Experimental investigation on the energy-saving diffuser of a main fan

The main fan diffuser in a coal mine is an energy-recycling equipment with a dynamic energy loss for the main fan. Engineering practices and related researches show that the body structures of three types of diffusers are irrational. To solve the problem, an energy-saving diffuser is designed on the basis of the velocity potential theory. Under conditions of inlet velocity from 7 m/s to 32 m/s, 7 condition experiments using the energy-saving diffuser of 2.31 AER （area-enlarging ratio） and 5 condi- tion experiments using the energy-saving diffuser of 2.00 AER were conducted. Through a comparative analysis of the experi- ments, the results show that the COP （coefficient of performance） of the energy-saving diffuser of 2.31 AER is better than that of the energy-saving diffuser of 2.00 AER.

基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法

矿用主扇风机滚动轴承的状态监测与故障诊断研究对煤矿生产安全具有重要意义。现有的滚动轴承故障诊断方法在实际工况中进行直接应用时存在训练不足、故障诊断准确率不足的问题,且矿用主扇风机滚动轴承长期处于正常运行状态,正常样本的数量远多于故障样本,即存在样本不平衡问题。因此,提出一种基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法(TLCNN+加权交叉熵损失)。该方法将常规滚动轴承数据作为源域数据,将矿用主扇风机滚动轴承数据作为目标域数据。首先利用对称极坐标(SDP)方法将振动信号转换为SDP图像;然后利用充足的源域图像样本对常规滚动轴承故障诊断模型进行训练,训练完成后将诊断模型的参数迁移至矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型中;其次迁移过程中对低层网络进行锁定并通过目标域图像样本对模型的高层网络进行微调,便可得到参数权重优化后的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型。最后,为了解决样本不平衡问题,在模型中添加了加权交叉熵损失函数进行训练,使诊断模型对作为少数类的故障样本赋予更高的权重并在诊断过程中更加关注故障样本,从而提高诊断准确率。为了验证提出方法的有效性,通过常规滚动轴承故障试验台与实际工况中的矿用主扇风机滚动轴承数据进行了试验验证。结果表明所提方法可以对矿用主扇风机滚动轴承的运行状态进行准确识别分类,准确率达99.28%。

通风系统改造优化及应用

随着煤矿开采作业持续进行,采区风量需求大幅提高,为保障矿井生产安全稳定,需对通风系统进行改造优化。以山西省某煤矿为实例,分析计算矿井风量与阻力,针对主风机选型、布设等提出优化改造方案,最终通过实践证明优化效果显著。

煤矿主通风机不停风倒机控制技术研究

针对煤矿通风系统主备风机传统倒机方式供风稳定性与连续性差、备用风机启动失败率高、存在通风失稳风险等问题,研究了煤矿主通风机稳风倒机技术,从煤矿通风系统大滞后、非线性特点的角度出发,提出了一种基于粒子群优化的模糊PID不停风倒机控制方案,并设计了相应系统。该系统通过优化算法自适应调节风门开合角度,可有效缩短倒机时间,提高备用风机启动成功率,实现倒机过程井下通风不中断,确保通风系统全过程安全稳定运行。

双主风机联合运转通风系统优化研究

【目的】为解决平煤九矿双主风机联合运转通风系统在开采后期存在的丁组风机风量富裕、己组风机负担载荷过大的问题,需要对双主风机联合运转下的矿井通风系统进行优化。【方法】采用数值模拟的方法,构建平煤九矿中长时期的通风Ventsim三维可视化模型,提出相关优化方案,对不同方案从通风效果和技术经济等方面进行对比分析。【结果】研究结果表明,通过扩修己二东翼回风下山、己二回风下山和己组总回风等高阻力段巷道断面至16 m^(2),新建回风联巷沟通己二回风下山和丁组回风下山,调节丁组风机角度至-14°,使丁组风机担负己二东翼回风风量,己组风机担负己二西翼回风风量,有效降低了矿井的通风阻力,实现按需分配,满足各用风地点风量的要求,己组和丁组风机负担的风量和风压更加合理。【结论】优化方案有效解决了该矿井中存在的问题,提高了矿井通风系统的信息化管理水平。

基于高阶累积量的煤矿主通风机振动故障检测研究

受煤矿主通风机运行过程中自身转子等多种因素的影响,在设计煤矿主通风机振动故障检测方法时,经常会出现振动故障类别检测不准确的情况,导致方法的检测精度差。对此,现提出基于高阶累积量的煤矿主通风机振动故障检测方法。对采集到的振动信号进行降噪处理,再计算其多尺度函数,对振动信号进行时频域分析,通过计算振动信号的协方差,计算其振动信号的高阶累积量,由此提取出振动信号的偏度特征和峰度特征,构建振动信号的特征向量。通过计算振动信号特征向量的熵值,识别出其中的故障特征,再计算信号的故障值,检测出不同类型的振动故障。实验结果表明,设计的检测方法在实际应用中误报率均值为5.6%,检测精度高。

新技术与新设备在新街台格庙矿区新建煤矿机电系统中的应用研究

本文深入探讨了新建煤矿机电系统应用新技术和新设备的重要性,特别是在主通风机、压风机和中央水泵房等关键系统的技术革新。首先,本文强调了国家政策对提升煤矿安全生产的要求,以及新技术和新设备在提高安全性、生产效率和经济效益方面的关键作用。随后,详细分析了主通风机的节能优化、压风机的气动效率提升和中央水泵房排水效率与能力的增强。通过引入高效节能的新型主通风机、两级压缩螺杆式空气压缩机和变频一体机驱动多级离心泵等先进技术,不仅显著提升了矿井的生产效率,还实现了显著的节能减排效果。研究结果表明,这些新技术的发展和应用对于建设安全智能、绿色和谐的世界一流示范矿区至关重要。

矿用主要通风机远程监控方案设计

基于矿井主要通风机现场情况对远程监控系统方案进行设计,该监控方案通过多个传感器监测主要通风机运行参数并将参数传输给PLC(S7-200),上位机对监测参数进行分析,对异常参数发出预警,提高主要通风机运行保证能力;同时布置视频监控系统实时掌握主要通风机运行画面。经实际应用结果表明,该远程监控系统运行平稳,可实现主要通风机运行监控。

煤矿在用主通风机系统检测检验标准比对研究

本文对现行有效的煤矿在用主通风机系统检测检验标准AQ 1011-2005与MT/T 1205-2023进行对比,找出异同点,分析标准条款的实用性与合理性,以期为煤矿在用主通风机检测检验机构更好地使用标准及实施检验提供助力。

煤矿主扇风机运行故障分析处理

针对煤矿主扇风机运行过程中出现的振动故障,从故障原因及类型识别两方面入手,提出对应处理方案,保障主扇风机设备正常平稳运行,并为煤矿企业的安全生产提供借鉴。

OPC技术在矿井主通风机在线监测系统中的应用

介绍了OPC技术以及矿井主通风机在线监测系统,采用西门子组态软件WinCC开发OPC服务器,采用VB6.0开发OPC客户端,客户端通过计算机网络访问服务器,从而对风机实现远程实时在线监测,极大地提高了煤矿的自动化管理水平,在实际应用中该方法取得了良好的效果。

变频矿用主通风机性能试验及非等比变化律研究

利用自主研发的矿用主通风机试验平台,测定了变频K45-4-№9/18.5k W型轴流主通风机的风量和风压。通过分析试验数据,建立了5阶多项式的风量-风压关系式,并绘制了多变频率下的主通风机风量-风压曲线族。对比该曲线族与采用相似率方法得出的曲线族,发现随着变频频率值的减少,相似率的预测误差逐步变大;讨论了试验所得的变频主通风机特性曲线族上驻点,并建立了风量比与风压比的多项式关系,呈现出非二次方等比变化的特点。非等比变化律是变频通风机的固有运行特性。

基于最小二乘法拟合风机特征曲线的可视化研究

采用最小二乘法编制了风机性能曲线,实现了风机性能曲线拟合的可视化。并通过主通风机的特征曲线监测风机的状态。为避免风机喘振提供依据。同时,根据工况点的位置判断风机的工作状态。此方法已运用实际工程,并取得良好的监测效果。

矿井主通风机变频技术应用

针对目前矿井风机风量调节的2种方法,依据管网阻力曲线和风机特性曲线进行了节能分析,给出了变频节能技术在矿井风机中的应用方案。该方案可以改善风机工作性能,实现节能目的。

矿井主要通风机液压旋叶风门的设计

介绍了一种液压缸驱动的旋叶式风门。该风门可以实现矿井主要通风机不停风倒换风机,杜绝了因倒换通风机造成的煤矿井下瓦斯超限事故。旋叶风门具有动作快、密封性好、耐腐蚀和安装方便等特点。

基于B/S架构的矿井主通风机健康管理系统

针对现阶段矿用主通风机监控手段的落后情况,设计了一套基于B/S架构(即浏览器和服务器结构)的矿井主通风机健康管理系统(DHMS)。通过使用德姆斯公司研发的机器状态检测器、无线协调器、智能传输单元以及西门子公司的S7-200 SMART PLC,配合最佳的网络通信协议进行数据的传送和处理,实现主通风机的远程监控及健康管理。该系统投入运行期间,工作状态稳定可靠,提高了主风机的管理水平和故障处理效率,满足生产要求。

基于Labview的矿用主风机温度监测系统的研究

通风机是煤矿生产的关键设备,对其轴承、电机定子绕组的温度进行在线实时监控,对于通风机的运行状态监测,保障井下安全生产具有重要意义。提出以PT100热电阻作为温度采集元件,设计了信号调理电路,并通过数据采集卡和Labview平台,实现对了温度信号的实时测量,从而为实现主风机的运行状态监测提供一定的参考依据。

基于Markov过程理论的矿用通风机系统可靠性研究

结合矿井通风系统中通风机分支系统实际 ,依据可靠性工程理论中 Markov过程理论及相关知识 ,探讨了矿井通风机系统可靠性分析的新方法 ;推导出了通风机系统的可靠度及首次故障前平均寿命的计算公式 ;结合现场实际 ,进行了实例验证 ;根据通风机系统可靠性各项主要指标数据 ,分析了影响通风机系统可靠性的因素。为现场通风技术管理人员进一步掌握矿井通风机的可靠性运行状况提供了参考依据。

可控循环通风技术的研究与应用

针对深部开采的通风线路长、工作面温度高等问题,介绍了英国的锡汉煤矿、林毕煤矿、威尔茅斯煤矿和赛顿煤矿,南非的劳瑞因金矿,加拿大的留顿矿,国内的青城子选矿厂、云锡矿、桃冲铁矿和红透山铜矿等矿山在巷道掘进和采区中试验研究和应用可控循环技术的现状及其效果;介绍了澳大利亚昆士兰大学、我国的东北大学和淮南矿业学院等院校在该项技术方面的研究工作及成果。提出了对可控循环通风技术研究的主要内容和实施时的注意事项,较详细地叙述了红透山铜矿实施可控循环通风的2个方案和取得的效果。证明了在深井环境中应用可控循环通风技术可以降尘、降湿、降低通风费用,进一步证实了该项技术的优越性和可行性。

矿井主通风机性能曲线模型的显著性检验

矿井主通风机性能曲线模型是关于矿井通风机风量关系的多项式模型 ,将风量的各因次幂替换后可以转化为多元线性模型。运用曲线拟合的最小二乘法对其多元线性模型进行系数估计后 ,再在给定的回归精度 (线性显著水平 )条件下 ,对其回归模型及回归系数进行显著性F检验 ,最终所得的通风机性能曲线模型方程 ,经实例计算表明 ,具有较高的精度。