河南理工大學(xué)教學(xué)模型廠通風(fēng)模型

1、通風(fēng)管路測試系統(tǒng)說明現(xiàn)代化綜合仿真通風(fēng)安全系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置是我廠九七年研制、 開發(fā)的。 該實(shí)驗(yàn)裝置主要依據(jù)實(shí)際礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其通風(fēng)原理仿真模擬、并根據(jù)相似模擬理論而制作的。在仿真模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，充分利用了計(jì)算機(jī)與PLC相結(jié)合的自動(dòng)控制技術(shù)、礦井監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)、多媒體顯示技術(shù)的先進(jìn)性、礦井通風(fēng)技術(shù)的科學(xué)性和制作技術(shù)的成熟性。該系統(tǒng)是目前最先進(jìn)的礦井通風(fēng)仿真模擬系統(tǒng)。達(dá)到了系統(tǒng)的 完整、仿真、可操作和實(shí)用，使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和數(shù)字化、綜合性。由于我們采用了理論與實(shí)際相結(jié)合、現(xiàn)場與教學(xué)相結(jié)合的 原則，使該系統(tǒng)即能滿足教學(xué)、培訓(xùn)的需要又能達(dá)到學(xué)員實(shí)訓(xùn)的要求。該系統(tǒng)為了達(dá)到仿真模擬的實(shí)際效果，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2、方面盡量構(gòu)成完整的巷道系統(tǒng)，以確保不同通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的組成，因此系統(tǒng)主要 針對通風(fēng)仿真模擬實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，在某些布置環(huán)節(jié)上重點(diǎn)考慮了通風(fēng)的需要。該系統(tǒng)主要由七部分組成；巷道布置系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、礦井環(huán)境安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)安全系統(tǒng)、手動(dòng)操作系統(tǒng)。一、仿真試驗(yàn)裝置主要內(nèi)容及功能：該實(shí)驗(yàn)裝置主要依據(jù)實(shí)際礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其通風(fēng)原理仿真模擬、并根據(jù)相似模擬理論而制作的。該系統(tǒng)為了達(dá)到仿真模擬的實(shí)際 效果，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面盡量構(gòu)成完整的巷道系統(tǒng)，以確保不同通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的組成，因此系統(tǒng)主要針對通風(fēng)仿真模擬實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，在 某些布置環(huán)節(jié)上重點(diǎn)考慮了通風(fēng)的需要，在仿真模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，

3、充分利用了計(jì)算機(jī)與PLC相結(jié)合的自動(dòng)控制技術(shù)、礦井監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)、 多媒體顯示技術(shù)的先進(jìn)性、礦井通風(fēng)技術(shù)的科學(xué)性和制作技術(shù)的成熟性。達(dá)到了系統(tǒng)的綜合、完整、仿真、可操作和實(shí)用，使整個(gè)系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作和手動(dòng)操作系統(tǒng)（效果圖一）該系統(tǒng)主要由五部分組成；巷道布置系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、礦井環(huán)境安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)安全系統(tǒng)、手動(dòng) 操作系統(tǒng)、通風(fēng)安全系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)模型應(yīng)包含主井、副井、井底車場、運(yùn)輸大巷、運(yùn)輸上山、回風(fēng)上山、一個(gè)綜采采區(qū)、一個(gè)炮采采區(qū)、總回風(fēng)巷、風(fēng)井 等一套完整的礦井巷道系統(tǒng)。巷道采用透明有機(jī)玻璃制作，主要巷道寬度200mm并留有測孔，功能：可

4、模擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)；可進(jìn)行壓力、風(fēng)速、風(fēng)量測定；可進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測定；可進(jìn)行礦井反風(fēng)演示；可 實(shí)現(xiàn)巷道風(fēng)速（風(fēng)量） 、溫度、點(diǎn)壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測 , 可進(jìn)行礦井通風(fēng)機(jī)性能測定。二、仿真模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)為了達(dá)到仿真模擬的實(shí)際效果，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面盡量構(gòu)成完整的巷道系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要設(shè)置了幾組不同支護(hù)形式 的巷道實(shí)驗(yàn)段，用于測試不同支護(hù)形式的摩擦阻力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求在系統(tǒng)中可隨時(shí)更換。以確保不同的通風(fēng)阻力網(wǎng)絡(luò)的組成，因 此系統(tǒng)主要針對通風(fēng)仿真模擬實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，在某些布置環(huán)節(jié)上重點(diǎn)考慮了通風(fēng)的需要。 （見平面圖圖一、剖面圖二）系統(tǒng)規(guī)格：（13000）X（ 5200）X2 800mm

5、（一）、巷道布置系統(tǒng)：主框架采用鋼結(jié)構(gòu)（60X 40mm方鋼焊接而成，巷道底板采用1.5毫米的鋼板壓制制作（堅(jiān)固耐用，抗老化能力強(qiáng)）。整體采用分 體組裝式結(jié)構(gòu)，巷道均采用PVC 次成型。系統(tǒng)采用了主井單水平分區(qū)式開拓。系統(tǒng)布置兩個(gè)采區(qū)，采區(qū)內(nèi)布置兩條上山、軌道上山、運(yùn)輸上山、兩個(gè)生產(chǎn)工作面（一個(gè)綜 采工作面、一個(gè)炮采工作面） 、兩個(gè)備用工作面、一個(gè)掘進(jìn)工作面、一個(gè)付井作為進(jìn)風(fēng)井、一個(gè)風(fēng)井作為出風(fēng)井、一套反裝置、總回風(fēng) 道。（二）、通風(fēng)系統(tǒng)： 該裝置采用抽出式（或壓入式，根據(jù)需要可選擇）通風(fēng)，通風(fēng)方式采用中央邊界通風(fēng)方式，付井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井出風(fēng)，根據(jù)管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和離心式、軸流式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)，選擇選用8

6、-09 型高壓離心式風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)為。（三）、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)：根據(jù)不同專業(yè)和不同課程的需要該試驗(yàn)裝置設(shè)置兩套操作系統(tǒng)；手動(dòng)操作和計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作，可通過計(jì)算機(jī)操作界面實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制操作。計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、485轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、西門子PLC可編程控制器、編程模塊、終端繼電器組成。能實(shí)現(xiàn)對各1 臺(tái)（見附表），智能西門子系統(tǒng)的自動(dòng)控制，并能通風(fēng)計(jì)算機(jī)將系統(tǒng)組成不同通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)門開啟的自動(dòng)識(shí)別。配備：計(jì)算機(jī)PLC可編程控制器1套、控制臺(tái)1臺(tái)、控制板1套、終端繼電器38個(gè)。（四）、手動(dòng)操作系統(tǒng)。 手動(dòng)操作系統(tǒng)由控制臺(tái)、手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換器、控制開關(guān)、終端繼電器、變壓器組成，手動(dòng)操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對各

7、系統(tǒng)的手動(dòng)控制，通過手動(dòng)控制操作臺(tái)操控每一個(gè)風(fēng)門，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的組合。可通過控制臺(tái)各功能開關(guān)操控制各風(fēng)門、設(shè)備，滿足試驗(yàn)要求。（五）、礦井生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)： 該系統(tǒng)是一套完整的獨(dú)立系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中瓦斯、溫度、負(fù)壓、風(fēng)速等參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測，對各設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控。配備：計(jì)算機(jī)1臺(tái)（HP惠普）、分站兩臺(tái)、C02（ CH4傳感器6個(gè)、風(fēng)速傳感器6個(gè)（流量傳感器）、負(fù)壓傳感器4個(gè)、溫度4個(gè)、操作臺(tái)1臺(tái)。 工作分站兩個(gè)， 232轉(zhuǎn) 485接口一套，可監(jiān)測模擬量共計(jì) 20個(gè)、監(jiān)控開關(guān)量 12 個(gè)。（見監(jiān)控點(diǎn)布置圖圖三）（六）、通風(fēng)安全系統(tǒng)：該系統(tǒng)能夠通風(fēng)采空區(qū)自動(dòng)釋放瓦斯（二氧化碳） ，觀察工作面氣體分

8、布規(guī)律。配備 4 升氣瓶 1 個(gè)、氣體自動(dòng)釋放系統(tǒng) 1 套。計(jì)算機(jī)對通風(fēng)安全工作狀況進(jìn)行監(jiān)視。三、技術(shù)規(guī)格及要求1 、通風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)的選型上， 考慮兩個(gè)方面的因素 （ 1 ）根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求需了解不同風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性 ; （ 2）反風(fēng)的要求及反風(fēng)道的結(jié)構(gòu)、 反風(fēng)方式。因此選用 8-09 型離心式風(fēng)機(jī) 1 臺(tái)。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)阻力與風(fēng)量要求，以及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)匹配情況，選用 8-09 型離心式風(fēng)機(jī)功率 2為 5.5kw、風(fēng)壓 5000-7000Pa、風(fēng)量 500 900 m。2、系統(tǒng)巷道規(guī)格及技術(shù)特征（ 1 ）根據(jù)仿真模擬實(shí)驗(yàn)的要求，并同時(shí)考慮漏風(fēng)和后期維護(hù)問題，設(shè)計(jì)時(shí)在巷道的選擇上我們選擇了圓形巷道，

9、，巷道底板采用 金屬材料制作。巷道內(nèi)采用模擬工字鋼梯形支護(hù)以增加巷道內(nèi)摩擦阻力。運(yùn)輸大巷、總回風(fēng)道均采用直徑為 200毫米管道 , , 斷面 S=0.0314m2, 采用一次成型運(yùn)輸上山、軌道止山、采區(qū)下部車場、采區(qū)中部車場采采用直徑為160毫米的管道，斷面S=0.0201m。采用一次成型,（見各巷道 斷面圖）。區(qū)段巷道采用直徑為 100毫米管道，斷面面積為 0.00785 m 2，為防巷道變形和脫膠，采用一次成型 ,（ 見各巷道斷面圖五 ）。3、不同支護(hù)形式的巷道實(shí)驗(yàn)段在系統(tǒng)設(shè)置了三種支護(hù)形式的實(shí)驗(yàn)段（錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、混凝土砌碹支護(hù)） ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求可任意更換實(shí)驗(yàn)段。實(shí)驗(yàn)段的位 置可根

10、據(jù)需要設(shè)定。在系統(tǒng)中我們設(shè)置在大巷段、總回風(fēng)段和區(qū)段巷道段。4、工作面 炮采工作面，布置有、刮板機(jī)。單體液壓、鉸接頂梁。完成破、裝、運(yùn)、支、護(hù)五個(gè)基本工藝。炮眼布置有單排眼、對眼、三角 眼、三花眼、五花眼，裝藥方式有。綜采工作面布置有采煤機(jī)、液壓支架、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶機(jī)均可仿真電動(dòng)演示，并演示綜采工作面的工藝過程。5、測點(diǎn)布置 為了滿足通風(fēng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，同時(shí)滿足四組學(xué)生的需求，因此在管路系統(tǒng)中布置了 20 個(gè)測點(diǎn)。供學(xué)生實(shí)驗(yàn)之用（見測鳳點(diǎn)布 置圖四）。6、監(jiān)測點(diǎn)布置在礦井生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中布置了 20 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（見監(jiān)控點(diǎn)布置圖圖三） 。對礦井系統(tǒng)中各點(diǎn)的風(fēng)速、負(fù)壓、溫度等參數(shù)進(jìn)行 監(jiān)

11、測，對各開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)控。7、反風(fēng)道反風(fēng)系統(tǒng)；為了滿足風(fēng)機(jī)性能鑒定和反風(fēng)實(shí)驗(yàn)我們設(shè)計(jì)了反風(fēng)道系統(tǒng)。8、鳳門布置根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要， 為便于組成多種通風(fēng)回路在系統(tǒng)中設(shè)置了 22個(gè)鳳門， 所以鳳門均可電動(dòng)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制 （見鳳門布置 圖六）。四、演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、模擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)；2、進(jìn)行風(fēng)量風(fēng)速測定，風(fēng)速分布；3、點(diǎn)壓力測定，管道阻力系數(shù)測定；4、兩點(diǎn)之間壓力實(shí)驗(yàn)：5、進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量分配及角聯(lián)網(wǎng)路特性測定；6、進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)中阻力測定實(shí)驗(yàn)；7、進(jìn)行礦井主要通風(fēng)機(jī)性能模擬測定實(shí)驗(yàn)；8、進(jìn)行礦井瓦斯（二氧化碳代替）測定實(shí)驗(yàn)；9、進(jìn)行“通風(fēng)安全”、“礦井監(jiān)測與監(jiān)控”等課程的觀摩教學(xué)

12、；10、進(jìn)行礦井反風(fēng)演示實(shí)驗(yàn)；11、進(jìn)行礦井和回采工作面通風(fēng)方式演示實(shí)驗(yàn)；12、可進(jìn)行礦井通風(fēng)技能實(shí)訓(xùn)；13、離心式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)演示實(shí)驗(yàn)；14、有反風(fēng)道反風(fēng)系統(tǒng)的布置形式演示；15、回采工作面 U、w 型通風(fēng)方式演示實(shí)驗(yàn)；16、進(jìn)行礦井有害氣體測定實(shí)驗(yàn)；五、制作工藝及材料1模擬實(shí)驗(yàn)巷道均采用PVC 次澆注而成高強(qiáng)管?？估匣⑾到y(tǒng)密封好。2. 主體框架采用40X 60方鋼和2毫米鋼板焊接而成。3. 風(fēng)機(jī)選用高負(fù)壓離心式 8-06 型風(fēng)機(jī)。4. 各風(fēng)門采用直流減速低速電機(jī)，24V電流，功率15W采用計(jì)算機(jī)，手動(dòng)控制。5. 各傳感器均采用工業(yè)用傳感器，靈敏度高，質(zhì)量可靠，經(jīng)久耐用。6. 系統(tǒng)控制采用PL

13、C與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的控制方法，系統(tǒng)可靠，可操作性強(qiáng)。整體框架系統(tǒng)均采用金屬 40X 60方鋼， 2毫米鋼板和 98毫米圓管焊接而成，框架系統(tǒng)穩(wěn)定，整體性好。明細(xì)項(xiàng)目名稱：1、主體框架采用40x 60mn方管鋼焊接而成，支承架采用C =105mm圓管鋼材。2、巷道系統(tǒng)底托板采用2mm鋼板壓制而成。3、 各種斷面的巷道均采用直徑為直徑為 100毫米、160毫米、200毫米高強(qiáng)熱澆注PVC管制作。4、巷道系統(tǒng)密封工程采用進(jìn)口硅膠。5、設(shè)計(jì)風(fēng)門為 22 個(gè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用直流減速電機(jī)，功率 15W。6、 、皮帶機(jī)采用金屬材料制作，電動(dòng)演示，12W直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。7、 轉(zhuǎn)載機(jī)采用金屬材料制作，電動(dòng)演示，1

14、2W直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。8、 刮板運(yùn)輸機(jī)模型采用有機(jī)玻璃制作，電動(dòng)演示，12W直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。9、 轉(zhuǎn)載機(jī)采用金屬材料制作，電動(dòng)演示，12W直流減速電機(jī)。10、綜采工作面、液壓支架采用有機(jī)玻璃仿真制作，共設(shè)18架，能夠完成移架、升柱、降柱等功能。采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)，配電站.11、普采工作單體支護(hù)， 140支，鉸接頂架 140支。采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)，配電站12、采煤機(jī)采用有機(jī)玻璃仿真制作，能夠?qū)崿F(xiàn)割煤、行走功能。13、綜采工作面安裝布置采用現(xiàn)場安裝調(diào)試。14、普采工作面安裝布置采用現(xiàn)場安裝調(diào)試。15、測點(diǎn) 40 個(gè)，帶密封端蓋。16、風(fēng)機(jī)選用高風(fēng)壓 8-09 離心式風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率

15、規(guī)格 5.5KW17、兩道工序，第一道除銹、噴涂防銹，第二道，裝飾漆。18、電纜選用 8平方電纜,共計(jì) 50米，19、選用 D34/1 M型、D26/1 M型，D26/1 V型，D26-A型，D31 COS鰹組合開關(guān)，20、設(shè)計(jì)選用PLC計(jì)算機(jī)作為自動(dòng)控制主體，21、自編控制系統(tǒng)軟件。22、系統(tǒng)控制一臺(tái)計(jì)算機(jī)， 、23、礦井環(huán)境監(jiān)測控制計(jì)算機(jī)一臺(tái)24、傳輸口安裝調(diào)試25、監(jiān)控軟件一套26、UPS電源一臺(tái)，規(guī)格；延時(shí)30分鐘。27、選擇HP惠普打印機(jī)一臺(tái)，28、監(jiān)控工作站2個(gè)29、風(fēng)速傳感器選擇6臺(tái)，安裝在系統(tǒng)中與礦井環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)連接33、負(fù)壓傳感器選擇4臺(tái)34、二氧化氮傳感器635、溫度傳感器

16、選擇4臺(tái)36、設(shè)備開停傳感器6臺(tái)37、直流電源一套（150VA變壓器一臺(tái)，50A橋整流）38、控制柜一套，主控臺(tái)一套39、計(jì)算機(jī)桌椅2套，礦井環(huán)境安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)一臺(tái)，自動(dòng)控制一臺(tái)。40、傾斜壓差計(jì)1臺(tái)，上海產(chǎn)，型號(hào)CQY-15041、膠管100米風(fēng)機(jī)性能：型號(hào)：8 09高壓離心式風(fēng)機(jī)、功率5.5 KW 風(fēng)量400 500立方米/mm負(fù)壓7000-9000pa 附件：招標(biāo)貨物明細(xì)報(bào)價(jià)表通風(fēng)管路測試系統(tǒng)分項(xiàng)價(jià)格表（不含儀器）序號(hào)項(xiàng)目名稱單位工程量單價(jià)合計(jì)備注1通風(fēng)實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)構(gòu)架工程m1168910324金屬結(jié)構(gòu)2巷道系統(tǒng)底托板制作安裝工程m116667656金屬結(jié)構(gòu)3巷道系統(tǒng)制作安裝工程m

17、11643049880PVC材料制作4二種支護(hù)形式的實(shí)驗(yàn)錨噴支護(hù) 段2米項(xiàng)120002000仿真制作5二種支護(hù)形式的實(shí)驗(yàn)錨網(wǎng)支護(hù) 段2米項(xiàng)120002000仿真制作6二種支護(hù)形式的實(shí)驗(yàn)混凝土砌 碹支護(hù)段2米項(xiàng)120002000仿真制作7巷道系統(tǒng)密圭寸工程項(xiàng)1360036008立井、風(fēng)井制作安裝工程項(xiàng)138003800模壓成型9井底車場制作安裝工程項(xiàng)123562356仿真制作10風(fēng)門制作安裝工程個(gè)239802254011皮帶運(yùn)輸機(jī)模型制作項(xiàng)128602860仿真制作12裝載機(jī)模型制作項(xiàng)119601960仿真制作13刮板運(yùn)輸機(jī)模型制作項(xiàng)118601860仿真制作14綜米工作面液壓支架模型制作項(xiàng)186008600仿真制作15普米工作面單體支柱模型制作項(xiàng)126302630仿真制作16采煤機(jī)模型制作項(xiàng)138603860仿真制作17綜米工作面設(shè)備安裝布置項(xiàng)1186001860018普米工作面設(shè)備安裝布置項(xiàng)1132201322019測點(diǎn)制作安裝個(gè)3660214020離心式風(fēng)機(jī)及安裝風(fēng)機(jī)漆工程器線路工程項(xiàng)1168001680023控制臺(tái)制作安裝工程腦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝工程態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)安裝工程項(xiàng)1282