一种矿井通风系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井通风系统，包括送风井，用于向井下送风；送风井内安装有主送风风机；若干个送风巷道，送风巷道与送风井连接，送风巷道内安装有副送风风机，送风巷道与送风井的连接处安装有进风可调风门；若干个回风巷道，回风巷道与送风巷道一一对应，回风巷道与送风巷道之间安装有止回阀，回风巷道内安装有副回风风机；回风井，用于将井下的循环空气外排；回风井内安装有主回风风机。本发明专利技术能够改进现有技术的不足，提高了矿井通风系统的通风效果。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井通风系统及其控制方法
本专利技术涉及矿井通风
，尤其是一种矿井通风系统及其控制方法。
技术介绍
矿井通风系统是以机械通风的方法将地面新鲜空气直接或经处理后，通过进风井巷送入井下作业地点，将其中的污浊空气进行稀释，再通过回风井巷直接或经空气处理后排放至地面大气中。其基本作用是提供人呼吸所需的清洁空气、稀释和排除生产过程中产生的有害气体与粉尘、除去多余的热量与湿量，创造一个适宜人作业的生产环境。因此，合理构建和管理一个通风系统不仅是创造安全生产和卫生条件的基础，而且也是预防各种灾害发生的重要手段，对保证矿井安全生产具有重要意义。现有的矿井通风系统对于送风和回风的控制实时性和精度不足。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种矿井通风系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了矿井通风系统的通风效果。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种矿井通风系统，包括，送风井，用于向井下送风；送风井内安装有主送风风机；若干个送风巷道，送风巷道与送风井连接，送风巷道内安装有副送风风机，送风巷道与送风井的连接处安装有进风可调风门；若干个回风巷道，回风巷道与送风巷道一一对应，回风巷道与送风巷道之间安装有止回阀，回风巷道内安装有副回风风机；回风井，用于将井下的循环空气外排；回风井内安装有主回风风机；设共有n个回风巷道，从距离地面最近的巷道开始排号，距离地面最近的巷道为1号巷道，距离地面最远的巷道为n号巷道，将i+1号巷道与n-i号巷道通过过渡巷道进行连接，0≤i＜n，若n为奇数，则将位于中间位置的回风巷道单独连接至一个过渡巷道，过渡巷道与回风井连接，过渡巷道与回风巷道的连接处设置有回风可调风门，过渡巷道与回风井连接；在送风井、送风巷道、回风巷道和回风井内分别设置有风速传感器，在送风巷道和回风巷道内分别设置有温度传感器，在进风可调风门和回风可调风门处分别设置有风压传感器。作为优选，所述送风巷道与送风井的连接处设置有导流板，导流板固定在送风巷道的边缘，导流板与送风巷道的轴向夹角为10°～25°。作为优选，所述过渡巷道与回风井的连接处设置有凹槽，凹槽固定在回风井的内壁上，并与相应的过渡巷道同轴设置，凹槽的直径与过渡巷道的直径之比为2:1，凹槽的深度与直径之比为2:3。一种上述的矿井通风系统的控制方法，包括以下步骤：A、根据各巷道的送风风速要求，确定主送风风机的总送风量Q1，其中，Sj为送风巷道的平均送风面积，vj为送风巷道的风速设定值，k1为修正系数，F1为送风流体的平均势函数，L1为送风流体流动的总长度；B、根据步骤A确定的总送风量Q1，确定主回风风机的总回风量Q2，其中，k2为修正系数，μ为回风管路中平均的动力粘性系数；C、副送风风机的送风量Q1j满足，副回风风机的回风量Q2j满足，且，其中，k3为比例系数，1＜k3＜1.05，所有巷道中的k3均相同；D、根据每个送风巷道中的风压和温度的检测值与设定值的偏差数据，对进风可调风门的开度进行调整，其中，ΔA1j为进风可调风门的开度调整量，ΔP1j为送风巷道内的风压检测值与设定值的偏差数据，T1j为温度检测值，k4、k5为比例系数；E、根据对应的送风巷道中进风可调风门的开度调整量与回风巷道内的风压对回风可调风门进行调整，其中，ΔA2j为回风可调风门的开度调整量，ΔP2j为回风巷道内的风压检测值与设定值的偏差数据，k6、k7为比例系数。作为优选，主回风风机的总回风量Q2根据进风可调风门和回风可调风门的开度调整进行反馈修正，其中，Q′2为修正后的主回风风机的总回风量，为全部进风可调风门的开度调整加权平均值，为全部回风可调风门的开度调整加权平均值，加权率与对应巷道的通风流量成正比，k8、k9为比例系数。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本专利技术首先通过改进巷道的通风结构，通过设计过渡巷道降低不同回风巷道回风压力不同给回风井带来的风量波动。导流板可以降低送风井内不同送风巷道的连接口之间不同的送风压力导致的送风量偏差。回风井内壁的凹槽用来抑制巷道内回风气流与回风井内气流的相互扰动，提高回风井的回风效率。本专利技术开创性地提出了送风量控制新方法，利用送风流体的平均势函数对送风量进行修正，可以在不增加计算量的前提下，明显提高送风量的控制精度。通过送风量对回风量进行调整，可以避免回风量的调整与送风量发生偏差。各送风巷道与回风巷道的风量预留要保持有余量，从而实现整个系统的微正压，并且可以避免个巷道之间发生“串气”的问题。利用风门的调整实现巷道内风压和温度的稳定，在风门调整后，对回风量进行反馈调整，可以避免由于风门的调整导致整个通风系统的参数平衡发生变化。附图说明图1是本专利技术一个具体实施方式的结构图。图2是本专利技术一个具体实施方式中送风巷道与送风井连接部位的结构图。图3是本专利技术一个具体实施方式中过渡巷道与回风井连接部位的结构图。图中：1、送风井；2、主送风风机；3、送风巷道；4、副送风风机；5、进风可调风门；6、回风巷道；7、止回阀；8、副回风风机；9、回风井；10、主回风风机；11、回风可调风门；12、风速传感器；13、温度传感器；14、风压传感器；15、过渡巷道；16、导流板；17、凹槽；18、旁路回风管；19、旁路回风风机。具体实施方式本专利技术中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。参照图1-3，本专利技术一个具体实施方式包括，送风井1，用于向井下送风；送风井1内安装有主送风风机2；若干个送风巷道3，送风巷道3与送风井1连接，送风巷道3内安装有副送风风机4，送风巷道3与送风井1的连接处安装有进风可调风门5；若干个回风巷道6，回风巷道6与送风巷道3一一对应，回风巷道6与送风巷道3之间安装有止回阀7，回风巷道6内安装有副回风风机8；回风井9，用于将井下的循环空气外排；回风井9内安装有主回风风机10；设共有n个回风巷道6，从距离地面最近的巷道开始排号，距离地面最近的巷道为1号巷道，距离地面最远的巷道为n号巷道，将i+1号巷道与n-i号巷道通过过渡巷道15进行连接，0≤i＜n，若n为奇数，则将位于中间位置的回风巷道6单独连接至一个过渡巷道15，过渡巷道15与回风井9连接，过渡巷道15与回风巷道6的连接处设置有回风可调风门11，过渡巷道15与回风井9连接；在送风井1、送风巷道3、回风巷道6和回风井9内分别设置有风速传感器12，在送风巷道3和回风巷道6内分别设置有温度传感器13，在进风可调风门5和回风可调风门11处分别设置有风压传感器14。送风巷道3与送风井1的连接处设置有导流板16，导流板16固定在送风巷道3的边缘，导流板16与送风巷道3的轴向夹角为21°。过渡巷道15与回风井9的连接处设置有凹槽17，凹槽17固定在回风井9的内壁上，并与相应的过渡巷道15同轴设置，凹槽17的直径与过渡巷道15的直径之比为2:1，凹槽17的深度与直径之比为2:3。一种上述的矿井通风系统的控制方法，包括以下步骤：A、根据各巷道的送风风速要求，确定主送风风机2的总送风量Q1，其中，Sj为送风巷道的平均送风面积，vj为送风巷道的风速设定值，k1为修正系数，F1为送风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井通风系统，其特征在于：包括，送风井(1)，用于向井下送风；送风井(1)内安装有主送风风机(2)；若干个送风巷道(3)，送风巷道(3)与送风井(1)连接，送风巷道(3)内安装有副送风风机(4)，送风巷道(3)与送风井(1)的连接处安装有进风可调风门(5)；若干个回风巷道(6)，回风巷道(6)与送风巷道(3)一一对应，回风巷道(6)与送风巷道(3)之间安装有止回阀(7)，回风巷道(6)内安装有副回风风机(8)；回风井(9)，用于将井下的循环空气外排；回风井(9)内安装有主回风风机(10)；设共有n个回风巷道(6)，从距离地面最近的巷道开始排号，距离地面最近的巷道为1号巷道，距离地面最远的巷道为n号巷道，将i+1号巷道与n‑i号巷道通过过渡巷道(15)进行连接，0≤i＜n，若n为奇数，则将位于中间位置的回风巷道(6)单独连接至一个过渡巷道(15)，过渡巷道(15)与回风井(9)连接，过渡巷道(15)与回风巷道(6)的连接处设置有回风可调风门(11)，过渡巷道(15)与回风井(9)连接；在送风井(1)、送风巷道(3)、回风巷道(6)和回风井(9)内分别设置有风速传感器(12)，在送风巷道(3)和回风巷道(6)内分别设置有温度传感器(13)，在进风可调风门(5)和回风可调风门(11)处分别设置有风压传感器(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种矿井通风系统，其特征在于：包括，送风井(1)，用于向井下送风；送风井(1)内安装有主送风风机(2)；若干个送风巷道(3)，送风巷道(3)与送风井(1)连接，送风巷道(3)内安装有副送风风机(4)，送风巷道(3)与送风井(1)的连接处安装有进风可调风门(5)；若干个回风巷道(6)，回风巷道(6)与送风巷道(3)一一对应，回风巷道(6)与送风巷道(3)之间安装有止回阀(7)，回风巷道(6)内安装有副回风风机(8)；回风井(9)，用于将井下的循环空气外排；回风井(9)内安装有主回风风机(10)；设共有n个回风巷道(6)，从距离地面最近的巷道开始排号，距离地面最近的巷道为1号巷道，距离地面最远的巷道为n号巷道，将i+1号巷道与n-i号巷道通过过渡巷道(15)进行连接，0≤i＜n，若n为奇数，则将位于中间位置的回风巷道(6)单独连接至一个过渡巷道(15)，过渡巷道(15)与回风井(9)连接，过渡巷道(15)与回风巷道(6)的连接处设置有回风可调风门(11)，过渡巷道(15)与回风井(9)连接；在送风井(1)、送风巷道(3)、回风巷道(6)和回风井(9)内分别设置有风速传感器(12)，在送风巷道(3)和回风巷道(6)内分别设置有温度传感器(13)，在进风可调风门(5)和回风可调风门(11)处分别设置有风压传感器(14)。2.根据权利要求1所述的矿井通风系统，其特征在于：所述送风巷道(3)与送风井(1)的连接处设置有导流板(16)，导流板(16)固定在送风巷道(3)的边缘，导流板(16)与送风巷道(3)的轴向夹角为10°～25°。3.根据权利要求1所述的矿井通风系统，其特征在于：所述过渡巷道(15)与回风井(9)的连接处设置有凹槽(17)，凹槽(17)固定在回风井(9)的内壁上，并与相应的过渡巷道(15)同轴设置，凹槽(17)的直径与过渡巷道(15)的直径之比为2:1，凹槽(17)的深度与直径之比为2:3。4.一种权利要求1-3任意一项所述的矿井通风系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：A、根据各巷道的送风风速要求，确定主送风风机(2)的总送风量Q1，其中，Sj为送风巷道的平均送...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪兴，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36