【正文】 通過安裝在掘進頭以及回風巷的瓦斯傳感器，自動控制通風機運行頻率，安全自動地進行瓦斯排放，有效防止“一風吹”。、葉輪優(yōu)化設計、通流部分優(yōu)化設計、葉片調(diào)節(jié)技術(shù)、電機變頻調(diào)速技術(shù)、通風網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化設計技術(shù)等為一體的全三維粘性數(shù)值分析與優(yōu)化設計體系，掌握礦用風機節(jié)能技術(shù)集成的關(guān)鍵技術(shù)。本項目研制成功后，將大大的提高了通風機的運行效率和節(jié)能技術(shù)水平。4. 低噪聲化風機的噪聲是工業(yè)生產(chǎn)中噪聲污染最主要的來源之一。5. 選擇5～8個煤礦，利用全三維計算流體力學技術(shù)針對各煤礦現(xiàn)有風機、通風系統(tǒng)特點及通風要求開展采用葉片優(yōu)化、葉輪優(yōu)化、通流部分優(yōu)化、葉片調(diào)節(jié)、電機變頻調(diào)速技術(shù)、通風網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化等各種節(jié)能技術(shù)集成的研究與性能預測，并通過研究選定與風機及系統(tǒng)相匹配的主通風機的電機功率，為煤礦節(jié)能集成技術(shù)的應用提供技術(shù)依據(jù)和改造方案；在以上技術(shù)研究基礎上進行風機節(jié)能集成技術(shù)設計及加工，為開展節(jié)能技術(shù)示范提供硬件支持。在不斷完善所開發(fā)的局部通風機產(chǎn)品的同時，還重視設計生產(chǎn)與局部通風機配套使用的附屬件。(5)實現(xiàn)自動化控制。目前，英國Howden、KeithBlackman公司、美國的Bonanza Fans、Buffalo Forge、Fairchild、Joy、Strobic Air、TLTBabcock公司、德國的TLT、Turmag、3K、Vortfx公司、日本的三井三池制作所、生產(chǎn)的礦用軸流主通風機或局部通風機的運行效率均保持在84~87%以上。就有可能使效率相差1％～2％，使通風機的風量、風壓相差2％～5％，若安裝角度偏大，可能會導致電動機超功率，電動機燒毀現(xiàn)象。制造商：日本三井三池制作所；德國YORTE；波蘭ROWEN。抽出式局部通風機是將污風從工作面抽走，電動機需隔流。（2）高噪聲噪聲對人們的聽覺、視覺、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)都有嚴重危害。表3 各類礦用主通風機的評價名稱長軸雙級軸流對旋離心效率★★★★★★★★★電動機維修★★★★★★★安裝簡便★★★★★★結(jié)構(gòu)緊湊★★★★★★綜合成本★★★★★★風量★★★★★★★★安全性★★★★★★★★★總體來講，通過近幾年的規(guī)范整頓，所有的礦井都基本上采用了符合要求的主通風機，并制定了以風定產(chǎn)的安全措施，由于主要通風機出現(xiàn)故障而造成的事故大為減少。 (3)對旋通風機(BD40，54，56，58，60，65，66)。礦用通風機是保證煤炭安全生產(chǎn)的最主要設施，據(jù)統(tǒng)計我國目前在役的礦用主通風機約16000臺，礦用局部通風機約25萬臺，礦用通風機總裝機容量約為4000萬千瓦，耗能巨大。離心風機結(jié)構(gòu)特點：(1)安裝較為方便，但雙面進氣用雙支承軸較長。機械調(diào)速方式體積龐大，維護困難。3. 煤礦局部通風機現(xiàn)狀局部通風機，向礦井下局部地點供風的通風機，主要用于掘進通風。　?。?）對旋式局部通風機是20世紀80年代末、90年代初研制并迅速發(fā)展、推廣的一種局部通風機。在葉片加工中要注意葉型前、后緣的加工質(zhì)量，特別是葉型后緣的小圓，應符合樣板坐標規(guī)定的尺寸，尤其是鉚焊工藝，一般加工都比較粗糙。近20年來，伴隨著計算流體力學和控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，礦用風機的設計技術(shù)得到了巨大發(fā)展，從簡單的一維無粘流動的直葉片設計、到具有代表性的二維無粘流動的等環(huán)量扭曲葉片設計、可控渦設計、再到準3維無粘流動的SS2流面的彎扭掠葉片設計等。(4)提高系統(tǒng)效率，能隨時根據(jù)礦井通風網(wǎng)絡的變化，調(diào)節(jié)風機性能與之匹配，始終保持風機在高效區(qū)運行。具體方法表現(xiàn)在：①從設計上對風機的關(guān)鍵零部件葉片進行材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設計研究，并進行各種型號風機葉片理論強度計算，通過各種必要的力學性能試驗進行校核；②對葉片以及其它關(guān)鍵零部件從原材料、制造工藝、檢測檢驗等方面進行可靠性分析研究；③葉片無損檢測工藝研究；④優(yōu)化電機散熱結(jié)構(gòu)的研究；⑤控制風機喘振、振動的研究。2. 利用全三維粘性計算流體力學技術(shù)深入開展老式一級、二級礦用軸流主通風機（BY、70B2系列）、老式礦用離心主通風機（G47472系列）、80年代以后研制的礦用軸流主通風機和對旋軸流通風機（2K、BD(K)、GAF系列）各系列礦用主通風機流場結(jié)構(gòu)、流動損失機理、流動控制方法及變工況特性的研究，在此技術(shù)上開展葉片優(yōu)化設計、葉輪有優(yōu)化設計和通流部分優(yōu)化設計和實驗驗證；通過全三維粘性計算流體力學技術(shù)揭示和預測采用葉片調(diào)節(jié)技術(shù)、電機變頻調(diào)速技術(shù)后風機本體、系統(tǒng)及運行特性；通過以上研究，掌握礦用主通風機節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)，并為礦用風機集成技術(shù)研究與自動運行控制系統(tǒng)的研制提供基礎。在所有調(diào)節(jié)方法中,以離心式通風機變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),軸流式通風機的動、靜葉片角度調(diào)節(jié)及鼓風機、壓縮機的進口導葉調(diào)節(jié)為最佳方式。四、保障措施和條件1. 外部條件隨著煤炭市場的復蘇，煤炭行業(yè)的經(jīng)濟狀況逐步好轉(zhuǎn)，但安全狀況不容樂觀，特別是通風安全方面，事故層出不斷。，建立礦用風機智能安全運行節(jié)能控制模塊。研發(fā)適合煤礦井下工況的移動式防爆壓風機，使之可直接用于煤礦井下有煤塵或瓦斯突出的場所，為工作面提供高效率、低能耗、低噪音、長壽命、維護費用低的移動式壓縮氣源；研發(fā)高效可靠的礦用氣動/乳化液馬達，可取代目前依靠電動機驅(qū)動進行瓦斯抽排的通風機，提高局部通風系統(tǒng)的安全性和適應性。通風機線速度提高30%，提高風量，噪聲降低5～10dB（A），重量降低8～10％，整機批量化生產(chǎn)成本降低4～8%，通風機最高運行效率提高5～10%。通過本課題礦用風機節(jié)能技術(shù)的研究可使我國礦用風機節(jié)能技術(shù)達到國際先進水平，實現(xiàn)節(jié)能30%以上；該礦用風機節(jié)能技術(shù)如在全國礦用通風機中得到應用可節(jié)約750多萬千瓦的電力，接近長江三峽的電力（以1840萬千瓦計）的一半；由于礦用風機每天24小時運行，預計年節(jié)約電力650億度。重慶煤科研究院先后承擔完成了國家重大科技攻關(guān)、行業(yè)重點及省市科研720余個項目，其中210余項獲國家發(fā)明獎和國家、部省市科技進步獎，30余項獲國家專利，初步形成瓦斯治理及突出防治、瓦斯抽放及利用、氣體粉塵爆炸防治、火災防治、塵害治理、礦井通風、安全防護、安全評價、資源開發(fā)與利用等配套的技術(shù)和裝備。對不同種類的風機，采用不同的降噪方式，對于低頻噪聲風機主要通過改進風機結(jié)構(gòu)設計，降低本體噪聲。2. 通過對5種類型的煤礦通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的全三維粘性流動數(shù)值分析與動態(tài)特性分析，提出安全高效煤礦通風網(wǎng)絡系統(tǒng)設計技術(shù)準則，大幅度減少通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的阻力損失，并為風機選型、風機與系統(tǒng)管網(wǎng)匹配設計提供依據(jù)。從降低噪聲方面考慮，開發(fā)離心葉輪和軸向?qū)Я鞯耐残蜋C殼的局部通風機，亦是新的研究方向。具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。使我國礦用通風機節(jié)能技術(shù)水平達到國際先進水平，風機效率達到85%以上，系統(tǒng)運行效率達到85%以上，噪音85dB以下，通風量提高10~20%，實現(xiàn)節(jié)能30%以上，具體實現(xiàn)方法如下：（1）全三維粘性計算流體力學的設計理念利用全三維粘性計算流體力學技術(shù)深入開展老式一級、二級礦用軸流主通風機（BY、70B2系列）、老式礦用離心主通風機（G47472系列）、80年代以后研制的礦用軸流主通風機和對旋軸流通風機（2K、BD(K)、GAF系列）各系列礦用主通風機流場結(jié)構(gòu)、流動損失機理、流動控制方法及變工況特性的研究，在此技術(shù)上開展葉片優(yōu)化設計、葉輪有優(yōu)化設計和通流部分優(yōu)化設計和實驗驗證；通過全三維粘性計算流體力學技術(shù)揭示和預測采用葉片調(diào)節(jié)技術(shù)、電機變頻調(diào)速技術(shù)后風機本體、系統(tǒng)及運行特性；通過以上研究，掌握礦用主通風機節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)，并為礦用風機集成技術(shù)研究與自動運行控制系統(tǒng)的研制提供基礎。（4）通風機流道加工質(zhì)量由于通風機流道為鉚焊件，焊接質(zhì)量成為關(guān)鍵，最常見的問題是焊接質(zhì)量差，焊縫不連續(xù)，不光滑，氣流流過時會產(chǎn)生很大阻力，使通風機效率降低。二級葉片還兼?zhèn)淦胀ㄝS流式風機中的靜葉功能。技術(shù)力量、設備條件、管理水平、執(zhí)行標準狀況和經(jīng)營思路各不相同，產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)性能差異較大。對噪聲的控制也是我國風機行業(yè)廣大技術(shù)人員一直在努力的一個重要方向。風機采用大容量后可使一臺機組替代幾臺機組，這樣可降低設備和建造費用，節(jié)省材料，節(jié)約能源，便于管理和采用自動化技術(shù)。與之相對應，從表4可看出：無量綱壓力系數(shù)較低的通風機適合于低風阻礦井，反之適合于高風阻礦井；比轉(zhuǎn)數(shù)較低的通風機適合于風量要求較小的礦井，反之適合于風量要求較大的礦井。20世