煤矿主通风机智能运维管理系统开发与应用

由于煤矿主通风机部件及配件都要进行定点、定期检查,来发现设备的特殊现象与隐患,及时掌握设备故障的初期信息,并基于知识图谱和专家经验进行故障诊断和辅助决策。因此,本文基于煤矿在设备管理方面的先进经验,研究了主通风机状态检修、优化检修与设备全生命周期管理相结合的设备管理方法,开发了相应的运维管理软件,以期提高设备的可靠性和安全性,降低运维成本。

基于PLC的矿井通风机变频集控系统的设计与研究

针对煤矿通风系统主通风机传统起动与运行方式存在的起动电流较大、运行效率与可靠性低、设备运行能耗大等问题,采用PLC控制及变频调速控制技术对主通风机控制系统进行改造设计。系统以双冗余PLC为控制核心、变频器为调速装置,通过建立由工业以太网组成的通信网络完成井上井下互联互通,实现对主通风机远程集中监控、电机变频调速及输出风量自适调节等智能化功能。在实际应用中,系统可有效改善井下瓦斯浓度及稳定风量,实现节能降耗。

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。

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。

煤矿局部通风机智能化管控系统研究

为进一步提升煤矿局部通风机管控水平,以模块化设计理念搭建煤矿局部通风机智能化管控系统的整体架构,分别从传感器、数据采集、控制逻辑等多个方面对系统的各个功能模块进行设计。通过实践表明,该系统在煤矿井下的表现符合设计预期,能够实现局部通风机不停机检修、减少人工操作量、自动生成报表和自动分析运行状态并调整等功能。系统促进局部通风机的管控工作效率和准确性大幅度提升,具有一定的实际应用价值。

煤矿通风机进风口噪声主动控制技术研究

煤矿通风机是煤矿生产中的重要设备,其产生的噪声严重影响工人的工作效率。基于此,提出一种针对煤矿通风机进风口噪声源的主动控制方法。该方法通过在进风口附近安装传声器阵列和次级声源实时测量噪声信号,并辐射次级声波与原噪声声场抵消,从而达到降噪目的。实验结果表明,该方法对不同工况的噪声均表现出稳定的降噪效果,具有良好的实用性和健壮性。

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。

基于模糊PID的煤矿通风机节能控制研究

针对煤矿通风机械设备能耗大、运行效率低等问题,提出一种基于模糊PID的煤矿通风机节能控制方法。以煤矿通风机结构为基础,为采集矿井内的实时环境信息,利用风速、负压和一氧化碳传感器组成在线监测系统;根据变频器选择要求,选用恒转矩负载变频器,分析变频器工作过程;确立模糊PID控制算法流程,生成模糊规则表,得出控制参数的整定公式,即控制结果;根据输出值控制变频器频率,进而调整通风机的功率,实现通风量自适应调节,达到节能通风目的。实验结果证明,该技术能够在变频工况下满足通风量需求,不会出现通风量过大或过小的情况,在确保矿井作业安全的同时,降低了机械设备能源消耗。

煤矿主扇通风机变频控制系统的研究

以FBCDZNo24/2×200对旋式轴流式通风机为研究对象,基于变频技术设计了设备的变频控制系统。该系统以S7-300系列PLC控制器为核心,变频器选用型号为SJ700-3150HFE2,配合使用风机在线调节,可达到节能降耗之目的。通过15个月时间地应用实践,设备故障率降低10%,能耗降低15%。

煤矿井下局部通风机智能控制研究

现阶段煤矿井下局部通风风量调节多依靠现场工作人员经验确定,未能实现与井下用风点环境参数融合分析,同时局部通风机多采用工频运行,整体能耗较高。以山西某矿3602运输巷为研究对象,为实现局部通风机智能化控制,提出将传感器监测、变频控制、PLC等技术应用到局部通风机运行控制中,通过融合分析用风点瓦斯浓度、风速调整局部通风机运行,实现风量智能调节。对3602运输巷局部通风机智能控制系统结构、智能控制策略及现场应用效果等进行分析。经现场应用后,该智能控制系统可依据瓦斯浓度变化智能调节供风速度,风速控制在0.5~0.8m/s间,不仅可将巷道内瓦斯浓度控制在允许范围内,而且起到降低局部通风机能耗目的,取得较好的智能控制效果。

煤矿井下通风机“无人化”运行控制系统的研究

针对煤矿井下矿井通风系统需人工值守、监测效率低、智能化程度不足的问题,提出了一种新的矿井通风机“无人化”运行控制系统,利用智能化监测体系实现了对矿井通风系统运行状态的自动监测、报警及远程调节,根据实际应用表明,该控制系统能够将风机运行的故障率降低87.5%,对提升矿井通风系统的运行稳定性和可靠性具有十分重要的意义。

矿井主通风机智能监控方案及系统设计

针对主通风机风量、风压调节效率低,可靠性差的问题,提出了一种新的矿井主通风机智能监控及调整系统。该系统采用风量、风压变频控制理论,实现了对风量、风压的分段调控。根据实际应用表明,新的控制系统实现了主通风机的变频控制,同时将运行时的电能消耗降低了12.6%,有效提升了主通风机的运行效率和经济性。

煤矿主通风机的改造设计

为解决随着工作面推进和开采区域扩大所导致的风量不足、风阻增大问题,以大水头煤矿为研究对象,在分析其通风现状的基础上,提出了通风机的重新选型设计和变频调速控制的改造思路,重点完成了通风机、电机以及变频器的选型,并对工作面风量、风速、温度、瓦斯治理效果进行评估。

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。

基于速度场系数的主通风机风量单点统计测量方法

针对主通风机风量难以精准监测的问题,提出了一种单点统计测量方法。利用湍流统计法测量单点时均风速,基于速度场结构近似恒定原理将单点时均风速线性转换为断面平均风速,可有效解决风硐内风速非均匀分布和湍流脉动引起的监测误差。并用该方法在金川公司龙首矿风硐内进行了现场试验,结果表明,统计测量获得的速度场系数具有较好的稳定性,并能将监测误差控制在4%以内,大幅提高了主通风机风量的监测水平。方法可用于矿井主通风机性能的定期测定和风量的在线监测。

基于PLC的煤矿主通风机监控系统

详细论述了以PLC为测控核心的系统结构、风机启动控制机制、模拟量测量方法,利用PID模糊控制器实现风量闭环控制,综合采用嵌入式和WWW网络版组态软件形成上位机软件冗余系统。该系统基于企业计算机网络,实现了主通风机运行参数、通风数据的实时监测与风机主辅设备控制的一体化。

基于组态王6.5的矿井通风主扇监控系统

在矿井通风主扇监控系统中利用国产工控组态软件组态王6.5进行组态系统的设计,利用组态软件组成的监控系统可以对矿井通风主扇进行实时监控,实现实时数据采集显示、超温报警、停机、打印等功能。实践证明,系统图形界面友好、数据采集准确可靠、操作方便、安全稳定。

基于嵌入式处理器的煤矿主扇风机控制系统设计

为提高对煤矿主扇风机的自动化控制能力,设计基于嵌入式处理器的煤矿主扇风机控制系统。系统主要由AD信息采集模块、总线控制模块、上位机通信模块、嵌入式调度模块和集成信息处理模块等结构构成,并采用人机交互技术进行控制过程中的指令交互和程序加载。以嵌入式集成处理器作为控制核心芯片构建主控模块;在AD信息采集模块中设置8通道同步采样模式,并结合ZigBee组网方案构建网络通信协议;采用嵌入式交叉编译技术进行程序编译,在MCU控制单元进行煤矿主扇风机APP控制,形成智能控制平台,并设计接口程序实现控制指令的远程传输,完成系统的集成设计。测试结果表明,采用该系统进行煤矿主扇风机控制的控制精度较高、稳定性良好,且系统具有很好的人机交互能力,证明该系统具有明显的应用优势。

非线性规划最优通风调节

本文先将通风中的辅扇调节扩展到主辅扇全系统调节,并将只有增阻和主辅扇两种调节措施的通风调节问题建立成非线性规划的数学模型,使用非线性规划技术中的乘子法对其进行求解,并通过实例验证了该方法的可行性。

基于BP神经网络的模糊PID风量控制

针对煤矿主风机通风系统多变量、非线性、时变滞后性等问题,提出一种基于BP神经网络的模糊PID算法。该算法综合神经网络、模糊控制与PID调节的各自优点,既具有神经网络的自学习和自适应能力,又具有模糊控制的非线性控制作用,同时兼备PID调节的广泛性。仿真结果表明,该算法的响应速度、稳态精度均优于传统的PID调节,取得比较理想的控制效果。