风量的计算需要。     

矿井通风机安全稳定运行的可变模糊理论分析

根据矿井主要通风机比律定律,提出了风机特性曲线数学平移方法,由标准或实测风机特性曲线,快速获得不同叶片角度、转速下的风机性能曲线,建立了矿井通风机安全稳定运行的因素指标体系,采用可变模糊理论评价分析了矿井通风机安全稳定性,为矿井通风系统安全稳定性的评判提供依据。     

鲁班山南矿通风改造方案选择及主通风机改造

鲁班山南矿主要通风机的理论特性曲线和实际特性曲线存在很大的差别,另外矿井通风设计提供的风量比实际用风量小、而矿井设计通风风阻比实际矿井通风风阻大,致使目前该矿主通风机工况点处在明显不合理的位置：风机已经没有富裕能力、效率低下。先从优化通风线路入手,提出3个通风方案,并利用通风网络解算软件对其中2个可行的方案进行了通风网络解算;从通风网络解算结果和其他几方面的定性比较,得出了最优方案,即“三进一回”的通风方案。结合选定的最优矿井通风方案,再从矿井主要通风机运行的技术可行性、运行成本和投资成本考虑,提出了首先对现有的2台对旋防爆轴流式主要通风机进行技术改造,更换主要通风机风机叶片、更换电机等,后期结合第二水平的通风改造,更换通风能力更大的主要通风机。     

计算机绘制通风机个体特性曲线及其应用

通风机的个体特性曲线在矿井通风系统调整、优化等工作中常常被应用,但通风机的个体特性曲线的拟合、绘制是一项较为复杂的工作.随着计算机技术的广泛运用,用计算机绘制通风机个体特性曲线,不但过程简单,而且应用方便.通过分析通风机的个体特性曲线一元三点二次插值公式、三次样条函数两种拟合技术,分别使用Excel、AutoCAD进行特性曲线的绘制,阐述了两种拟合技术、两种曲线绘制方法的优、缺点,及其绘制成果的应用.     

沙坪煤矿通风风量优化及设备选型分析

针对沙坪煤矿通风系统现状,通过对采燥、掘进、硐室、矿用防爆机车、备用面及其它地点需要风量的计算,得出矿井优化总需求风量.进一步对矿井相对容易和困难2个时期需风量、矿井负压等计算,根据通风机特性曲线和通风网路特性曲线,进行了主要通风机和电动机设备选型,并对矿井通风系统进行了优化改造,实现矿井主通风机安全运行,具有指导意义.     

计算机管理软件分析系统在局部通风机通风中的应用

借助于数学模型和计算机编程,建立专门致力于改善局部通风机通风数据处理的计算机管理软件分析系统,通过提高数据处理速度及得出通风系统各参数的变化曲线,找出局部通风机通风的薄弱环节,进而采取有效的措施,及时解决局部通风机通风系统中存在的问题。     

煤矿地面主通风机工况点风量风机静压准确预测研究

为提高地面主通风机工况点预测的准确性,以神木煤业石窑店煤矿二号风井更换地面主通风机之后工况点风量风机静压预测为实际现场工程,采用现场实测、数值模拟和理论公式三种方法分别计算风硐与风机连接处通风阻力,研究表明采用数值模拟方法能够准确计算风硐与风机连接处通风阻力。在此基础上建立了非线性形式的风硐与风机连接处风阻计算公式,结合实测的风机风量风机静压特性曲线和矿井通风阻力特性曲线,建立了考虑风硐与风机连接处通风阻力的主通风机风机静压风量工况点预测方程。研究表明：风硐与风机连接处通风阻力对于地面主通风机工况点具有不可忽略的影响作用,主通风机风机静压风量工况点预测过程中考虑风硐与风机连接处通风阻力能够显著提高地面主通风机工况点风量风机静压预测的准确性。     

轴流式通风机特性的曲面拟合

本文分析轴流式通风机特性曲线，提出了用曲面描述轴流式通风机的特性，用最小二乘法确定了通风机特性曲面函数表达式的系数，为矿山通风系统网路解算选择通风饥工况提供新方法。     

矿井高效低耗通风系统构成模式的建立

论文从主要通风机、井巷和通风设施三个方面,研究了矿井通风系统的能耗特性,给出了矿井通风系统的能耗分布,即主电机和传动能耗、主要通风机能耗、矿井主要通风机辅助装置的能耗和矿井通风网络内的能耗。并以此为基础建立矿井高效低耗通风系统的构成模式,提出了以采煤工作面为主要区域的高效低耗通风系统的建立方法和实施步骤。     

矿井通风机联合运转工况分析系统实现

目前随着煤矿开采,开采深度增加与井巷巷道越来越繁琐,通风总阻力不断增大,许多煤矿采用风机联合运转进行矿井供风,但由于缺乏有效的管理手段,对于不同类型风机联合运转无法精确把控。为保证风机联合运转可靠有效,计算其运行工况点对于判定通风串并联运行是否有效至关重要。研发了矿井通风风机联合运转工况分析系统,根据实测数据拟合风机实际运行特性曲线,分析风机以不同方式联合运转时的等效特性,并结合矿井阻力曲线精确计算运转工况点,判断利用该型号风机串并联进行联合供风时,通风系统是否可靠有效、效率是否优化。研究为风机选型、矿井通风安全管理提供可靠技术支撑。     

矿井主扇风机变频控制方案设计与研究

针对煤矿主扇风机工作负荷特点,分析了矿井主扇风机变频调速节能原理,阐述了应用于矿井主扇风机的高压变频器应具有的功能特点,设计了主扇风机高压变频调速控制回路,总结了矿井主扇风机高压变频调速控制方案。     

变频调速控制系统在布尔台矿井主通风机的应用

通过分析煤矿矿井通风机运行特点,提出变频调速技术在矿井通风机系统中应用的必要性。在对布尔台矿矿井通风机使用的变频器特点及功能进行说明后,重点论述了实施变频调速后带来的优点及巨大经济效益。     

矿山风机调频变速节能技术的应用研究

介绍了调频变速节能技术原理及其在矿山风机中的应用,利用负载转矩与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比的原理,对通风系统特性曲线和应用实例进行了分析,结果表明,矿山风机调频变速节能效果明显,具有很好的经济效益。     

基于遗传神经网络的矿井通风机故障诊断研究

为了提高矿井通风机机械故障诊断的准确性,提出了一种基于遗传神经网络的矿井通风机故障诊断模型。利用BP神经网络的自学习、自适应、强容错性,并通过遗传算法优化BP神经网络的连接权重和阈值。弱化了故障诊断中的人为因素,提高了评价结果的准确性和权威性。仿真结果表明,该诊断方法具有准确度高、诊断速度快等优点,是一种实用的故障诊断方法。     

矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型

矿用通风机叶片曲面的加工精度和造型直接关系到今后通风机的使用效率。文章提出了一种基于三次非均匀B样条的方法来完成矿井通风机叶片类曲面的拟合和模型设计方法。通过三次非均匀B样条曲线控制顶点的正算、反算以及节点矢量的计算,借助计算机辅助设计软件Mastercam生成模型,讨论了该方法在今后的通风机叶片类曲面造型上具有广泛的应用前景。     

离心式水泵流量测试结果“偏大”的分析

离心式水泵是井工开采矿山必不可少的设备之一,水泵型号选择主要是根据矿井正常涌水量、最大涌水量以及井下水泵房到出水口的高度来确定。有时因型号选择不正确将导致水泵流量"偏大",电动机运行功率超过其额定功率,电动机有可能被烧毁。工作中可常利用离心式水泵的特性曲线来分析流量与扬程以及流量与电动机运行功率的关系。     

煤矿通风机监控系统应用研究

以某煤矿的通风机监控系统为对象,对系统的设计及应用情况进行了详细研究。在对煤矿通风机系统布局进行简要概述的基础上,对其监控系统的整体方案进行了设计,系统可划分成为现场测量、基础控制和监控管理3大部分。从监控系统的硬件和软件程序2个层面进行了详细的介绍与研究,其中PLC控制器选用的是S7-200型。将设计的监控系统成功部署到了煤矿通风机工程实践中,对运行结果进行现场测试,发现使用监控系统后通风机的运行质量和效率均有了明显提升,矿井的温度、风速、瓦斯浓度均得到了改善,为煤矿生产安全奠定了良好的基础。     

基于BP神经网络的矿井通风机故障诊断系统

提出基于三层BP神经网络的诊断模型,提取反映矿井通风机故障信息的振动信号频谱特征,用来训练神经网络。实测证明矿井通风机故障诊断系统高效、准确,可以推广应用。     

基于多传感器融合的煤矿通风机变频调速系统优化

针对井巷风阻特性和通风机运行状态变化引起的不确定扰动,设计了一种基于多传感器融合和BP神经网络的通风机变频调速系统,利用风速、风量和瓦斯浓度等多传感器融合表征矿井环境特性,通过BP神经网络建立多传感器融合输入与通风机工作频率和叶片位移间的非线性控制模型。开发以西门子S7-300 PLC为软、硬件核心的通风机变频调速控制平台,通过PLC的结构化编程实现多传感器融合和非线性控制模型校正。利用BP神经网络的输出,最终实现通风机转速和叶片安装角的优化控制。调试结果表明,所开发的控制系统具有较强的抗干扰能力,以实际需风量为基准,有助于实现通风机工作效率和电能损耗的协同优化。