一种金属矿深部开采通风系统及其热害治理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种金属矿深部开采通风系统及其热害治理方法，包括地面监控管理层、光纤网络传输层及井下现场监控层，所述地面监控管理层由主控制机站构成，用于系统的人机交换界面，显示远程风机的信号状态，管理人员通过地面监控管理层发布远程控制命令，对风机进行远程启动、停止控制与风量控制，本发明专利技术通过实时监测各个设备的参数，以实时了解个设备的运行状态，并配合交流调速技术，使得该通风系统可以大大降低能耗，产生巨大的经济效应，实现节约电能与提高效率的目的，通过检测系统所反馈的风机风量，调节系统可以根据PID自动调节风机的转速，达到风量输出的优化，实现良好的井下作业环境。井下作业环境。井下作业环境。

【技术实现步骤摘要】
一种金属矿深部开采通风系统及其热害治理方法


[0001]本专利技术涉及金属矿
，具体是一种金属矿深部开采通风系统及其热害治理方法。

技术介绍

[0002]通风系统是金属矿山开采过程中作为重要的基础之一，通风系统可实现矿井内空气的不断更换，为采矿工人提供健康的工作环境。现有的矿井通风系统，通常只是在进风井一侧或出风井一侧安装排风装置，以实现金属矿山井内的气体更换，然而，此种通风方式难以有效确保通风效果，该种通风系统不能对风机的转速进行调节，难以达到良好的风量输出，不仅会耗费大量的能量，还不能为工人提高舒适的工作环境。
[0003]另外，我国矿井高温热害的发展异常迅速，金属矿热害对矿工的健康和安全生产造成的危害十分突出。在高温热害矿井工作面，经常发生矿工皮肤湿疹、头晕、中暑等高温疾病。为保障煤矿安全生产和矿工身心健康，在矿井热害严重的作业场所，需对矿井热害采取治理措施，以改善矿工的工作环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种金属矿深部开采通风系统及其热害治理方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种金属矿深部开采通风系统，包括：
[0007]地面监控管理层，所述地面监控管理层由主控制机站构成，用于系统的人机交换界面，显示远程风机的信号状态，管理人员通过地面监控管理层发布远程控制命令，对风机进行远程启动、停止控制与风量控制，每个风机机站均安装有远程监控子站；
[0008]光纤网络传输层，用于连接全部风机远程监控子站与主控制机站形成完整的控制系统；
[0009]井下现场监控层，用于对通风系统参数进行检测，完成现场数据采集，执行控制命令及现场操作指令，以及对风机风量进行调节。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述远程监控子站包括风机控制器，每个所述井下现场监控层均设置有风机，每个风机均连接风机控制器及变频器，以及用于检测现场作业区环境参数的传感器。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述信号状态包括风机的运行状态、监视风道的风量、粉尘浓度、电压电流及温度。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述光纤网络传输层是由数字矿山综合通信控制器、各种无线有线设备、光纤、路由器、智能网络电源组成的综合通信网络。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述数据采集包括生产工作面和巷道内的粉尘浓度、CO浓度、以及风机上异步电机的工作电压电流参数。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述风机控制器用于根据主控制机站给予的参数，控制变频器输出不同频率，实现PID控制，从而控制异步电机转速。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述传感器包括温湿度传感器、CO传感器、粉尘浓度传感器、风机轴承温度传感器、电机定子温度传感器及电机轴承温度传感器。
[0016]本专利技术还涉及一种金属矿热害治理方法，包括如下步骤：
[0017]S101、提取冷量：利用水泵将矿井水源从井下水仓中抽出，通过矿用三级过滤系统将矿井水源中的杂质进行过滤，利用三防换热设备将高矿化的矿井水源采取净化处理措施，并从净化后的矿井水源中提取冷量传递到制冷机组工作站内；
[0018]S201、制取低温冷冻水：制冷机组由冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机构成，制冷剂利用从井下水仓提取出的矿井水源冷凝为液态，然后经节流阀装置降低压力变成低温低压的液态制冷剂流入蒸发器中，其次液态制冷剂在蒸发器中被吸收了来自作业面热量的高温回水蒸发变为汽态，液态制冷剂的蒸发吸热过程将来自作业面上的高温回水变成低温冷冻水，接着汽态制冷剂进入压缩机中被压缩为高温高压的蒸汽制冷剂，最后蒸汽制冷剂再次进入冷凝器中利用矿井水源中的冷量冷凝为低温液态，依次循环；
[0019]S301、高温作业的降温：低温冷冻水经保冷管输送到井下作业面附近设置的空冷器中，作业面上的高温风流被鼓风机输送到空冷器内与低温冷冻水完成热交换，产生的低温风流直接被输送到掘进作业面上；
[0020]S401、热量回收利用：井下制冷机组产生的冷凝热通过热交换机并利用矿井水源吸收其热量变成高温热水用来对井下员工的洗浴用水进行加热处理。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术通过实时监测各个设备的参数，以实时了解个设备的运行状态，并配合交流调速技术，使得该通风系统可以大大降低能耗，产生巨大的经济效应，实现节约电能与提高效率的目的，通过检测系统所反馈的风机风量，调节系统可以根据PID自动调节风机的转速，达到风量输出的优化，实现良好的井下作业环境。
[0023]2、本专利技术提出了以矿井水源为冷源的井下集中式制冷降温的热害治理方案，利用矿井水源中所蕴藏的天然冷能建立井下集中式制冷降温系统，利用井下各水平上存在的低温水源，对可利用的矿井水源进行冷量提取，利用提取出的冷量经制冷降温系统的进一步冷却产生低温冷冻水与作业面上的高温空气进行热交换，降低工作面上作业环境的温度和湿度，为工作人员提供良好的工作环境，且通过热量回收的设置，利用矿井水源吸收热量变成高温热水用来对井下员工的洗浴用水进行加热处理，实现将矿井热害转换成热能的循环利用效果，大大节约的资源，降低了能耗。
附图说明
[0024]图1为一种金属矿深部开采通风系统的结构示意图。
[0025]图2为一种金属矿深部开采通风系统中远程监控子站的结构示意图。
[0026]图3为一种金属矿深部开采通风系统中风机检测系统的结构示意图。
[0027]图4为一种金属矿深部开采通风系统中风机调节系统的结构示意图。
[0028]图5为一种金属矿热害治理方法的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1～5，本专利技术实施例中，一种金属矿深部开采通风系统，包括地面监控管理层、光纤网络传输层及井下现场监控层，地面监控管理层由主控制机站构成，用于系统的人机交换界面，显示远程风机的信号状态，信号状态包括风机的运行状态、监视风道的风量、粉尘浓度、电压电流及温度，以便管理人员查看，管理人员通过地面监控管理层发布远程控制命令，对风机进行远程启动、停止控制与风量控制，同时，由现场监控层发送上来的监测信息和地面监控管理层发送的控制命令及时保存到数据库中，便于企业管理和事故分析，每个风机机站均安装有远程监控子站，远程监控子站包括风机控制器，每个井下现场监控层均设置有风机，每个风机均连接风机控制器及变频器，以及用于检测现场作业区环境参数的传感器，远程监控子站设计的目的是完成各种数据的采集，完成与地面系统监控层的数据传送与接收，对各种数据进行处理并进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，包括：地面监控管理层，所述地面监控管理层由主控制机站构成，用于系统的人机交换界面，显示远程风机的信号状态，管理人员通过地面监控管理层发布远程控制命令，对风机进行远程启动、停止控制与风量控制，每个风机机站均安装有远程监控子站；光纤网络传输层，用于连接全部风机远程监控子站与主控制机站形成完整的控制系统；井下现场监控层，用于对通风系统参数进行检测，完成现场数据采集，执行控制命令及现场操作指令，以及对风机风量进行调节。2.根据权利要求1所述的一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，所述远程监控子站包括风机控制器，每个所述井下现场监控层均设置有风机，每个风机均连接风机控制器及变频器，以及用于检测现场作业区环境参数的传感器。3.根据权利要求1所述的一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，所述信号状态包括风机的运行状态、监视风道的风量、粉尘浓度、电压电流及温度。4.根据权利要求1所述的一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，所述光纤网络传输层是由数字矿山综合通信控制器、各种无线有线设备、光纤、路由器、智能网络电源组成的综合通信网络。5.根据权利要求1所述的一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，所述数据采集包括生产工作面和巷道内的粉尘浓度、CO浓度、以及风机上异步电机的工作电压电流参数。6.根据权利要求1所述的一种金属矿深部开采通风系统，其特征在于，所述风机控制器用于根据主控制机站给予的参数，控制变频器输出不同频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗进，蒋合国，吴顺江，崔数文，沐兴旺，胡博文，魏筱乐，马卓宇，余天成，孙承超，黄灏，黄昌兴，唐恒，梁燕兵，邵欢，何磊，于世波，魏宗康，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：