【正文】 目 錄1 緒論 ....................................................................1 .......................................................1 .........................................................2 課題的主要研究?jī)?nèi)容 ....................................................32 通風(fēng)系統(tǒng)及主扇風(fēng)機(jī)控制方案 ..............................................5 .....................................................6 礦井主扇風(fēng)機(jī)的控制方案 ................................................7 礦井主扇風(fēng)機(jī)概述 ....................................................7 礦井主扇風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng) ..............................................73 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 ................................................9 PLC可編程控制器部分 ...................................................9 PLC概述 .............................................................9 PLC的應(yīng)用 ..........................................................10 典型的 PLC產(chǎn)品 .....................................................10 PLC外部 I/O 連接 ...................................................11 I/O接線圖 ..........................................................13 變頻器 ...............................................................13 變頻器的選型和容量的確定 .............................................14 離心風(fēng)機(jī) .............................................................15 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 .........................................................164 通風(fēng)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) .....................................................17 硬件電路 .............................................................17 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) .....................................................185 軟件設(shè)計(jì) ...............................................................19 ................................................19 瓦斯?jié)舛瓤刂?.........................................................20 壓力的監(jiān)測(cè) ...........................................................21 溫度的監(jiān)測(cè) ...........................................................23 流量的監(jiān)測(cè) ...........................................................24 電氣參數(shù)的測(cè)量與監(jiān)測(cè) .................................................25 振動(dòng)的監(jiān)測(cè) ...........................................................25 信號(hào)采集設(shè)備 .........................................................256 礦井通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................26 ..........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) .........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) .........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行方式 ...........................................277 礦井通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .........................................29 系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) .....................................................29 風(fēng)機(jī)參數(shù)的監(jiān)測(cè) .......................................................29 風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的輸入輸 出量 .....................................30總 結(jié) ....................................................................32致 謝 ....................................................................33參考文獻(xiàn) .................................................................34附錄 A....................................................................351 緒論 礦井通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱，基本任務(wù)是： 供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對(duì)氧氣的需要，沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產(chǎn)，調(diào)節(jié)井下氣候，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，所以本設(shè)計(jì)主要是對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)壓風(fēng)量及瓦斯?jié)舛鹊目刂?。礦井通風(fēng)系統(tǒng)由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。根據(jù)相關(guān)因素把礦井通風(fēng)系統(tǒng)劃分為不同類型。根據(jù)瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產(chǎn)安全的主要因素對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求，為了便于管理、設(shè)計(jì)和檢查，把礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種，依次為 18八個(gè)等級(jí)。礦井通風(fēng)方式有串聯(lián)通風(fēng)和并連通風(fēng)兩種?！“催M(jìn)回風(fēng)巷在井田位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)分為中央式 、對(duì)角式 、分區(qū)式 和 混合式礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后，經(jīng)過井下各用風(fēng)場(chǎng)所，然后進(jìn)入回風(fēng)井，由回風(fēng)井排出礦井，風(fēng)流所經(jīng)過的整個(gè)路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 礦井通風(fēng)方法以風(fēng)流獲得的動(dòng)力來源不同，可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。（1）自然通風(fēng)：利用自然氣壓產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。自然風(fēng)壓一般都比較小，且不穩(wěn)定，所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每一礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)。 （2）機(jī)械通風(fēng)：利用扇風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)。采用機(jī)械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓也是始終存在的，而且也并在各個(gè)時(shí)期內(nèi)影響著礦井的通風(fēng)工作，在通風(fēng)管理工作中應(yīng)給予充分重視。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求是：1．每個(gè)礦井，至少要有兩個(gè)通到地面的安全出口。 2．進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵，有害氣體污染。 3．北方礦井、井口需裝供暖裝備。 4．總回風(fēng)巷不得作為主要人行道。 5．工業(yè)廣場(chǎng)不得受扇風(fēng)機(jī)噪音干擾。 6．裝有皮帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井。7．裝有箕斗的井筒不應(yīng)作為主要進(jìn)風(fēng)井。 8．可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)應(yīng)盡量獨(dú)立通風(fēng)，不宜合并一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)。保證系統(tǒng)能夠獨(dú)立地進(jìn)行工作，這樣當(dāng)一個(gè)礦井出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)礦井的通風(fēng)工作不受影響。使生產(chǎn)不受大面積的受阻。9．通風(fēng)系統(tǒng)要為防治瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件。 10．通風(fēng)系統(tǒng)要有利用深水平或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。 國(guó)內(nèi)外研究狀況礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析技術(shù)現(xiàn)狀煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是保障安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)同時(shí)又受制于煤層地質(zhì)條件及由此形成的礦山井巷系統(tǒng)的特點(diǎn)。近年來煤礦擴(kuò)能及生產(chǎn)的集約化成為了普遍的趨勢(shì)礦井裝備水平迅速提高系統(tǒng)有了明顯的簡(jiǎn)化。但是現(xiàn)在仍有大量開采多年的老礦系統(tǒng)極為復(fù)雜大量新井產(chǎn)能的高度集中造成了系統(tǒng)新的隱患礦井在日常生產(chǎn)中所遵從的分區(qū)通風(fēng)格局抗災(zāi)能力不足在強(qiáng)烈的擾動(dòng)面前有可能形成嚴(yán)重的風(fēng)流紊亂因而需要有預(yù)先的判斷和分析礦井主扇和通風(fēng)構(gòu)筑物作為礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分其參數(shù)選取、布局、可靠性等均對(duì)系統(tǒng)的合理運(yùn)行起著重要的作用。因此礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災(zāi)能力分析對(duì)于防止通風(fēng)瓦斯及煤層自燃等意外的出現(xiàn)對(duì)于礦井預(yù)防處理通風(fēng)瓦斯意外及災(zāi)變的能力對(duì)于提高礦井安全管理水平均有著重要的作用。 我國(guó)煤礦的重、特大瓦斯事故所造成的井下人員大量傷亡均源于通風(fēng)系統(tǒng)抗災(zāi)能力不足致使正常生產(chǎn)時(shí)的分區(qū)通風(fēng)在瓦斯爆炸條件下受到破壞爆炸氣體進(jìn)入了爆源以外的廣泛區(qū)域使其他通風(fēng)分區(qū)乃至全礦井下的人員中毒死亡。研究瓦斯爆炸對(duì)分區(qū)通風(fēng)的破壞機(jī)理對(duì)瓦斯爆炸條件下通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力予以定量評(píng)價(jià)和分級(jí)研究災(zāi)變條件下維持分區(qū)通風(fēng)的條件和相應(yīng)措施對(duì)于提高通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)能力有著現(xiàn)實(shí)的意義。 煤礦安全規(guī)程對(duì)煤礦通風(fēng)有嚴(yán)格的要求和限制特別在高突礦井明確禁止使用串聯(lián)通風(fēng)。因此以各采掘工作面為核心的分區(qū)通風(fēng)成為了煤礦通風(fēng)的基本規(guī)定和實(shí)踐。在礦井災(zāi)變條件下維持正常分區(qū)通風(fēng)的能力是評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)抗災(zāi)能力的基本考慮因素。除巷道布置這一重要但難以調(diào)整的因素之外分區(qū)通風(fēng)及風(fēng)量分配調(diào)節(jié)主要依靠于風(fēng)門、風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施的應(yīng)用其類型、數(shù)量、分布上的合理性是影響通風(fēng)系統(tǒng)合理性的基本因素扇風(fēng)機(jī)及通風(fēng)構(gòu)筑物受礦井生產(chǎn)活動(dòng)及災(zāi)變影響而失去原定功能時(shí)礦井通風(fēng)維持在合理水平上的能力則是通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的重要標(biāo)志。礦井通風(fēng)是一個(gè)古老的技術(shù)領(lǐng)域但對(duì)災(zāi)變條件下維持分區(qū)通風(fēng)的相關(guān)技術(shù)、特別對(duì)于瓦斯爆炸與通風(fēng)系統(tǒng)的相互作用缺乏必要的理論與實(shí)驗(yàn)研究。我國(guó)瓦斯爆炸頻發(fā)許多爆炸力學(xué)工作者對(duì)氣相爆轟進(jìn)行過深入研究瓦斯爆炸方面的文獻(xiàn)十分豐富但現(xiàn)有的成果與煤礦井下的實(shí)際尚有較大差距如井下特有的結(jié)構(gòu)設(shè)施、巷道特征等等研究煤礦井下結(jié)構(gòu)設(shè)施與瓦斯爆轟波及沖擊波相互作用的成果較少井下通風(fēng)設(shè)施抗爆強(qiáng)度的理論研究基本是空白現(xiàn)有的文獻(xiàn)多限于事故現(xiàn)象的簡(jiǎn)單描述。深入系統(tǒng)地研究煤礦井下瓦斯燃爆的物理機(jī)制及其災(zāi)害效應(yīng)對(duì)于正確評(píng)價(jià)分析煤礦預(yù)防瓦斯爆炸安全等級(jí)、科學(xué)地改進(jìn)井下通風(fēng)設(shè)施和巷道布置具有極其重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。在此基礎(chǔ)上模擬了氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)的破膜過程以及破膜前后壓縮波、稀疏波對(duì)火焰陣面的影響。同時(shí)也研究了瓦斯爆炸過程中壓力波、火焰與障礙物的相互作用。近幾年國(guó)內(nèi)學(xué)者開展了瓦斯煤塵爆炸機(jī)理、傳播規(guī)律及防治對(duì)策的研究工作同時(shí)也揭示了瓦斯爆炸火焰的結(jié)構(gòu)特征及其影響因素揭示了瓦斯爆炸過程中爆炸波的特征參數(shù)變化規(guī)律及其影響因素開展了壁面熱效應(yīng)對(duì)瓦斯爆炸傳播規(guī)律影響作用的實(shí)驗(yàn)研究建立了管內(nèi)瓦斯爆炸能量平衡方程。通過理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究煤礦井下巷道條件對(duì)瓦斯爆炸及其沖擊波衰減的影響規(guī)律研究各種通風(fēng)設(shè)施結(jié)構(gòu)與爆轟波、沖擊波的相互作用研究各種通風(fēng)設(shè)施結(jié)構(gòu)在沖擊波載荷下的破壞過程和極限強(qiáng)度將能夠?qū)ΦV井分區(qū)通風(fēng)的抗災(zāi)能力對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性及抗災(zāi)能力予以定量