矿井通讯系统管理制度(精选8篇)
1、矿井必须有完整的通风系统,改变全矿井、一翼或一个水平的通风系统时,通防部必须制定相应的通风安全技术措施,在矿总工程师审查批准,同时备案。否则,罚通防副总工程师、通防部长、通风队长各100元。
2、改变一个采区、工作面的通风系统时,通风队制定相应的通风安全技术措施,报矿总工程师批准。否则罚通风副总工程师、通防部长、通风队长各100元。
3、矿井通风系统必须安全、稳定、可靠;主要进回风巷之间的联络巷必须砌筑永久挡风墙,确需行人、通车的联络巷应设置永久风门。
4、在准备采区时必须在采区内构成通风系统后才能投入生产;采区的进回风巷必须贯穿整个采区,严禁将一条上(下)山风巷分为两段,一段为进风巷,一段为回风巷。否则,罚责任单位负责人1000元。并责令改正。
5、矿井必须实行分区通风,通风系统中不得有不符合《煤矿安全规程》规定的串联通风、扩散通风、采空区通风。否则,罚直接责任人200元。
6、井下机电硐室、水仓等必须采用独立通风。
7、严格按“以风定产”的原则组织生产。采掘工作面和硐室的供风量应符合作业规程的规定,改变采掘工作面的风量必须经过矿总工程师批准。否则,罚直接责任人500元。严禁无风作业或微风作业。否则,罚直接责任人1000元,按严重“三违”处理。
8、新采区、新采面的设计,必须设计通风设施位置、规格、并保证该位置处巷道条件满足通风设施构筑的规定及使用要求。设计巷道的净断面,必须按支护最大允许变形后的断面计算。否则,罚直接责任人200元。
9、矿井各类巷道的风速必须符合《煤矿安全规程》的规定,且其有效通风断面要保持满足通风需要。否则应制定计划采取调整风量或改变巷道断面等措施。否则,每发现1处不符合,罚通风队队长和技术员各200元。
10、加强通风设施管理和主要通风机装置管理,减少矿井漏风,保证矿井的有效风量率不低于85%。否则,罚通风队长和技术员各200元。
11、矿井必须装备两套同等能力的主要通风机,一台工作,一台备用,备用风机必须能在10min内开动。否则,罚责任人500元。
12、装有主要通风机的出风井口应安设防爆门,防爆门每6个月检查维修一次,并有记录可查。否则,对机电部长、机电队长分别罚款500元。新安装的主要通风机投入使用前,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。否则,罚通风副总和通防部长各500元。
13、加强主要通风机装置及反风设施的管理。主要通风机装置及反风设施的日常管理和月度、季度检查由机电部门负责,机电队每月至少检查一次主要通风机装置,发现问题向机电部长、机电副矿长和矿总工程师汇报并立即处理;机电部和机电队每季度应至少检查一次反风设施。每次检查都要有详细记录,包括各种设备设施的状态、检查人员、隐患问题处理情况等,并存档备查。每少检查检修一次或缺少检查记录,对机电部分管部长、机电队分管队长各罚款500元。主要通风机每月倒台不少于1次,否则对机电部长、机电队分管队长各罚款500元。
14、矿井主要通风机每个班次必须至少安排两名专职司机同时值班。值班司机必须经过岗位培训并考试合格,持证上岗;值班司机必须熟悉主要通风机的性能、控制系统和反风系统,并能熟练操作。
15、回风井的主备风机改变工况或者调换主要通风机时,必须报请机电矿长和总工程师批准。否则,对责任人罚款500元。特殊情况下需要立即改变的,必须在改变后及时向机电矿长和总工程师汇报。否则,对责任人罚款500元。
16、矿井主要通风机房内指示主要通风工作性能参数的各种仪器仪表、水柱计、电流表、电压表等必须齐全完好。主要通风机司机要经常检查风机的运行情况,每小时记录一次运行参数,发现异常,必须立即向矿调度室汇报。
17、矿井主要通风机装置外部漏风率每年至少要测定一次,否则对测风员罚款100元。外部漏风率不得超过5%。
18、矿井必须建立测风制度,至少10天进行一次全面测风。采掘工作面根据实际需要随时进行测风,每次测风结果都必须填写在测风地点的记录牌上,测风牌上应包括测风地点、测风时间、巷道断面、平均风速、风量、温度、瓦斯、二氧化碳及测风人等内容。
19、矿井主要进回风巷、采区进回风巷必须建立正规的测风站,采掘工作面及其它巷道的测风点建立临时的测风站,测风站必须挂测风牌。对正规测风站的断面每季度进行一次校正,对临时测风站的断面每月进行一次校正。测风时将巷道风量、风速、断面、温度、瓦斯和二氧化碳浓度、测定时间、测风工填写到测风牌和测风记录本上,数字齐全清楚。
20、加强回风巷道的维护,杜绝出现高阻力。回风巷道失修率不大于7%。严重失修率不大于3%,主要进回风巷的实际断面不得小于设计断面的2/3。生产技术部每月都要组织对全矿井通风巷道的失修情况进行调查。严重失修巷道及时安排整修,否则,罚生产技术部部长200元。
21、任何单位不得随意用物料堵塞通风巷道断面,对堵塞矿井主要通风巷道断面超过1/3者,按严重隐患考核。
矿井物流管理系统由天地 (常州) 自动化股份有限公司研制推出。该系统由地面监控主机和固定式UHF (Ultra High Frequency, 超高频) 读写器、手持式UHF读写器、UHF标签、WiFi基站等矿用设备组成, 针对矿井辅助运输系统环节多、线路长、经常发生货物冒领与丢失、车辆积压严重等情况, 实施矿井物流物资与机车跟踪、流转管理。
矿井物流管理系统采用UHF RFID技术对矿井运输机车、生产材料和机电设备进行标志, 使用固定式UHF读写器跟踪运输车辆及装载物资, 使用手持式UHF读写器实施物资运输过程管理, 以保证识别、跟踪的可靠性。系统设计了运输任务申报、审批、出库、运输、核算等手续的一站式办公流程, 设计了运输物资在出库、装车、配送、交接等流转全过程中的流转环节管理, 能够减少运输过程对人员、车辆的占用, 并量化矿井生产建设用料和运输用工、用时成本。
关键词:矿井供电;节能优化;供电系统;策略
随着科技的发展,矿井的开采能源的技术更进一步,而相对要使用到的设备所消耗能源的也就跟着提升了,这对于矿业的节能优化有说是为一个严峻的挑战,为了实现我们的可持续发展目标,节能减排,对此进行了矿业供电系统优化的探索。煤矿已是我国重点的消耗能源的行业之一了,电能的成本占煤矿生产2/3及以上,矿产业的节能问题已是煤矿行业要及时解决的重要问题,矿井节能优化的管理改造是势在必行的。
一、矿井供电系统的概述及研究的意义
电力电系统是实现电能的变换输送、生产分配、用电功能的各类设备设施能按照技术及经济的要求有机的结合组成一个完整系统。而供电系统是电力系统的组成部分之一,其关系到电力系统的后面两个重要的环节。我国在矿业的生产上高度的重视,企业矿业的作业环节复杂,其作业供电的电能消耗是巨大的,供电系统的安全可靠性直接影响到矿井生产的安全及矿工的人身安全。提高矿井供电系统的安全可靠性是当前矿业发展的阻力难题。
二、矿井供电系统优化策略
(一)对于矿井地面供电系统的优化
矿井地面的供电电力要能实现得了二级负荷双回路的供电,还有地面的装运系统、暖通空调、矸石运输系统等二级负荷,增加可靠性与灵活性,用电需注意区分如办公供电要与矿产的供电分开,减少不必要的影响,办公供电和生活的供电可用专门的线路与变压器来维持,减少停电断电的规律,同时延长供电设备及电器使用设备的使用寿命。
(二)供电系统的矿井井下电源优化
首先要采取双回路或其他的供电模式以减负变电所在供电负荷时的停电时间,同时增加电源设备的供电能力,这样有利于煤矿开采时的安全作业,让供电变得更灵活,供电的电源线路应要全线的避雷设备减少因雷击造成了的不必的损失,降低生产过程中所造成的电源供电不足的影响。其次,以免矿井的辅助运输设备与采掘供电交叉相互影响,要将开采和挖掘的供电分开,这样规范了采取变电所电源的供电,也减少了辅助运输设备在作业过程中的电源供电交替影响。高效的避免”井下停电影响一片”的混乱,所以要专门的配电开关、移动变电站和专门的变压器等互相独立互不影响。
(三)矿井供电的主变压器
矿井在作业的过程中要注意各供电电力变压器的三相负载要保持平衡,负载合理科学的分配,并应该选择高导磁质量保障冷轧晶粒取向硅钢片和新时代工业节能变压器,注意磁场方向要保持一致性,减少涡流的耗损。产业项目的地面要选择的变压器必须符合《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》和《电力变压器能效限定值及能效等级》的相关规定,并建议使用耗损低的变压器。
三、作业过程中供电电力的节能优化
(一)供电的电动机、电气等的节能优化
矿井供电应该都要选择使用高效率的电动机,而且较大型的要选择使用变频调速系统,使得在降低负载可以自动的调节,提升电动机的载轻效率达到节能优化的目的。在选择电气设备时,如软起动器时要针对与矿井开采挖掘、运输系统负荷比较大的设备均可采用。由于它是有起动时间的,所以要逐步去调节控硅导通角,及时控制电压的变化。投入运转的时候时可对电压进行连续性的调节,起动平稳到起动完毕,能达到矿井供电的节能优化的目标。
(二)矿井供电的用电功率因数弥补
矿井供电时选择使用无功功率的柔性自动去补偿,须将该系统功率因数弥补到0.95以上,也就是变压器和高电压用电设备的无功功率都是由高电压电容器来弥补,其他作为分配,采用固定式与自动的弥补相结合,运作小的使用固定式,运作变动较大的就采用自动。在矿井的井下推广采用的是矿用的隔爆型的动态无功弥补装置,是与井下供电系统的矿用的隔爆型变电站、干式变压器并联使用的,是集中式的一种补充,也可在作业过程的供电变压器使用2次的单独弥补。电网的功率因数补充,可降低供电变压器和输送线路的消耗,从而提高供电效率,并完善了矿井的供电环境及节能降耗的作用。
(三)矿井的供电设备系统需改造更替
针对矿业作业相关设备的探究,防爆型的智能真空开关的技术逐渐的创新发展,矿井的供电系统开关设备已实现了智能数字开关高压集控自动化,矿井的安全化装备达到了本质的水平,随着设备的不断更替创新,使得变电站的供电系统安全保护得以提升,设备进行了智能保护化、自动化改造,提高了矿井供电设备系统的整体性能。
四、结束语
随着科技的高速发展能源使用率逐渐的增加,使得了供电的电力能源的价格也在逐渐的提升,不但增加了矿业生产的供电成本,也带来了矿业的沉重经济负担。我国高度重视对于能源的使用节能减排的技术,对于矿业生产的企业来说,一定要加强对低耗节能优化的强制管理,矿业的改造挖掘精细管理的措施,加强改进,探索创新,积极的采用新型工艺来控制降低供电用电的成本,为建设美好的绿色节能优化的现代化高效高产的矿井而努力奋斗。
参考文献:
[1]吴钊.在互联网金融商业模式背景下的中小商业银行发展战略研究[D].西南财经大学,2014.
[2]杨春稳.矿井局部风机供电可靠性保障系统的研究[D].河北工业大学,2011.
井下人员定位系统项目立项
申请书
项目名称:煤矿井下人员定位系统申请单位:水矿集团汪家寨煤矿项目负责人:杨开贵申报时间:2007年2月26日
水矿集团汪家寨煤矿
一、项目建设目的:汪家寨煤矿位于贵州省六盘水市钟山区汪家寨镇境内,距六盘水市区18km,矿区内有汪家寨选煤厂铁路支线与水大支线的野马寨车站相连,交通十分便利。矿井始建于1965年,设计能力为150万吨/年,矿井水平开拓延深中将矿井生产系统按300万T/年进行扩建,目前形成300万T/年生产能力,分平硐和斜井两个自然井口井,汪家寨煤矿属于贵州水城矿业集团有限责任公司下属骨干生产矿井之一,矿井始建于1965年,原设计能力为150万t/a。分为平峒和斜井两个独立的生产井,两井共用一个工业广场.配套洗煤厂一座,原煤全部入洗.矿井在水平延深及采区接续调整过程中将矿井生产系统按300万t/a进行扩建,2002年完成,目前形成300万t/a生产能力,2004年核定矿井生产能力270万t/a。矿井1990年达到设计能力,生产原煤170.7万t。1999年推广综采放顶煤技术后,从2003年起、我矿年矿井生产原煤基本都达到200万t左右。
矿井开拓采用平硐、斜井两种方式,多水平上下山开采,采用走向长壁后退式采煤法,11#层厚煤层采用综采放顶煤采煤方法,1#层、7#层、8#层利用第七批国债项目购进综采支架,实现了综合机械化开采。矿井内现有两个综放工作面,一个综采工作面,有15个掘进工作面。
矿井属于煤与瓦斯突出矿井,现有生产采区三个,矿井通风方式为分区抽出式,矿井绝对瓦斯涌出量为115m3/min,矿井总排风量为18005 m3/min(未加斜五采区的主要通风机风量),目前矿井需要风量为13947 m3/min.根据2005年省煤管理局批复,矿井核定通风能力为322万T/a.煤层具有自燃发火倾向,目前矿井有封闭式抽放系统二套,瓦斯抽放泵4台(平峒井高负压抽放系统、斜井高负压抽放系统),敞开式瓦斯抽放系统四套、瓦斯抽放泵8台(平峒井低负压抽放系统两套、斜井低负压抽放系统一套、南二采低负压抽放系统一套);KJ90型安全监测监控系统一套,全天候监测矿井有害气体状况,注氮防灭火系统一套、火灾束管监测系统两套;“三专两闭锁”及报警断电仪、便携式瓦斯报警仪、自救器等安全设施基本齐全。
矿井现有职工5054人;其中入井人员3489人,在册职工中有各类专业技术初级职称以上人员77人,其中具有高级职称人员3人、中级职称27人,企业总资产为5.73亿元。
安装矿井井下人员定位系统后,可以实现对矿井人员的实时跟踪定位,移动目标监测查询、人员安全保障及统计考勤等功能,使管理人员能够清楚掌握井下人员在矿井下的分布状况和每个矿工的位置及活动轨迹,以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时,救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,可为事故抢险提供科学依据,提高应急救援工作的效率。同时,也可利用系统的日常考勤管理功能,对全矿井人员进行考勤管理。实现对井下人员的跟踪定位信息的采集、分析处理、实时显示、数据库存储、报表打印等功能。
系统应具备的性能指标
1、应有较远的识别距离;
2、能可靠识别快速移动目标;
3、可同时识别多张不同号码的射频卡 ;
4、无对人体伤害电磁污染 ;
5、识别区域无方向性,无盲区;
6、信号穿透力和绕射力强 ;
7、信息的安全性和保密性能高;
8、集成度高,兼容性好,通信简单快捷;
9、性价比高便于安装和维护。
系统应具备的功能
1.查询当前井下人员分布
2.特定的人员井下定位跟踪
3.员工当前位置查询
4.轨迹再现
5.井下员工查询
6.员工分布查询
7.超时员工查询
8.分站经过查询
9.分站信息查询
10.分站异常查询
11.部门日考勤查询
12.个人月考勤查询
13.部门月考勤统计
14.全矿日考勤统计
15.全矿月考勤统计
16.考勤手动修改
17.员工工时管理
18.员工信息管理
19.新增员工信息
20.员工标识卡管理
各矿必须提供项目申报书,应包括项目建设目的意义、主要建设内容、项目承担单位及拟承建单位情况、项目建设进度计划及
资金配套情况:
资金主要用途:煤矿井下人员跟踪定位管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品,该产品是通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理,实现对人、车、物在不同状态(移动、静止)下的自动识别从而实现目标的自动化管理。
一、主要建设内容应包括:
1、我矿目前入井人数共计3489人,按20%的备用率,则我矿共需人员标识卡4187张;
2、根据我矿目前并结合今后的生产布局,为准确反映井下人员的位置及活动轨迹,共需设立井下人员出入识别点83个,则我矿共需安设动态目标识别器83台,安设识别分站26台(详见人员定位系统布置示意图)。
3、所需设备(以下设备均含备用量):
1)、监控主机:工控机(含显示器、键盘、鼠标)2台,CPU:intel3.0G,内存:1G,显卡:GeForce 7300GT,带分屏功能,硬盘:120G。3万
2)、打印机 :A3激光打印机2台,打印报表用。0.6万
3)、定位系统软件:(包括:系统软件、大型数据库)2套。20万
4)、稳压电源:10KVA稳压电源,2台1万
5)、不间断电源:UPS1000VA,2小时在线,2台0.8万
6)、避雷装置:电源避雷器2台,信号避雷器8台0.1万
7)、传输接口:4台,0.2万
Moden:2台,上传数据至集团公司调度室,0.03万
交换机:2台,0.03万
8)、终端机:3台,通风工区调度及矿调度个一台,备用1台。1.8万
监控分站:32台32万
动态目标识别器:100台。50万
9)、LED显示屏:放于井口,实时显示井口通过人员信息2万
10)、配套充电架:用于对人员标识卡进行充电10万
11)、人员标识卡发放室:根据充电架规格确定发放室面积。10万
12)、地面监测主机至监测分站所需通讯电缆数量(含备用量):1.7Km;
监测分站至动态目标识器所需通讯电缆数量:1.6Km。13.2万
网线:500m0.1万
13)、矿用本安型接线盒(含备用量):2通,200个,3通:100个1.6万
KJ90型矿井人员跟踪定位及考勤管理系统
产品说明:
实现对矿井人员的实时跟踪定位,移动目标监测查询、人员安全保障及统计考勤等功能。充分利用矿井安全监控系统平台,无须重复布线,仅需增加相应的人员跟踪定位无线数据采集基站、无线编码发射器、人员跟踪定位处理软件即可实现。系统具有无须重复布线,节约投资;使用维护工作量小,维护费用低;采用的无线通信技术成熟、覆盖范围大、功耗低等特点。新型矿井人员跟踪定位及考勤管理系统,能够清楚掌握每个人员在矿井下的位置及活动轨迹,可为事故抢险提供科学依据。同时,也可利用系统的日常考勤管理功能,对全矿井人员进行考勤管理。
主要功能特点:
1)井下人员实时动态跟踪监测,位置自动显示;
2)井下人员在指定时间段所处区域及运动轨迹回放;
3)实时查询、打印当前井下人员数量及分布情况;
4)可对事故现场被埋人员进行搜寻和定位,以便及时救护;
5)入井人员的考勤、统计、存储、打印;
6)系统监控主机、全面预装WIN98/2000操作系统和最新版的监控软件;
7)监测图页静态和动态编辑作图对用户开放,支持多种图形格式,鼠标和键盘均可操作。全面支持实时多任务。在系统进行实时数据采集的同时,系统可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等;
8)屏幕显示为页面式,图形文本兼容,每页显示的信息由用户自行定义编制,直至屏幕显示满为止;
9)系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行,使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表;
10)可以在地面中心站连续集中监测处理64台人员定位分站,监测处理人员65535人;
11)监控软件具有很强的作图能力,并提供有相应的图形库,操作员可在不间断监测的同时,容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改;
12)权限管理下的人员监测信息局域网资源共享;
13)方便与KJ90煤矿监控系统联网集成;
14)监控分站设计了就地初始化功能,可存储地面中心站对该监控分站的地址等设置,当通讯电缆出现砸断、短路等严重故障时,造成地面中心站与之失去联系时,监控分站仍能独立工作,存储人员监测数据,且不影响其它监控分站的正常工作;
15)人员分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能,在分站出现故障时,可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行;
16)在人员分站电路设计时,对所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路,以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害,使得监控分站的可靠性得以进一步提高;
17)分站具有就地汉字液晶显示人员编码和日历时钟功能,可用遥控器进行记录查询;
18)可以RS485或DPSK方式与地面系统监控主机进行双向通讯;
主要内容:
一、矿井通风系统——基本任务、类型及其适用条件、主要通风机的工作方式与安装地点、通风系统的选择;
二、采区通风——基本要求、采区进风上山与回风上山的选择、采煤工作面上行风与下行风、采煤工作面通风系统;
三、通风构筑物及漏风——通风构筑物、漏风及有效风量、减少漏风措施;
四、矿井通风设计——矿井通风设计的内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择
一、矿井通风系统
矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网路的总称。
(一)矿井通风系统的基本任务
矿井通风系统的基本任务如下:
(1)供给井下足够的新鲜空气,满足人员对氧气的需要。
(2)冲淡井下有毒有害气体和粉尘,保证安全生产。
(3)调节井下气候,创造良好的工作环境。
(二)矿井通风系统的类型及其适用条件
按进、回风井在井田内的位置不同,通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。
1.中央式
进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置,又分为中央并列式和中央边界式(中央分列式)(见图1)。
图1 2.对角式
(1)两翼对角式
进、回风分别位于井田的两翼。
进风井大致位于井田走向的中央,两个回风井位于井田边界的两翼(沿倾斜方向的浅部),称为两翼对角式;如果只有一个回风井,且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。
(2)分区对角式
进风井位于井田走向的中央,在各采区开掘一个不深的小回风井,无总回风巷。
两翼对角式与分区对角式通风系统如图2所示。
图2 3.区域式
在井田的每一个生产区域开凿进、回风井,分别构成独立的通风系统。
4.混合式
由上述诸种方式混合组成。例如,中央分列与两翼对角混合式,中央并列与两翼对角混合式等等。
(三)主要通风机的工作方式与安装地点
主要通风机的工作方式有三种,即抽出式、压入式和压抽混合式。1. 抽出式
如图3所示,主要通风机安装在回风井口,在抽出式主要通风机的作用下,整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时,井下风流的压力提高,比较安全。2.压入式
如图4所示,主要通风机安装在入风井口,在压入式主要通风机的作用下,整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时,压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时,井下风流的压力降低。
图3
图4
3.压抽混合式
如图5所示,在入风井口设一风机做压入式工作,回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压,回风部分处于负压,工作面大致处于中间,其正压或负压均不大,采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多,管理复杂。
图5
(四)矿井通风系统的选择
根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件,在确保矿井安全及兼顾中、后期生产需要的前提下,通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。
中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点,因此矿井初期宜优先采用。
有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井,应采用对角式通风或分区对角式通风。
当井田面积较大时,初期可采用中央式通风,逐步过渡为对角式或分区对角式。
矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时,可采用压入式通风。
二、采区通风系统
采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括采区进、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施。
(一)采区通风系统的基本要求
(1)每一个采区都必须布置回风道,实行分区通风。
(2)采煤工作面和掘进工作面应采用独立的通风系统。有特殊困难必须串联通风时,应符合有关规定。(串联通风,必须在被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪,且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合《煤矿安全规程》的规定)
(3)煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时,报矿总工程师批准。(4)采煤工作面和掘进工作面的进风和回风,都不得经过采空区或冒落区。
(二)采区进风上山与回风上山的选择
上(下)山至少要有两条;对生产能力大的采区可有三条或四条上山。1.轨道上山进风,运输机上山回风 2.运输机上山进风、轨道上山回风
比较:轨道上山进风,新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响,输送机上山进风,运输过程中所释放的瓦斯可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大,影响工作面的安全卫生条件。
(三)采煤工作面上行风与下行风
上行风与下行风是相对于进风流方向与采煤工作面的关系而言的。如图6所示,当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时,采煤工作面的风流沿倾斜向上流动,称上行通风,否则称下行通风。
图6
优、缺点:
(1)下行风的方向与瓦斯自然流向相反,二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。
(2)上行风比下行风工作面的气温要高。
(3)下行风比上行风所需要的机械风压要大。
(4)下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。
(四)采煤工作面通风系统
1.U形与Z形通风系统(见图7)
图7 2.Y形、W形及双Z形通风系统(见图8)
图8 3.H形通风系统(见图9)
图9
三、通风构筑物及漏风
矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置,以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置,统称为通风构筑物。
(一)通风构筑物
风构筑物分为两大类:一类是通过风流的通风构筑物,如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗;另一类是隔断风流的通风构筑物,如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等。
1. 风门
风门:在需要通过人员和车辆的巷道中设置的隔断风流的门
安设地点:在通风系统中既要断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人 或通车不多的地方,可构筑普通风门;而在行人通车比较频繁的主要运输道上,则应构筑自动风门。风门表示方式、调节风门表示方法如图10所示。
图10
设置风门的要求:
(1)每组风门不少于两道,通车风门间距不小于一列车长度,行人风门间距不小于5 m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门,其数量不少于两道。
(2)风门能自动关闭,通车风门实现自动化,矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置,风门不能同时敞开(包括反风门)。
(3)门框要包边沿口,有垫衬,四周接触严密,门扇平整不漏风,门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°。
(4)风门墙垛要用不燃材料建筑,厚度不小于0.5 m,严密不漏风。墙垛周边要掏槽,见硬顶、硬帮与煤岩接实,墙垛平整,无裂缝、重缝和空缝。
(5)风门水沟要设反水池或挡风帘,通车风门要设底坎,电管路孔要堵严。风门前后各5 m内巷道支护良好,无杂物、积水和淤泥。2.风桥
设在进、回风交叉处而又使进、回风互不混合的设施称为风桥。
当通风系统中进风巷道与回风巷道需水平交叉时,为使进风与回风互相隔开,需要构筑风桥。风桥按其结构不同可分为以下三种:
(1)绕道式风桥:开凿在岩石里,最坚固耐用,漏风少。(见图11)(2)混凝土风桥:结构紧凑,比较坚固。(见图12)
图11
图12
(3)铁筒风桥:可在次要风路中使用。3.密闭
密闭是隔断风流的构筑物,设置在需隔断风流、不需要通车行人的巷道中(见图13)。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类:
(1)临时密闭,常用木板、木段等修筑,并用黄泥、石灰抹面。
(2)永久密闭,常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。
图13 4.导风板
在矿井中应用以下几种导风板:
(1)引风导风板。(2)降阻导风板。(3)汇流导风板。
(二)漏风及有效风量 1.漏风及其危害
矿井有效风量:矿井中流至各用风地点,起到通风作用的风量总和。
漏风:未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流(渗)入回风道或排出地表的风量。
漏风的危害:使工作面和用风地点的有效风量减少,气候和卫生条件恶化,增加无益的电能消耗,并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。
2.漏风的分类及原因
(1)漏风的分类
矿井漏风按其地点可分为:
矿井外部漏风(或称井口漏风):泛指地表附近如箕斗井井口、地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。
矿井内部漏风(或称井下漏风):指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。
(2)漏风的原因
当有漏风通路存在,并在其两端有压差时,就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态,视孔隙情况和漏风大小而异。3.矿井漏风率及有效风量率
矿井有效风量:风流通过井下各工作地点实际风量总和。
矿井有效风量率:矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。
矿井外部漏风量:直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。(可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回或进风量)
矿井外部漏风率:矿井外部漏风量与各台主要通风机风量总和之比。矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5%,有提升设备时不得超过15%。
(三)减少漏风,提高有效风量
1.外部漏风
漏风风量与漏风通道两端的压差成正比,和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性,以减少漏风。
2.内部漏风
(1)采用中央并列式通风系统时,进、回风井保持一定的距离,防止井筒漏风。(2)进、回风巷间的岩柱和煤柱要保持足够的尺寸,防止被压裂而漏风,进、回风巷间应尽量减少联络巷,必须设置两道以上的高质量的风门及两道反向风门。
(3)提高构筑物的质量,防止漏风,加强通风构筑物的严密性是防止矿井漏风的基本措施。
(4)采空区要注浆、洒浆、洒水等,可提高压实程度,减少漏风。(5)利用箕斗回风时,井底煤仓要有一定的煤量,防止漏风。(6)采空区和不用的风眼及时关闭。
四、矿井通风设计
(一)矿井通风设计的内容与要求
矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济合理的矿井通风系 统。矿井通风设计一般分为两个时期,即基建时期与生产时期,分别进行设计。
1. 矿井通风设计的内容(1)确定矿井通风系统。
(2)矿井风量计算和风量分配。(3)矿井通风阻力计算。(4)选择通风设备。(5)概算矿井通风费用。2.矿井通风设计的要求
(1)将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所,保证生产和良好的劳动条件;(2)通风系统简单,风流稳定,易于管理,具有抗灾能力;(3)发生事故时,风流易于控制,人员便于撤出;
(4)有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施;(5)通风系统的基建投资省,营运费用低、综合经济效益好。
(二)优选矿井通风系统
1.矿井通风系统的要求
(1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。
(2)进风井口按全年风向频率,必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。
(3)箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井,如果兼作回风井使用,必须采取措施,满足安全的要求。
(4)多风机通风系统,在满足风量按需分配的前提下,各主要通风机的工作风压应接近。
(5)每一个生产水平和每一采区,必须布置回风巷,实行分区通风。
(6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流,回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。
(6)井下充电室必须采用单独的新鲜风流通风,回风风流应引入回风巷。
2.确定矿井通风系统
根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件,提出多个技术上可行的方案,通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。
(三)矿井风量计算
1.矿井风量计算原则
矿井需风量,按下列要求分别计算,并必须采取其中最大值。
(1)按井下同时工作最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4 m3。(2)按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。
2.矿井需风量的计算
(1)采煤工作面需风量的计算
按瓦斯涌出量计算、按工作面进风流温度计算、按使用炸药量计算、按工作人员数量计算按工作人员数量计算、按风速进行验算。
(2)掘进工作面需风量的计算 按瓦斯涌出量计算、按炸药量计算、按局部通风机吸风量计算、按工作人员数量计算、按风速进行验算。
(3)硐室需风量计算
机电硐室、爆破材料库、充电硐室。3.矿井总风量计算
矿井的总进风量,应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。
(四)矿井通风总阻力计算
1.矿井通风总阻力计算原则
(1)矿井通风设的总阻力,不应超过3 000 Pa。
(2)矿井井巷的局部阻力,新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算,扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
2.矿井通风总阻力计算
矿井通风总阻力:风流由进风井口起,到回风井口止,沿一条通路(风流路线)各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和,简称矿井总阻力,用hm表示。
对于矿井有两台或多台风主要通风机工作,矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。
在主要通风机的服务年限内,随着采煤工作面及采区接替的变化,通风系统的总阻力也将因之变化。当根据风量和巷道参数直接判定最大总阻力路线时,可按该路线的阻力计算矿井总阻力;当不能直接判定时,应选几条可能是最大的路线进行计算比较,然后定出该时期的矿井总阻力。
矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦称为通风困难时期。
对于通风困难和容易时期,要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量,再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。
计算方法:沿着风流总阻力最大路线,依次计算各段摩擦阻力hf,然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力hf1 和 hf2。
(五)矿井通风设备的选择
矿井通风设备是指主要通风机和电动机。
1.矿井通风设备的要求
(1)矿井必须装设两套同等能力的主通风设备,其中一套备用。
(2)选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化,并且使通风设备长期高效率 运行。
(3)风机能力应留有一定的余量。
(4)进、出风井井口的高差在150 m以上,或进、出风井井口标高相同,但井深 400 m以上时,宜计算矿井的自然风压。
2.主要通风机的选择
(1)计算通风机风量Qf。
(2)计算通风机风压。
(3)初选通风机。
(4)求通风机的实际工况点。
(5)确定通风的型号和转速。
(6)电动机选择
(六)概算矿井通风费用
吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。
吨煤通风成本主要包括下列费用:
(1)电费(W1)。
(2)设备折旧费。
(3)材料消耗费用。
(4)通风工作人员工资费用。
(5)专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。
4.1井下生产系统优化
改造后的主斜井斜长879m,铺设带宽1200mm的胶带输送机,并安装架空乘人装置,主要担负矿井的.提煤、上下人员及进风任务;副斜井斜长890m,安装2JK-3.0×1.5/20型单绳缠绕式双滚筒提升机,主要担负矿井的提矸、运料、运设备等辅助提升任务并兼作进风井及安全出口。在-205m以浅新增集中轨道下山和集中皮带下山,担负22采区和深部31采区的运输、进风、运送人员等任务。排水系统利用-300m水平排水系统,泵房配备8台MD500-57×11型多级离心泵,4用3备1检修,水仓容积9060m3,能够满足《煤矿安全规程》要求。通风系统仍利用现有的东风井和31风井。供电系统利用在主副斜井工业广场新建的35kV变电站和井下中央变电所向各作业场所供电。
4.2地面生产系统优化
在主、副斜井工业广场,合理利用现有建筑物作为调度楼、行政楼、生产楼、区队值班楼、救护队值班楼和灯房浴室等行政辅助设施以及机修车间、供应仓库、物资超市等辅助生产厂房;新建主副斜井井口房、提升机房、35kV变电站、空压机房、筛分系统及储煤场,原煤仍采用铁路外运。
4.3矿井生产系统优化工期及投资
矿井生产系统优化矿建工程为扩砌主副斜井,掘进22采区皮带下山和轨道下山;土建工程为在主副斜井工业广场新建筛选楼、皮带走廊、储煤场及防风抑尘网等项目,生产系统优化调整工期2a,期间不影响矿井其他区域正常生产,项目总投资6.48万元。根据国家煤炭产业政策将矿井生产能力由180万t/a下降到150万t/a,服务年限10a。
5矿井生产系统优化方案比较
5.1原生产系统的优缺点
5.1.1优点。①维持目前开拓开采,不再对矿井做生产系统优化,减少了基建投资;②维持目前开采方式,各生产系统不用变化。5.1.2缺点。①深部二1煤内在灰分高,发热量低,导致二1煤售价低;②矿井为突出矿井,人员较多,生产成本居高不下,导致矿井2015-20矿井回收煤柱前,矿井生产经营困难,年均亏损2.1亿元;③井下各类抽、掘、采等作业场所集中于一个采区,人员过度集中。
5.2优化后生产系统的优缺点
5.2.1优点。①提前浅部优势资源,使之与深部煤配采,降低煤的灰分,提高煤的发热量,煤的售价增高,效益好转;②生产系统优化后,矿井生产能力稳定,投资回收期5.33a,年均税后利润3277.09万元;③将抽、掘、采作业场所和下井人员在两区域间合理调配,利于安全管理。5.2.2缺点。①矿井生产系统优化要增加基建投资;②主副斜井工业场地现有占地面积小,地面各场所紧凑;③工业场地变化后要严格落实环境保护相关规定。综合考虑,原有生产系统维持开采方式不变,但矿井经营困难,且不符合国家供给侧结构改造政策要求,因此确定对矿井开采后期生产系统进行优化。
6矿井生产系统优化后盈亏分析
按照计算期第5年数据分析计算,盈亏平衡点为:生产能力利用率(BEP)=年固定总成本/(年销售收入-年可变成本-销售税金及附加)×100%=15570/(42300-16902-1091)×100%=64.05%。该项目达到生产能力的64.05%,即矿井生产能力达到117.65万t/a,企业就可保本,这说明超化煤矿生产系统优化项目风险较小。
7结语
技术人员对突出矿井开采后期的生产系统进行了合理优化,达到了改善矿井生产经营状况的目的,开采出了优质煤炭,符合国家目前煤炭产业政策。优化矿井后期生产系统时,要协调考虑设计方案对正常生产的影响、对矿区环境的影响,并对项目的经济效益分析要全面、可靠。
参考文献:
矿山井下设备种类繁多,管理工作复杂多变,其中机电设备在矿山井下设备中占有很大比例,如何利用先进的技术手段对矿山机电设备进行智能管理是每个矿山面临的难题[1]。
目前,大多数的中小型矿山仍采用传统的手工登账、登卡等方式对矿井设备进行管理,管理工作效率低下,管理准确性、安全性差。也有矿山企业借助GIS地理信息系统对矿井设备进行井下可视化管理研究[2],虽然实现了井下设备的定位跟踪,但未及时采集并反馈设备运行信息,也未考虑设备管理环境中的安全因素,未能实现设备的整体动态管理。为了提高设备管理效率,降低人为操作的不准确性,同时实现大量设备的实时动态化全程管理[3],本文利用物联网技术在大数据信息处理方面的快速可靠传输特点以及信息采集反馈的及时性优点,从物联网3层架构出发[4],设计了基于物联网的矿井设备管理系统,该系统可动态跟踪采集矿井设备信息,提高了设备管理效率。
1系统网络架构
矿井设备管理系统以物联网技术作为通信平台,选用MySQL数据库,采用Apache服务器,使用开源PHP作为后台脚本语言。用户通过终端浏览器登录系统,系统连接到Internet上的物联网平台, 进行信息访问。依据物联网3层架构,结合煤矿井下特殊工作环境,矿井设备管理系统架构划分为感知层、接入网络层、传输层、应用层[5],如图1所示。
(1)感知层:感知识别前端设备,采集设备数据信息。 其中用到 的数据采 集技术主 要有RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)技术和传感技术。感知层的监测对象包括出入库的设备、 处于工作状态的大型设备以及处于检修待修状态的设备等。 设备采购 入库后,通过在设 备上安装RFID标签和各类传感器可以使每一个井下作业的设备都成为一个移动探测器,从而获得设备的运行参数。通过在井下设备监测部位布置的传感器将获取到的数据信息传给每个设备的传感器节点,传感器节点将数据信息进行简单的转置并通过无线通信网络传送到矿山巷道内的汇聚节点,完成对前端数据的全面采集、简单分析与过滤。
(2)接入网络层:用于建立网络连接和为上层提供网络服务。通过通信终端模块或组成延伸网络将矿井设备接入到网络传输层和应用层。物联网环境下传感设备多使用无线传感网络进行组网,安装相应的无线传输模块,提高节点的灵活性。在煤矿井下主要利用汇聚节点将感知层前端设备采集到的数据和信号,通过自组网技术和数据融合技术进行初步过滤、提取,传送到网络传输层的网络接口。
(3)传输层:主要为不同的网络通信方式提供共同的协议,完成数据无误传输,同时实现网络层与应用服务层间的接口调用。在矿井环境中,传输层信息的传递可以利用井下已有的工业以太网、无线广域网以及井下光缆等现有的网络设施,将网络层传送来的数据流接入到企业办公网络中,从而利用移动或固定网络将数据传输到上位机调控中心或各个远程客户端。
(4)应用层:是物联网和用户之间的接口,能够为不同用户提供相应的管理平台和运行平台,包括物联网中间件程序和上层应用平台。中间件程序的作用是完成应用系统和硬件设备之间的数据传输、 过滤、提取以及数据格式的转置,将传输层网络传送的数据流信息进行处理后,导入企业信息系统中的数据库中,同时在应用系统的界面中反映出来以供操作者查看。上层应用平台主要将经过中间件程序处理的数据在系统后台MySQL数据库中进行分析处理,并反馈到前端的Web操作网络平台上,从而实现设备管理的基本功能。以设备状态检修功能的实现为例,感知层采集到的设备参数经过网络传输到后台数据库中进行分析处理,并对设备的状态进行诊断,判断当前设备处于正常状态、异常状态或者故障状态[6,7,8]。若设备处于异常状态,说明机电设备的性能有劣化的趋势但仍能维持工作状态,此时应严密监控设备运行状态并开始制定相应的检修计划;若设备处于故障状态,说明已无法正常工作,此时需要通过监测系统分析判断出设备故障类型和故障部位,以便对设备制定大修或者停机检修计划。
2系统功能模块设计
矿井设备管理系统功能模块的设计基于设备全生命周期管理理论,对矿井设备从前期选购到后期淘汰报废的整 个过程进 行管理,将设备管 理分为3个阶段,即前期管 理、使用中管 理以及后 期管理[9]。设备前期管理完成设备从选型、计划购置、安装调试以及验收的管理,设备使用中管理完成设备在库情况控制、运行过程的监测检修管理,后期管理完成设备的淘汰报废工作管理。
根据设备全生命周期管理理论,将矿井设备管理系统划分为设备购置管理模块、设备验收管理模块、设备台账管理模块、设备出入库管理模块、设备备件管理模块、设备状态检修模块以及设备报废管理模块等7个功能模块。
(1)设备购置管理模块:包括基层采购计划起草、全矿采购计划制定、采购合同管理以及供应商管理,主要完成设备购置相关业务的各种报表的生成、 打印、查询和维护功能。首先基层单位根据本部门的生产需求制定设备购置计划,然后将该设备购置计划工单流转到上级领导工作界面进行审批确认。 在上级未确认前,这个计划作为初步计划,可以更改、添加、删除、查询;审批通过后,形成最终的设备购置计划,可进行信息查询,同时将购置计划工作单流转到采购员工作界面,采购员进行设备采购。
(2)设备验收管理模块:包括设备开箱验收管理、设备安装验收管理2个功能。在设备验收管理中,主要完成验收单据的生成、打印、查询等功能。 对于验收合格的设备,开具设备验收单,并在设备的合适位置嵌入附带设备基本信息的RFID标签。一般根据设备的重要程度,可以在移动变化较大的核心设备上布设有源标签,以存储移动设备的更多信息;在移动变化较小、感知存储要求不高的设备上可以布设无源标签,这样可以在保证设备工作质量的同时节省资金。
(3)设备台帐管理模块:包括设备台帐管理、设备技术数据管理以及设备配件关联管理。在此模块中,主要进行设备台帐的建立、设备技术档案的建立查询以及设备配件关联的建立维护等。在设备进行维修以后重新入库的过程中,可利用RFID标签重新读写的特点将核心设备中RFID标签所携带的内容进行重写和修改,完成对设备技术台账数据的更新管理,同时通过井下无线传感网络将更新的信息内容及时传送给后台数据库。
(4)设备出入库管理模块:包括台账入库管理、 入库操作管理、出库操作管理、库存查询管理、库存统计管理。入库管理包括单体设备入库和总成设备入库管理;库存查询管理包括库内查询、库外查询以及全矿查询。在设备仓 库入口处 布置RFID阅读器,当设备入库时对设备上的RFID标签进行扫描, 并将扫描信息通过网络传输到设备管理的上位机系统,同时将设备信息自动更新为在库状态,设备数量和设备库存位置也及时更新。
(5)设备备件管理模块:主要包括设备的备件计划编制、备件验收入库、备件发放、备件使用跟踪、 备件报表生成,实现备件从购置到与设备配套使用的整个过程的管理,及时更新在设备安装检修过程中的备件。将设备备件单独进行管理,一方面能够使设备的管理更加规范化,另一方面可以实现矿井设备的快速及时维修。
(6)设备状态检修管理模块:主要通过感知层传感器获得的各类参数对设备的运行情况进行实时监测和诊断,主要包括设备状态监测管理、设备故障诊断管理、设备维修管理。其中状态监测管理完成设备在线数据参数的采集,包括实时数据信息显示、 数据信息分析对比、历史数据信息查询;故障诊断管理实现对设备的故障判断,包括故障分类统计、故障原因统计;设备维修管理完成对故障设备的计划维修,包括计划制定、计划录入、基层审批、机电审批、 维修计划查询。
(7)设备报废管理模块:包括设备报废申请、设备报废审批、设备报废执行以及设备月报废管理,主要处理与报废流程相关的查询、维护等。在设备实际报废后将布设在设备上的RFID标签进行回收利用,并将之前的信息进行删除以载入新的数据。
3系统典型模块应用
煤矿综合机械化程度的不断提高使得设备的集成度和复杂度越来越高,因设备某一部件或相关设备的故障导致生产系统不能正常运行的现象越来越普遍,由此给设备管理工作带来很大不便。基于物联网技术的设备状态检修模块不仅可在设备运行出现故障时,快速及时地对故障进行预警,还可以通过故障诊断库对故障类型、故障部位以及故障模式进行判断和决策,为设备的下一步维修和维护提供正确的依据,在提高设备使用寿命的同时,不耽误矿井设备的正常管理工作。
系统的设备状态检修模块是建立在完备的状态监测以及故障诊断基础之上的,一方面可在线采集监测设备参数,另一方面可对设备故障进行诊断和检修。下面以矿井提升机减速器的温度监测功能实现为例来说明模块的具体应用。首先在提升机的待监测部位布置相应的传感器,并且将无线采集设备部署在这些传感器上。当提升机处于工作状态时, 若用户想查看提升机减速器工作温度是否在正常范围内,可以通过登录前端Web网页的矿井设备管理系统进行查看,通过关键字查找该设备,系统会在物联网架构平台上自动分析此命令并查找出当前时刻该设备在井下工作时的温度情况,并与正常情况下该设备的温度极限值作对比,如果超出正常范围,系统会进行预警提示,并将此结果输入到设备故障诊断管理模块。通过与故障数据库中的信息数据进行对比匹配,判断出设备故障的原因以及故障部位,同时将故障分析的结果输入到设备维修管理模块。如果当前设备故障可以通过维修人员简单操作解决, 只需要将设备维修结果进行记录;如果设备故障较严重,只能通过停机来进行检修,首先维修人员要制定该设备的维修计划,将维修结果提交给上级审批后,方可进行设备维修的操作实施,同时记录设备维修结果。如果想对该设备接下来的温度趋势进行预测,可以在查询界面查到该设备24h内任意时间段的温度变化情况,并以温度折线图的形式显示,如图2所示。
4结语
【关键词】矿井高效低耗通风系统;构成方式
1、引言
随着社会的发展,各个矿产企业得到了迅速的发展,这在一定程度上促进了我国经济的发展,在矿产企业之中,矿井通风系统的能耗是矿井能源消耗的主要部分,随着矿井开采的延伸,内部的通风系统也越来越复杂,通风设备的老化、通风阻力分布的失衡以及通风设备的设置不科学等问题逐渐凸显出来,因此,研究一种矿井高校低耗的通风系统对于实现节能减排、保证矿井的安全生产有着极为重要的意义。
2、矿井高效低耗通风系统构成模式的建设
矿井通风就是为矿井的生产创造一种适宜的微气候条件,从而达到保证煤矿安全生产和职工身体健康的目的,为了达到这个目的,就要建立起由通风机、通风调节设施、井巷等一系列设置组成的矿井通风系统,在这个系统中,矿井通风是安全生产的重要前提,因此,建立高效低耗的通风系统已经成为各个煤矿生产的重要目标之一。在现阶段矿井通风系统的建设过程中,大多未将矿井通风系统看做一个有机的整体,对于系统的优化也没有从安全和高效低耗的角度来思考,因此,也就没有形成科学、规范、系统的通风节能模式,因此,在设计系统的过程中,必须根据煤矿生产的实际情况,合理调整通风系统,优化通风网路,保证系统和风机的匹配性,以便降低煤矿企业的生产成本。
2.1矿井通风系统的能耗
矿井通风系统是一项复杂的工作,其建设的目的是为井下的作业提供一种良好的工作环境,矿井通风系统主要包括矿井通风网路、风流控制设施以及矿井通风动力几种设置沟通,很多矿井的通风能耗大,其根本原因就是由于矿井通风系统的设置不科学。通风系统的建设是一个宽泛的概念,想要建立一种高效低耗的通风系统,必须要控制好矿井通风网路、风流控制设施以及矿井通风动力间的衔接关系,通风节能系统不仅与安全性设备有关,与井巷系统也有着一定的关系,以上几种系统通过协调的工作,就可以进行矿井通风工作。这几个系统是一种独立的关系,但是也有着一定的关联性和制约性。因此,从这一层面来说,通风节能系统是一个整体性很强的问题,其节能的策略就是应用系统工程的技术,从整体、安全可靠、系统优化的目的出发,对系统进行综合分析,并使用相关的技术手段,优化通风系统的结构、强化通风系统的管理,在满足通风目的的条件下,减少能量的损失,降低能量供给,提高能量利用率,在安全的基础之上,实现既定的目标。
2.2通风系统能耗特征
在通风系统的工作过程中,需要在相关的路线中设置好通风设施,以便控制和调节正常区域内的通风。建设良好的通风建筑物对于实现通风节能的目的有着重要的作用。矿井中的局部阻力一般是其摩擦力的20%左右,但是由于各种客观因素,如维护管理因素、安装质量因素、建筑物尺寸等因素的影响,很多矿井的局部阻力过大,有些局部阻力甚至占到了整个矿井的1/3,一些矿井对于风窗的设置也不符合相关的标准规定,很多矿井中也存在滥设风窗的情况,导致矿井阻力越来越大,通风情况也越来越差。因此,为了保证通风设施的质量,必须要采取适当的措施来就避免人为增阻现象的产生,实现节能的目的。
2.3通风网络的优化
优化通风网络和通风布局是保证通风系统能够安全可靠运行的关键因素,为了改善通风困难的情况,在设置通风系统时,应该尽可能的将废旧的井巷利用起来,建设好多井巷回风并联通风网络,科学的安排好采掘接续,促进井下风压的均匀分布,减少漏风情况的产生,使风机的开启更加灵活,更易于调节,以便达到通风节能的目的。在优化通风网络时,需要对网络进行详细的计算,以便在满足并巷风量以及工作面的前提之下,要将整个网络的功耗降低至最小化。一般情况下,通风网络分为自然分风网络、控制型通风网络以及一般型通风网络三种,对于控制型的通风网络,需要根据调控设施和风机的位置来计算出降压以及回路风压平衡的数值,再使用关键路径法和线性规划法来实现。对于一般型的通风网络,这种网络的优化较难实现,因此,关于这类的问题一般使用非线性的规划来实现,可以使用约束变尺度法、罚函数法、混合罚函数法以及广义简约梯度法来实现。
2.4通风建筑物的设置
如果没有对通风建筑物进行科学合理的设置,不仅会导致通风系统的安全性能降低,也会导致通风系统的阻力增加,因此,通风建筑物适量和位置的设计十分重要。对于建筑物的设计要经过科学的技术论证,在设置前要综合的考虑到各种可能发生的情况,再综合的考虑矿井的实际情况来确定建筑物设置的位置。在建筑物设置完成后,要对各个分支的风流情况进行調查,如果发现问题要在第一时间进行处理,保证煤矿实现安全的生产。
3、结语
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