煤矿井下掘进工作面瓦斯自动排放变频调速系统设计
煤矿主通风机变频调速及控制监控系统
煤矿主通风机变频调速及控制监控系统一、概述煤矿巷道通风系统，在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用，由于煤矿开采及掘进的不断延伸，巷道延长，矿井所需的风量将不断增加，风机所用功率也将加大；四季的交替，冷热的变化，所需的风量也需不断调节。
变频调速以其优异的调速和起动性能，高效率、高功率因数、节电显著和应用范围广泛等诸多优点而被认为是主扇风机最适合的调速方式，可以实现以下几个功能：●节能降耗，降低长达几十年的生产成本；●软起动特性，大大延长机械使用寿命；●无人值守，提高自动化运行程度，安全生产。
二、变频节能原理变频调速控制系统利用变频调速来实现风量（风压）调节，代替挡风板等控制方式，不但可以节约大量的电能，而且可以显著改善系统的运行性能。
曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压—风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。
如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。
从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。
显然，轴功率下降不大。
如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。
可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3也随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。
节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。
显然，节能的经济效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。
采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%，如果风量下降到60%，轴功率N可下降到额定功率的21.6%，当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等。
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用随着矿井开采深度的不断加深，矿井内部环境越来越恶劣，通风系统的重要性越来越凸显。
矿井通风系统需要具备一定的自适应性、灵活性和高效性，才能满足矿井深度、采掘技术、气压、温度、湿度等因素的综合影响。
传统的矿井通风系统控制方法已经逐渐被淘汰，变频调速技术已经成为矿井通风系统控制中的重要手段。
本文将探讨变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用。
一、变频调速技术概述变频调速技术是指通过改变电机输出频率的方法来实现电机转速调节的一种控制技术。
通俗的讲，就是电机工作时输出的电压和频率可以随时调节，从而控制电机的转速。
变频调速技术已经被应用于交通运输、水泵、风机等领域，可以实现电机精确的转速调节和能耗控制。
1. 变频调速技术可实现精确的风量控制矿井通风系统需要按照一定的风量要求来保证矿井内部气流的流动，从而避免有毒有害气体积聚和防止火灾和爆炸。
传统的调速方法需要通过改变通风机的出口阀门或者风门的开启度来实现风量控制，这种方法的精度较低，且在瞬态条件下无法达到目标风量。
而采用变频调速技术，则可以通过精确地控制电机的转速，从而改变通风机的出风量来满足实际需求。
变频调速技术可以实现电机的输出频率随时调节，从而可以根据实际情况进行风量的动态调整，达到更加准确的风量控制效果。
2. 变频调速技术可节能降耗矿井通风系统是矿井的重要能耗设备，传统的调速方式存在能耗浪费、效率低下等问题。
而采用变频调速技术，可以实现电机转速的精确调节，从而达到更加高效的能耗控制。
通过调整电机的转速，可以使风机在实际工作时能够保持在最佳工作点上，从而实现降耗节能的目的。
实际应用表明，采用变频调速技术的通风系统能够节约20%~30%的电能，同时还能够降低能源成本和维护成本，提高整体的经济效益。
3. 变频调速技术可提高设备的可靠性和寿命矿井通风系统是高要求的设备，需要有一定的可靠性和稳定性。
而传统的定速控制方式容易导致通风系统频繁的启停和冲击电流，从而对设备造成损害，影响设备的可靠性和寿命。
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用变频调速技术是现代工业领域中常用的一种调速方法，具有调速平稳、能效高、操控方便等优点。
在矿井通风系统控制中，应用变频调速技术可以提高通风系统的运行效率和稳定性，降低能耗和运行成本。
变频调速技术可以根据矿井通风需求的变化调整通风系统的风量。
矿井通风系统需要根据工作面的开采情况和矿井内的可燃气体浓度变化等动态调整风量。
传统的通风系统通过调整风门的开启程度来实现风量的调节，但是调节范围有限且调节速度慢。
而使用变频调速技术，可以通过调整电机的转速来改变风机的风量输出，实现更精准、快速的风量调节，满足通风需求的变化。
变频调速技术可以降低通风系统的能耗。
矿井通风系统的能耗主要来自于风机的耗电量，传统的通风系统采用定频电机，风机的运行速度固定，功率消耗也较高。
而使用变频调速技术，可以根据实际通风需求调整风机的运行速度，降低风机的运行功率，达到节能的效果。
研究表明，采用变频调速技术的通风系统能够节能15%以上。
变频调速技术可以改善通风系统的稳定性和可靠性。
矿井通风系统需要保持稳定的风量供应，传统的通风系统采用定频电机，风机在启动和停机过程中会产生冲击，对风机和管道系统造成振动和冲击负荷。
而变频调速技术可以实现平稳的启动和停机，减少了对系统的冲击负荷，降低了设备的维护和损坏风险，提高了系统的可靠性和使用寿命。
变频调速技术还可以提高通风系统的控制精度和响应速度。
矿井通风系统需要根据实际情况及时调整风量，以保持矿井内的安全环境。
传统的通风系统调节风量较为困难，响应速度较慢。
而变频调速技术可以通过精确调节电机转速，实现精准的风量调节，同时响应速度快，确保通风系统在紧急情况下能够及时调整风量以保证工人的安全。
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用具有显著的优势。
它可以实现通风系统风量的精确调节，降低能耗，改善系统的稳定性和可靠性，提高控制精度和响应速度。
在矿井通风系统中推广应用变频调速技术具有重要的意义。
瓦斯防治技术课程设计某矿井综采面瓦斯抽放系统设计
《瓦斯防治技术》课程设计任务书设计题目某矿井综采面瓦斯抽放系统设计设计周数第18周班级安全工程专业0234091班指导教师王洪义马春莲万祥云0232111班瓦斯抽放系统课程设计任务书一．设计任务书：矿井回采（掘进）工作瓦斯抽放系统设计按设计任务书给定的原始资料，进行某矿井某回采工作面瓦斯抽放系统的工艺设计。
二．原始资料：1.地质条件本采区开采煤层厚度为~，平均厚度为5m；赋存稳定，倾角为2～5°顶板为砂质泥岩，岩层不能致密，距开采层8～10m，顶部位上临近层，该煤层在本区域内厚度0～为不可采煤层。
本采区内有小断层，对开采影响不大。
2.主要瓦斯参数本工作面位于标高-650水平，为矿井开采第三水平，煤层瓦斯含量为8m 3/t，煤的密度为m3，有突出危险，经预测工作面绝对瓦斯涌出量Q CH4为19m3/min。
3.通风方式及风量采区采用抽出式内，回风由采区主要扇风机排出地面，经计算工作面供风量为1500m3/min。
4.采煤方式及巷道布置：采用走向长壁全数跨落顶板管理法，工作面后退式倾斜分层开采，上分层采用综合机械化采煤，采高为采用两班采煤，一班抽放瓦斯，工作面日推动度为3m，下分层采高为。
巷道布置如图1所示。
7图1 巷道布置平面图5.已知抽放瓦斯参数：经实测煤层透气性系数λ＝（m2/，如用未卸压长钻孔预测抽煤层瓦斯，百米钻孔瓦斯抽放量为min•hm；如用卸压浅孔抽放瓦斯，百米钻孔瓦斯抽放量为min •hm，同时λ值提高到（m2/；如用卸压长钻孔预测抽煤层瓦斯，百米钻孔瓦斯抽放量为~min•hm；学生可按照以上测定的抽放参数选择抽放方式。
（1）卸压浅孔抽放时，抽放影响半径为，钻孔所需要的抽放孔口负压为12KPa，边采煤边抽放瓦斯。
（2）未卸压长钻孔抽放：钻孔抽放半径为，钻孔孔口需负压为20KPa，掘进期间边掘进边抽放瓦斯。
（3）卸压长钻孔抽放，钻孔抽放影响半径为，钻孔孔口需要负压为20KPa，边采煤边抽放。
矿井提升机变频调速控制系统设计毕业设计说明书
Xinjiang Institute of Engineering机械工程系|毕业设计说明书论文题目矿井提升机变频调速控制系统设计新疆工程学院机械工程系毕业设计任务书新疆工程学院机械工程系毕业设计成绩表摘要矿井提升机是采矿等行业的重要设备，矿物的运输和人员的运输等都离不开提升机。
我国传统的矿井提升机主要采用继电器-接触器进行控制，并通过在电动机转子回路中串接附加电阻来实现启动和调速。
这种控制系统存在可靠性差、故障率高、操作复杂、电能浪费大、效率低等缺点。
针对传统提升机的问题，本设计采用可编程控制器控制系统，并且与变频器结合实现提升机速度控制。
通过对提升机系统的深入研究，完成提升机控制系统的设计，选择硬件设备型号，并且完成硬件系统设计。
根据硬件系统要去画出外部接线图，并且编写控制系统程序。
通过可编程控制器控制变频器，实现提升机启动、加速、等速、减速、爬行和停车操作，并且对过载、超速、过卷等故障进行监控。
变频器速度调节是利用改变被控对象的电源频率，成功实现了交流电动机大范围的无级平滑调速。
应用变频器对矿井提升机的控制系统进行改造，将成为历史发展的必然趋势。
关键词：矿井提升机；PLC；变频器；控制系统AbstractMine hoist is important equipment in the mining industry,etc. Minerals and personnel transportation is inseparable from the hoist .Our traditional mine hoist mainly adopts relay-contanctor control,and through motor rotor circuit series additional resistance to realize the start and speed. This control system is poor reliability , high failure rate, complex operation , power waste,the low efficiency,etc.Aim at the problems of traditional hoist,this design adopts the PLC control system,and with frequency converter realize the hoist speed control.Through to hoist system research ,complete hoist control system design,select hardware decice type and complete hardware system design.According to the hardware system requirements draw outside wiring diagram and write system programming .Through the PLC control inverter realize the hoist start,accelerate,constant speed ,reduction,crawl and parking operation,and monitoring overload ,speeding,Hoist Top,etc.Frequency control is through changing power frequency of the controlled object realize the AC motor Non-polar smooth speed in the wide range.Application of frequency converter Improve mine hoist control system,which will become the inevitable trend of history.Key words: mine hoist ；PLC ；frequency converter ；control system目录第1章绪论 (1)1.1设计来源 (1)1.2国内外矿井提升机发展现状 (2)1.2.1国内矿井提升机电气控制系统的现状 (2)1.2.2国外提升机电气控制系统的现状 (3)1.3设计内容及意义 (4)1.3.1设计内容 (4)1.3.2设计意义 (4)第2章矿井提升机变频调速系统的组成和总体设计 (6)2.1矿井提升机变频调速系统的组成 (6)2.1.1变频调速系统PLC部分简介 (6)2.1.2 变频调速系统变频器部分简介 (7)2.1.3 变频调速系统矿井提升机部分简介 (9)2.2矿井提升机变频调速系统的总体设计 (10)2.2.1提升机电控系统五阶段速度图分析 (10)2.2.2提升机电控系统四象限运行分析 (12)2.2.3提升机电控系统的要求 (14)第3章矿井提升机变频调速控制系统硬件设计 (16)3.1矿井提升机系统组成及控制工作原理 (16)3.1.1矿井提升机系统组成 (16)3.1.2 矿井提升机控制系统工作原理 (17)3.2箕斗和电机的选型设计 (18)3.2.1 箕斗的选定 (18)3.2.2提升电机选定 (18)3.3变频器的选型设计 (19)3.3.1变频器容量选择 (19)3.3.2 高压提升机变频器主要特点 (20)3.3.3变频器参数设置 (21)3.3.4变频器外部接线图设计 (21)3.3.5变频调速控制系统主电路主要部件的功能 (22)3.3.6变频器声光报警回路设计 (23)3.3.7变频器制动控制回路设计 (23)3.4PLC的选型 (27)3.4.1 PLC的I/O 点统计 (27)3.4.2 PLC的I/O端口统计 (27)3.4.3 PLC的选型 (28)3.4.4 PLC的外部电路接线图 (28)3.4.5 PLC外围电气控制回路设计 (29)3.5硬件调速控制系统保护措施 (33)3.5.1空气断路器短路保护 (33)3.5.2热继电器过载保护 (34)第4章矿井提升机变频调速系统软件设计 (35)4.1程序设计 (35)4.2系统抗干扰措施 (38)4.2.1变频器的抗干扰及防止 (38)4.2.2 PLC的抗干扰及防止 (38)4.3提升机调速系统的程序梯形图 (39)4.4提升机调速系统的程序调试 (40)5总结 (42)6致谢 (44)7参考文献 (1)第1章 绪论1.1设计来源矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械，广泛应用于煤炭、金属、化工等矿山的竖井、斜井中，是生产运输的主要工具。
煤矿运输机中变频调速技术的应用
煤矿运输机中变频调速技术的应用煤矿运输机中变频调速技术的应用煤矿运输机是一种大型设备，用于将煤炭从矿井地面输送至地下采掘工作面。
在煤矿生产过程中，运输机是必不可少的一部分，能够有效地提高煤炭的生产效率和运输效率。
但是，传统的煤矿运输机所采用的传动方式存在着效率低、噪音大、能耗高等缺点。
为解决这些问题，近年来，在煤矿运输机中广泛采用了变频调速技术，以提高运输机的运行效率和降低运行成本。
变频调速技术是一种在电机运行过程中改变电机转速和电机输出功率的技术。
其核心设备是变频器，它能够改变电源的频率和电压，以控制电机的旋转速度。
变频器通过控制电机的输出频率和电压，可以使电机在保证稳定运行的同时，实现电机转速和功率的精确控制。
在煤矿运输机中，采用变频调速技术具有以下几个优点：1.节省能耗传统的煤矿运输机通常采用直接启动或星角启动等方式启动电机，启动电机瞬间功率大，容易引起电网电压波动，加上煤炭功率输入变化大，所以会占用很高的电力，浪费能源。
而变频器采用电脑控制启动方式，可以有效降低启动瞬间的电力冲击，适应不同负载的启动，从而达到节能效果。
2.提高运行效率变频调速技术可以使电机输出的转速和功率得到精确控制，能够根据不同的工况实时调节运输机的运行速度，保障煤炭生产的连续性。
变频器可以反馈电机当前状态，实时监控电机的转速和电流，避免电机运行过载或欠载，防止因过载而损伤电机，同时也避免电机运行时因欠负载浪费能源。
3.降低噪音在传统的煤矿运输机中，电机采用直接启动或星角启动等方式启动，启动瞬间产生的电力冲击，会导致电机转子震动、轴承振动以及机构共振等问题，产生噪音污染。
而采用变频调速技术后，可使电机运行平稳，避免启动冲击，减少噪音污染。
在煤矿生产过程中，煤矿运输机在煤炭的输送过程中起到了重要的作用，而变频调速技术的应用，则使得煤矿运输机的运行效率大幅提高，成本大幅降低，功率因数得到了提高，噪音污染降低等，取得了显著的优化效果，和对环保、效益等方面交出了满意的答卷。
变频调速装置在煤矿生产中的应用
变频调速装置在煤矿生产中的应用摘要:采用通风机用隔爆兼本安型变频调速装置,可自动根据不同的运行工况调整风量,实现高效排瓦斯和节能通风的目的。
阐述了通风机用隔爆兼本安型变频调速装置的工作原理,介绍了其功能特点。
应用该装置可实现变频启动、手动控风、风电闭锁、瓦斯电闭锁等功能,节能效果良好。
关键词: 变频调速通风机节能煤矿局部通风机是煤矿生产中的重要设备之一,在煤矿生产中起着至关重要的作用。
通风机采用工频电源供电,排瓦斯时通风机一旦工作(工频下运转),风量立即达到最大,会把巷道内的高瓦斯气体吹到回风巷中,造成回风巷中的瓦斯浓度超标,必须手动开启风机开关,使风机处于断续工作状态,控制风量的平均值,避免回风巷中的瓦斯超标。
该控制方式对操作人员的技术水平要求高,且易出现瓦斯超排现象。
在正常通风状态开采过程中,通风机会长期超风量工作,浪费大量电能,且工作时的噪音很大,还会增加巷道内的煤尘。
采用通风机用隔爆兼本安型变频调速装置,可解决以上问题。
该变频调速装置采用了IGBT变频调速技术、热管散热技术以及智能控制技术,可根据不同的运行工况,通过检测不同地点的瓦斯浓度,自动调节通风机的风速,达到高效排瓦斯和节能通风的目的。
1工作原理井巷掘进工作面通风机用隔爆兼本安型变频调速装置安装布置如图1所示。
当自动控制装置检测到T1、T2、T3处瓦斯浓度正常时即自动进入自控通风状态。
依据T1、T2所检测的瓦斯浓度和掘进巷道回风流的瓦斯浓度,通风机用隔爆兼本安型变频调速装置自动控制局部通风机的转速(T1、T2浓度变小,则局部通风机减速;T1、T2浓度变大,则局部通风机加速)根据瓦斯浓度的大小自动调节风量,避免瓦斯超限。
局部通风机调速范围:在“上限频率”和“下限频率”的设定值之间变化。
局部通风机下限频率设定在10~50Hz,上限频率设定在10~50Hz。
甲烷传感器T1出现断线故障时,则局部通风机以“下限频率”所设定的转速运行。
当回风巷混合处瓦斯浓度T3超过安全规定值(T3浓度值设定)时,通风机用隔爆兼本安型变频调速装置自动进入自控排瓦斯状态。
煤矿井下通风机变频调控方案
煤矿井下通风机变频调控方案摘要由于井下地质环境复杂，在综采作业过程中的风阻特性变化大，而传统通风控制系统的控制反应滞后，无法满足通风系统快速调整的需求，导致在实际运行过程中风机常常设定在最大功由于井下地质环境复杂，在综采作业过程中的风阻特性变化大，而传统通风控制系统的控制反应滞后，无法满足通风系统快速调整的需求，导致在实际运行过程中风机常常设定在最大功率运行，虽然在一定程度上确保了井下通风的安全性，但也给矿井通风系统的运行经济性造成了极为不利的影响。
因此本文研究一种将传统的以井下定转速通风控制为基础的通风控制方案，改为采用通风风量和井下瓦斯浓度为反馈信号的矿井通风变频调速方案。
1矿井通风变频调速方案根据煤矿井下通风控制需求，该矿井通风变频调速系统主要由PLC控制模块、BP 神经网络模块、变频调速模块、多传感器监测模块等构成，各个控制模块之间采用了现场数据总线模式[1]，构成了监测-反馈-计算-调节的闭环调控系统，设置在井下巷道内不同区域的风速、瓦斯浓度传感器等对井下的通风情况进行实时监测，将监测结果传输到控制中心内进行数据分析和计算，然后根据计算结果输出通风机的变频调速信号，进而实现对通风系统转速和风量的调整，该变频调速控制系统整体结构如图1所示。
由图1可知，该变频调速系统中，该PLC控制中心主要由PLC控制模块和BP神经网络控制模块两个部分构成，BP神经网络主要用于对多类别传感器的监测情况进行对比分析，构建通风机运行状态和井下风量、瓦斯浓度之间的非线性映射关系，降低煤矿井下复杂地质环境下风阻变化对通风稳定性和安全性的影响，满足矿井通风安全性和稳定性的需求。
多传感器监测模块是矿井通风控制系统的眼睛，主要用于对煤矿井下巷道内的风速和瓦斯浓度等进行实时监测，将监测结果经过初步筛选后传输到PLC控制中心进行进一步的分析，是通风调控系统的调控基础，直接影响调控系统的运行稳定性和经济性。
2通风系统的变频控制结构通风系统的变频控制是通风系统的执行机构，用于输出变频调节信号，满足通风机在不同工况下的变频控制需求，以某矿井通风系统为例，其采用了两组90kW的通风机，一备一用，采用了一拖一的控制模式，为了确保对该通风系统的控制效果，在系统中增加了MM430型变频控制器[2]，变频器和控制中心的通信采用了现场总线结构。
矿井通风机变频调速系统设计
2021年第2期2021年2月在煤矿回采作业中，伴随矿井回采深度的持续增加，井下作业所面临的环境越发复杂，高瓦斯、高粉尘、高温、高湿都成为威胁生产安全的重要因素[1]。
面对这种情况，必须及时通过矿井通风机向井下作业面输入新鲜风流，排出作业面有毒有害气体，对作业面环境予以改善。
但在实际作业中常规风机普遍存在功率低、能耗大等不足之处，这主要是由风机运行未能同井下作业巷道及作业面风阻特性相匹配所致。
有鉴于此，借助现代科技手段，以对井下风速、风压、瓦斯浓度等不同参数的综合测定为基础，构建智能化矿井通风机变频调速系统，便能有效兼顾通风效率与能耗问题，实现通风综合效益的全面提升，为矿井生产的持续高效开展提供有力支撑。
1矿井通风机变频调速系统总体设计分析所设计的矿井通风机变频调速系统主要构成模块包括PLC （可编程逻辑控制器）模块、多传感器模块、变频调节模块及电液伺服模块等[2-3]，其构成如图1所示。
所有模块全部分布于PLC 控制总台，并借助现场总线实现互联，构成完备的封闭网络。
作业时，通过布设于井下巷道及作业面的各种感应监测装置，实现对井下风速、风压等相关参数的收集，相关数据会通过网络传递至PLC 控制中心并借助PLC 系统软件进行智能分析处理，生成相应的通风机调节指令，通过变频器和电液伺服机构对通风机电机转速和叶片角度予以调节，实现通风机效能的最优化。
整个系统构成中的核心模块为PLC 模块和多传感器模块[4-5]。
其中PLC 模块主要负责对各传感器所收集数据进行在线处理，其程序分为BP 神经算法和工业控制软件两块。
BP 神经网络用于构成针对各传感器的非线性映射，继而创建出基于各个通风特征参数的通风机控制模型，以便于对通风机进行模拟调节，从而获得最佳控制参数。
工业控制程序主要用于支撑对多传感器、变频器及电液伺服机构等的控制，能依照系统提供的控制指令对各个执行机构进行操控，确保风机时刻保持最佳状态。
多传感器模块主要通过所属的各个监测感应装置，对涉及通风机运行的各类参数进行测定，从而为系统智能通风机运行状态提供数据支撑。
变频调速在煤矿矿井通风机上的应用
变频调速在煤矿矿井通风机上的应用商坤,王建军(黄河水利职业技术学院,河南开封475004)摘要:通过对煤矿矿井通风机运行特性的分析,阐述了变频调速技术在矿井通风机系统中应用的技术可行性,实施方案和巨大的经济效益。
提出了通风机变频调速与瓦斯监测系统联网,防止瓦斯爆炸事故发生的设想。
关键词:通风机;变频调速;节能中图分类号:TD724+.3文献标识码:B文章编号:1003-496X(2006)07-0018-03矿井通风机作为保障矿井安全生产的关键设备,必须连续运行,是煤矿中连续运转的大用电负荷设备。
实现矿井通风机的经济运行,对于节约用电、降低成本有着很重要的意义。
1矿井通风机的运行特点矿井通风机及其传动电机,通常在矿井设计阶段选定,其通风量主要由矿井瓦斯涌出量、井下作业人员数量、通风巷道阻力等因素决定。
通风机满速运行时的特性曲线与矿井通风网络阻力特性曲线的交点,确定通风机的自然运行工况点。
但是,自然工况点往往不是矿井通风机所要求的工况点,其主要原因是:(1)预测的矿井瓦斯涌出量往往大于实际的瓦斯涌出量。
[换行](2)预计的矿井通风网络阻力特性曲线与实际阻力特性曲线不尽相同。
(3)矿井通风网络阻力特性曲线随采掘工作面的推移而变化。
(4)随着产量增减、采煤方法及井下工人劳动生产率的变更,通风需求量亦可能发生变化。
(5)在节假日及检修期间,井下工人数量及瓦斯涌出量均减少,因而实际需要的通风量亦少。
通风机的服务年限通常为十几年甚至几十年。
为安全起见,通风机和电动机的规格都留有一定的余量,以适应通风网络阻力变化和风量变化的要求。
因此,通风机的正常运行和经济运行都要求进行风量调节。
2通风量调节的方法通风机的风量调节,是通过改变通风机本身的特性曲线或改变外部管网特性来进行的。
可分为风机恒速时的风量调节和风机变速时的风量调节。
2.1通风机恒速时的风量调节对于轴流式通风机,通过增大叶片安装角度可以增大风压,也可以通过改变工作轮的级数或叶轮片数来调节通风量。
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用
变频调速技术在矿井通风系统控制中的应用随着煤矿安全生产的重要性日益凸显，矿井通风系统的安全运行也成为了煤矿生产管理的重要环节。
而在通风系统中，变频调速技术的应用不仅可以提高通风系统的运行效率，还可以提升通风系统的安全性和稳定性，因此在矿井通风系统中被广泛应用。
一、煤矿通风系统的特点和问题煤矿是一个充满危险的工作场所，煤矿的环境条件相对恶劣，通风系统是其中一个非常重要的设备。
煤矿通风系统的任务是将新鲜空气输送到井下工作面，保持井下空气清新，排除有害气体和瓦斯，保障矿工的生命安全。
煤矿通风系统也存在一些问题，例如传统的通风系统由于其结构单一，只能在一定程度上解决煤矿通风系统中的一些问题，同时也存在运行效率低、能耗大等问题。
二、变频调速技术的特点和优势变频调速技术是一种通过改变电机的供电频率，来控制电机转速的技术。
它可以在不改变电机结构的情况下，根据需要灵活调节电机的转速和功率，实现对电机的精细控制。
变频调速技术在通风系统中的应用有着以下的特点和优势：1. 省电节能：传统的通风系统通常采用恒速运行，但是在实际使用中，并不是所有时候都需要全功率运行，这就导致了能耗的浪费。
而变频调速技术可以根据通风系统的实际需求，灵活调节电机的转速和功率，提高了通风系统的运行效率，减少了能耗，节省了电能费用。
2. 稳定可靠：通过变频调速技术可以实现对通风系统的精细控制，保证通风系统在不同的工况下都能够稳定可靠地运行。
特别是在遇到突发情况时，通风系统可以迅速调整电机转速，确保通风系统能够及时响应，保障矿工的生命安全。
3. 噪音低振动小：由于变频调速技术可以实现对电机的精细控制，可以有效地减小通风系统运行时的噪音和振动，提升了通风系统的工作环境。
1. 实现多级调速：通过变频调速技术可以实现通风系统的多级调速，根据矿井的实际需求，可以分区域、分工艺调整通风系统的风量和风压，满足不同区域、不同工艺的通风需求。
2. 实现智能控制：通过连接传感器、PLC等智能设备，可以实现对通风系统的智能控制，实现对通风系统运行状态的实时监测和调整，及时发现问题并采取措施，提高了通风系统的安全性和可靠性。
煤矿井下风扇自动调节装置的设计
煤矿井下风扇自动调节装置的设计摘要针对因通风机恒速云装而造成“一风吹”排放瓦斯，致使主巷道内，瓦斯浓度超限的问题，设计一种可根据巷道内瓦斯浓度值改变而自动调节通风机转速的隔爆兼本安型通风机自动转速自动调节装置，用于对煤矿井下巷道掘进过程中超限瓦斯的排放，从根本上解决了因“一风吹”而造成的瓦斯爆炸爆炸的事故隐患。
采用SPWM变频技术、PLC技术研制而成的一种新型全自动瓦斯排放装置，主要用于控制煤矿井下掘进工作面局部风机，进而实现掘进工作面超限瓦斯的自控排放关键词：局扇，瓦斯传感器，变频调速，PLCCoal mine shaft ventilator automatic control device designABSTRACTFans in connection with a constant speed with clouds caused by "Yi Fengchui" gas emissions, causing the main roadway, the concentration of gas-gauge problems, to design a tunnel under the gas concentration in the value of changes in fan speed automatic adjustment of the flameproof Fans of this type of automatic speed automatic adjustment devices for the coal mine tunnel boring process overrun gas emissions, and to fundamentally solve the result of "Yi Fengchui" and the explosion caused by gas explosion in the hidden causes of accidents. SPWM frequency technology used, PLC technology from developed a new type of automatic gas emissions devices, mainly used to control coal mine heading face local fans and then making the heading face-gauge-controlled gas emissionsKey words :Bureau fan, gas sensor, frequency conversion velocity modulation, PLC目录第一章概述 (1)1.1煤矿井下有五大灾害 (1)1.2矿井通风瓦斯事故在矿井安全事故中的比重 (1)1.3瓦斯爆炸的危害性： (2)1.3.1 瓦斯爆炸后产生剧毒气体——一氧化碳。
煤矿通风变频调速系统设计
煤矿通风变频调速系统设计张抗抗;陆宜娜;马小平【摘要】According to the present situation of the low utilization of resources and a huge consumption of ener-gy, after comparing several ways to regulate wind volume, this paper presented a kind of variable frequency speed-regulation system based on PLC. The structure of the system was introduced in detail. The system operation principle was analyzed. Combined with the specific application, the relative energy-saving was calculated. The application re-sults, show that this system is stable, and has a significant effct in energy-saving.%针对煤矿通风系统资源利用率低、耗能巨大的现状，在比较几种风量调节方式后，提出了一种基于PLC 为控制核心的变频调速系统。
详细介绍了系统的结构，分析了系统运行原理，并结合系统的具体应用，进行了相关的节能计算，应用结果发现，该系统运行稳定，节能效果显著。
【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P59-62)【关键词】风量调节;变频调速;节能【作者】张抗抗;陆宜娜;马小平【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221008;中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221008;中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TN7730 引言煤矿通风系统是煤矿安全生产中的重要一环。
煤矿瓦斯排放自动控制系统方案
本方案兼容煤矿掘进通风、瓦斯排放两大自动控制系统一．概述煤矿，尤其是高瓦斯矿井中，瓦斯的涌出变化量是一个不确定值。
如果不加以有效的控制，就会酿成重大的安全责任事故。
目前矿井瓦斯排放通风系统，一般由地面压风机和井下局部通风机两大部分组成。
当井下某处瓦斯涌出过量时，瓦控站能将信息传递给地面总控制调度室，总调度室通知人员做安全预防处理，严重时撤离人员，关闭涌出工作面的所有电器及机械设备。
经过一段时间后，瓦斯涌出量恢复到比较稳定时，派遣救护队员携带面具、氧气瓶等救护设备下井开启局部通风机。
由于局部通风机为工频定速运行，需要救护队员反复启动风机以及控制风门或通过紧松风筒来控制风量，防止一风吹，造成瓦斯的大面积扩散。
这是一个非常危险繁重的工作，稍有疏忽就会造成救护队员的伤亡事故，严重威胁救护队员的生命安全。
在特殊情况下，由于局部通风机工频定速运行，瓦斯大量涌出时，局部通风机无法及时调整风量和风速，导致高浓度瓦斯过量过快蔓延到合风处，进而蔓延到大巷里，酿成恶性事故。
现有的瓦斯排放通风方式，已经成为矿井安全生产非常薄弱的一个环节。
二．我们的对策与技术方案的核心内容为了从根本上改变瓦斯排放原始落后的状况，我们经过充分调查研究和近三年的工作实践，与国内知名矿用电气生产厂家联合开发出最新型号的瓦斯自动排放控制系统，其核心内容是：1.瓦斯最易涌出的井下掘进面与采煤工作面上的局部通风机，由定速运行改为变速运行。
a)根据瓦斯传感器T1、T2、T3测得的工作面瓦斯浓度变化，以及风速风量要求，自动调节风机转速，即能防止一风吹，又能合理无限量排放瓦斯。
b)掘进面建设初期，巷道短，需要风量小，我们的自动排瓦系统可以以小于25%的风量供风。
随着巷道掘进的延伸，提高风机转速，增加风量供给。
既能防止风量过大、尘土飞扬，改善劳动条件，而且可以使电能消耗低至50%以上。
2.新建（或利用）井下安全通讯环网系统，通过以太网和光纤电缆，将风机运行状况及巷道内瓦斯变化情况，实时正确提供给总的调度室，实现远程监视远程控制。
(精选文档)基于PLC的矿井通风机变频操纵系统设计
目录1 绪论 ................................................... 错误!未定义书签。
矿井通风系统简介 ......................................... 错误!未定义书签。
国内外研究状况 ........................................... 错误!未定义书签。
课题的要紧研究内容....................................... 错误!未定义书签。
2 通风系统及主扇风机操纵方案 ............................. 错误!未定义书签。
通风系统的设计方案 ....................................... 错误!未定义书签。
矿井主扇风机的操纵方案................................... 错误!未定义书签。
矿井主扇风机概述 ........................................ 错误!未定义书签。
矿井主扇风机的供电系统 .................................. 错误!未定义书签。
3 系统硬件组成及各部份功能 ............................... 错误!未定义书签。
PLC可编程操纵器部份..................................... 错误!未定义书签。
PLC概述................................................. 错误!未定义书签。
PLC的应用............................................... 错误!未定义书签。
典型的PLC产品 .......................................... 错误!未定义书签。
矿用局部通风机的变频调速监控系统的优化设计
矿用局部通风机的变频调速监控系统的优化设计摘要：矿井局部风机为掘进面提供新鲜风流，在通风供氧与环境净化方面发挥着重要作用。
传统掘进巷通风系统中掘进巷风量常由“四算一校核”确定。
而掘进过程中巷道变长，巷道风阻会随之增大，局部风机工况点会实时变化。
所以，采用恒定电源频率供电的风机难以满足工况点变化后的风量需求，需要经常调节风量，极易造成事故发生。
目前，利用PID风量闭环调控技术进行变频通风被认为是有效的控制方法。
单一利用温度监测结果，设计基于PID闭环调控技术的自适应通风系统，证明PID通风控制方法对风量调节的有效性。
以西门子S7-1200系列PLC设备作为主要控制单元，建立了矿井下通风控制系统。
但相比于调节风门，实时监测作业环境、远程控制风机运行频率更为重要。
对于井下掘进巷道需风量由于受多种环境参数的影响而实时变化的情况，需要探究多环境参数影响下的需风量并设计与之匹配的变频通风控制系统。
基于此，本篇文章对矿用局部通风机的变频调速监控系统的优化设计进行研究，以供参考。
关键词：矿用局部通风机；变频调速监控系统；优化设计引言近年来，我国能源结构呈现“富煤、贫油、少气”的现象，预计到2030年我国依然以煤炭为主要能源。
随着我国煤炭行业机械化水平不断提高，煤矿采掘深度逐步延伸。
对于煤矿安全稳定来说，通风系统是煤矿生产6大系统中至关重要的一部分。
然而煤矿巷道掘进过程中，瓦斯的不断涌出严重影响着井下的工作环境，井下局部通风机不具备风量的自动实时调节功能，实际运行效率和预设目标之间存在显著差异，造成了资源、能源的严重浪费。
国内外专家学者对矿井局部通风智能调控进行了大量的研究。
美国、英国等较早将微机控制技术应用到矿井当中，提高了通风系统的自动化水平，并取得了一定成果。
在国内没有变频技术时，一般只能通过人工作业改变通风机供风量。
随着信息技术的发展，矿井局部风量调节方式目前主要采用自动控制方式，包括进口导向器调节和变频调速调节。
智能化变频通风控制系统在掘进工作面中的应用
智能化变频通风控制系统在掘进工作面中的应用摘要煤矿掘进工作面现在都采用局部通风机形式的强制通风，现在大多数煤矿采用的依然传统的风机控制开关，存在很多不稳定因素，为了实现煤矿井下掘进工作面通风系统的稳定性，提高掘进工作面通风的自动化水平，铁法煤业（集团）有限责任公司大平煤矿通过技术研究，对S2S5运顺原有通风系统存在的主要问题进行了研究分析，优化了原有的控制系统，采用智能化变频通风控制系统，该通风机控制系统不仅能使风机平稳的启动，还可以监测巷道内的瓦斯浓度，通过工业环网把数据传送到地面控制中心，实时监测监控风机的运行状态实现远程控制等功能。
关键词掘进通风变频监测监控1 概述S2S5运顺掘进期间工作面通风方式采用局部通风机正压通风方式进行供风，安装两台型号为FBDN063 2×30kw对旋式局部通风机，风机配电点配备两台的KJZ-200/660Y馈电开关和一台QBZ-2*120ASF风机控制开关。
主风机电源取至由S2采取变电所4#高压开关配出的运顺风机专用变压器，副风机电源取S2S5运顺材料到风机配电点的3#移动变电站。
2 原局部通风系统存在的主要问题局部通风机控制系统简单，自动化程度低：原来的局部通风机控制系统通风机无法远程自动实现切换，需要每班安排风机工进行切换试验，通风机运转过程中出现故障，不能实时发出预警。
风机运行参数不能实时监控：局部通风机在工作中地面调度室不能对风机运行参数进行实时的监测，并且不能与其他的辅助监控系统进行融合，不能及时掌握风机的实时运行状态，故障率高，为煤矿安全生产留下安全隐患。
风速自动无法调节：原来局部通风机控制系统设计时都留有了一定冗余，并且原有的风机控制开关只能实现风机直接启动，风机只能运行在最大功率，这样在掘进初期一直到后期，如不对局部通风机进行管理调节，会造成电量的浪费。
启动电流过大：局部通风机控制系统原来采用的是直接启动的方式，启动过程中启动电流较大，对风机、风筒冲击大，增加了风机、风筒日常维护量，影响通风机的使用寿命；同时如果在同一条线路上布置两台以上的通风机的同时启动还有可能造成启动电流过大导致上一级开关误动作，造成停风事故的发生。
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Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｆ ａ ｎ ｆ ｏ ｒ ｈ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ
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０ 引言
只能通 过调 节风 筒 等外 部 控 制 的方 式 改 变 风量 ， 调
节 过程 很 复 杂 ， 风量控制 又不准确 ， 不 利 于 安 全 生
井 下 瓦斯 治 理 直接 影 响 矿 井安 全 状 况 ， 尤 其 是
解 决 掘进 工作 面 的 瓦斯 积 聚效 果 ， 对 于 煤 矿 安 全 生 产 具 有重 大意 义 。本文 设计 了一种基 于局 部通 风 机 变频 调速 的瓦 斯 自动 排 放 系统 ， 既 能 实 现 正 常 生产
２ ０ １ ３ 年第 ４期
煤
矿
机 电
・ ９・
煤 矿 井 下 掘进 工作 面 瓦 斯 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动排 放 变 频 调 速 系 统 设 计
姚珏 莳，苏珂 嘉 ， 孟庆 勇 ， 魏峰
（ 中国煤 炭科 工集团 煤炭科学研究总 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ １ ３ ）
摘 要 ： 介 绍 了煤矿 井下掘进 工作 面局部 通风 机 自动 变频调 速 系统 的设计 方案 ， 实现 了掘 进工 作
面 瓦斯 的变 频控 制 自动排 放和 节 能减排 。 系统具 有 自动及 手 动切换 功 能 ， 闭锁 功 能完善 ， 尤 其是根
据 掘进 工作 面 瓦斯排 放 的特 点进行 了优 化设 计 ， 使 系统 更加 完善 。对 于 保 障矿 井 的安全 生产 和 经
济 生产具 有很 大 意义 。
下 减排 ， 又 能在 瓦斯 积 聚 时替 代 井 下 工 人 实现 瓦斯
据《 煤矿 安 全 规 程 》 ， 当 发 生 瓦斯 超 限 时 ， 局 部 通 风
机不 能 随便起 动 ， 要经过工人“ 点动” ， 将 瓦斯 一 点
自动抽 排 ， 对 提 高煤 矿 生 产 安 全 和 保 障 工 人生 命 安
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｈ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ；￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｅ ｙ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ；ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ；ｇ ａ ｓ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
关键词： 掘进 面 ；变频调 速 系统 ；组合开 关 ；瓦斯排 放
中图分类 号 ： Ｔ Ｄ ６ １ １ 文 献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ １ — ０ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ Ｏ Ｏ ９— ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｖａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ Ｓｐ ｅ ｅ ｄ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｇａ ｓ Ａｕ ｔ ｏ － Ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｈｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｅ
Ｙ ａ ｏ Ｊ ｕ ｅ ｄ ｉ ， Ｓ ｕ Ｋ ｅ ｊ ｉ ａ， Ｍｅ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ， Ｗ ｅ ｉ Ｆ ｅ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｃ Ｔ Ｅ Ｇ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ １ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
全 具有 重要 意义 。 １ 掘进 工作 面 瓦斯 自动 排放 和节 能减 排 的意义
产 。掘 进初期 掘 进距 离不 长 ， 风 量需 求不 大 ， 局 部通
风 机满 速运行 必 然造成 电能浪 费 。 瓦斯 排放 工 作是处 理 掘进工 作 面 内瓦斯超 限积 聚 的 主要 方法 ， 也是 消 除 事 故 隐 患 的必 要 过 程 。根
时 的节能 自动 抽排 ， 提 高煤 矿生 产安 全 、 保 障煤矿 井