CN217001934U

CN217001934U - 一种矿井自动通风系统

Info

Publication number: CN217001934U
Application number: CN202220396174.4U
Authority: CN
Inventors: 张雄天; 赵尔丞; 张军奎; 苏成哲; 刘吉祥; 吴世宽
Original assignee: Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd
Current assignee: Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2022-02-26
Filing date: 2022-02-26
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2032-02-26

Abstract

本实用新型提供一种矿井自动通风系统，属于矿井通风技术领域，矿井自动通风系统包括：进风井筒，进风井筒的进口处延伸至地面并通入空气，进风井筒的出口处与矿井的通风风道的进风端连通；回风井筒，回风井筒的进口处与矿井的通风风道的出风端连通，回风井筒的出口处延伸至地面；第一主通风机，设置在进风井筒的进口处；第二主通风机，设置在回风井筒的出口处；局部通风机，设置在通风风道内；气体浓度采集装置，设置在通风风道中，用于实时采集通风风道内部的气体浓度数据；控制单元，用于根据气体浓度数据产生控制信号，控制各通风机的运行，实现了自动通风，且通过两个主通风机和局部通风机的配合，提高了矿井的通风效率。

Description

一种矿井自动通风系统

技术领域

本实用新型涉及矿井通风技术领域，特别是涉及一种矿井自动通风系统。

背景技术

矿井施工环境极其恶劣，一方面，井下氧气量有限，长期施工必然存在缺氧问题，如果氧气不足，将只能中断施工；另一方面，在施工过程中会不断产生有害气体，如果不及时将这些有害气体排出，必将影响施工人员的身体健康，甚至影响施工人员的生命安全，在这种情况下，矿井通风系统应运而生。

现有的矿井通风系统一般需要工作人员手动开启或关闭排风装置，此种通风方法效率极低，工人劳动强度大，而且并不能及时有效地通风。

基于上述问题，亟需一种新的矿井通风系统以实现自动通风，提高矿井通风的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种矿井自动通风系统，可实现自动通风，并提高矿井通风的效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种矿井自动通风系统，所述矿井自动通风系统包括：

进风井筒，所述进风井筒的进口处延伸至地面并通入空气，所述进风井筒的出口处与矿井的通风风道的进风端连通；

回风井筒，所述回风井筒的进口处与矿井的通风风道的出风端连通，所述回风井筒的出口处延伸至地面；

第一主通风机，设置在所述进风井筒的进口处；

第二主通风机，设置在所述回风井筒的出口处；

局部通风机，设置在所述通风风道内；

气体浓度采集装置，设置在所述通风风道中，用于实时采集所述通风风道内部的气体浓度数据；

控制单元，分别与所述气体浓度采集装置、所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机连接，用于根据所述气体浓度数据产生控制信号，控制所述第一主通风机、第二主通风机及所述局部通风机的运行。

可选地，所述第一主通风机和所述第二主通风机均为轴流式通风机。

可选地，所述局部通风机为防爆轴流式通风机。

可选地，所述矿井自动通风系统还包括挡风立板和伺服电动缸；

所述挡风立板及所述伺服电动缸均设置在所述通风风道内；所述挡风立板竖向设置，所述挡风立板的一端与所述通风风道的内壁铰接；所述伺服电动缸的固定端与通风风道的内壁铰接，所述伺服电动缸的伸缩端与挡风立板铰接；

所述伺服电动缸还与所述控制单元连接；所述控制单元还用于控制所述伺服电动缸的伸缩，使得所述伺服电动缸带动所述挡风立板旋转，以调节所述挡风立板处所述通风风道的通风截面。

可选地，所述气体浓度数据包括氧气浓度值；所述控制信号包括启动控制信号和停止控制信号，所述启动控制信号用于控制所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机启动运行，所述停止控制信号用于控制所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机停止运行；

所述气体浓度采集装置包括：

氧传感器，设置在所述通风风道中，用于检测所述通风风道中的氧气浓度值；

所述控制单元包括：

第一比较器，与所述氧传感器连接，用于比较所述氧气浓度值与氧气阈值的大小；

控制器，分别与所述第一比较器及所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机连接，用于在所述氧气浓度值小于或等于氧气阈值时，产生启动控制信号，在所述氧气浓度值小于或等于氧气阈值时，产生停止控制信号。

可选地，所述气体浓度数据还包括一氧化碳浓度值；

所述气体浓度采集装置还包括：

一氧化碳传感器，设置在所述通风风道中，用于检测所述通风风道中的一氧化碳浓度值；

所述控制单元还包括：

第二比较器，与所述一氧化碳传感器连接，用于比较所述一氧化碳浓度值与一氧化碳阈值的大小，得到第二比较结果；

所述控制器还与所述第二比较器连接，所述控制器还用于在一氧化碳浓度值大于或等于一氧化碳阈值时，产生启动控制信号，在一氧化碳浓度值小于一氧化碳阈值时，产生停止控制信号。

可选地，所述气体浓度数据还包括二氧化氮浓度值；

所述气体浓度采集装置还包括：

二氧化氮传感器，设置在所述通风风道中，用于检测所述通风风道中的二氧化氮浓度值；

所述控制单元还包括：

第三比较器，与所述二氧化氮传感器连接，用于比较所述二氧化氮浓度值与二氧化氮阈值的大小，得到第三比较结果；

所述控制器还与所述第三比较器连接，所述控制器还用于在二氧化氮浓度值大于或等于二氧化氮阈值时，产生启动控制信号，在二氧化氮浓度值小于二氧化氮阈值时，产生停止控制信号。

可选地，所述控制单元还包括：

报警器，与所述控制器连接；所述启动控制信号还用于控制所述报警器启动报警；所述停止控制信号还用于控制所述报警器停止报警。

可选地，所述矿井自动通风系统还包括：

电子束流发射装置，设置在所述通风风道内，用于发射电子束流，以消除所述通风风道内的静电。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：在矿井的通风风道两端分别设置进风井筒和回风井筒，并在进风井筒的进口处设置第一主通风机，在回风井筒的出口处设置第二主通风机，在通风风道内设置局部通风机，通过气体浓度采集装置实时采集通风风道内的气体浓度数据，根据气体浓度数据控制各通风机的运行，实现了自动通风，且通过两个主通风机和局部通风机的配合，提高了矿井的通风效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型矿井自动通风系统的结构示意图；

图2为本实用新型矿井自动通风系统的结构框图。

符号说明：

进风井筒-1，回风井筒-2，通风风道-3，第一主通风机-4，第二主通风机-5，气体浓度采集装置-6，局部通风机-7，挡风立板-8，伺服电动缸-9，地面-10，控制单元-11，报警器-12。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种矿井自动通风系统，通过气体浓度采集装置实时采集通风风道内的气体浓度数据，根据气体浓度数据控制各通风机的运行，实现了自动通风，且通过两个主通风机和局部通风机的配合，提高了矿井的通风效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型矿井自动通风系统包括：进风井筒1、回风井筒2、第一主通风机4、第二主通风机5、局部通风机7、气体浓度采集装置6及控制单元11。

其中，所述进风井筒1的进口处延伸至地面10并通入空气，所述进风井筒1的出口处与矿井的通风风道3的进风端连通。

所述回风井筒的进口处与矿井的通风风道3的出风端连通，所述回风井筒2的出口处延伸至地面10。在本实施例中，所述进风井筒1及所述回风井筒2上均罩有过滤网盖，以避免将大量灰尘送入矿井内。

所述第一主通风机4设置在所述进风井筒1的进口处。在本实施例中，第一主通风机4用于将新鲜空气送入矿井。

所述第二主通风机5设置在所述回风井筒2的出口处。在本实施例中，第二主通风机5用于将矿井内的污风抽出矿井。由于主通风机的流量较大，所以本实施例中第一主通风机4和第二主通风机5均为轴流式通风机，但不限于此。第一主通风机4和第二主通风机5也可均为离心式通风机。另外，第一主通风机4和第二主通风机5的形式也可不同，即第一主通风机4为轴流式通风机，第二主通风机5为离心式通风机，或第一主通风机4为离心式通风机，第二主通风机5为轴流式通风机，但不限于此。

所述局部通风机7设置在所述通风风道3内。局部通风机7用于矿井工作面的通风，其流量、压力均小，所以本实施例中采用防爆轴流式通风机，但不限于此。优选地，局部通风机7的数量为多个，各局部通风机7设置在通风风道3内不同位置处。

所述气体浓度采集装置6设置在所述通风风道3中，所述气体浓度采集装置6用于实时采集所述通风风道3内部的气体浓度数据。

所述控制单元11分别与所述气体浓度采集装置6、所述第一主通风机4、第二主通风机5及局部通风机7连接，所述控制单元11用于根据所述气体浓度数据产生控制信号，控制所述第一主通风机4、第二主通风机5及所述局部通风机7的运行。

进一步地，所述气体浓度数据包括氧气浓度值；所述控制信号包括启动控制信号和停止控制信号，所述启动控制信号用于控制所述第一主通风机4、第二主通风机5及局部通风机7启动运行，所述停止控制信号用于控制所述第一主通风机4、第二主通风机5及局部通风机7停止运行。

所述气体浓度采集装置包括氧传感器。所述氧传感器设置在所述通风风道3中，所述氧传感器用于检测所述通风风道3中的氧气浓度值。

所述控制单元11包括第一比较器和控制器。所述第一比较器与所述氧传感器连接，所述第一比较器用于比较所述氧气浓度值与氧气阈值的大小。所述控制器分别与所述第一比较器及所述第一主通风机4、第二主通风机5 及局部通风机7连接，所述控制器用于在所述氧气浓度值小于或等于氧气阈值时，产生启动控制信号，在所述氧气浓度值小于或等于氧气阈值时，产生停止控制信号。在本实施例中，氧气O₂浓度阈值为20％。

矿井通风的依赖条件不仅仅是氧气浓度，还需要综合考虑一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、氨气、硫化氢等等有害气体。

进一步地，所述气体浓度数据还包括一氧化碳浓度值。

所述气体浓度采集装置还包括一氧化碳传感器。所述一氧化碳传感器设置在所述通风风道3中，所述一氧化碳传感器用于检测所述通风风道3中的一氧化碳浓度值。

所述控制单元11还包括第二比较器。所述第二比较器与所述一氧化碳传感器连接，所述第二比较器用于比较所述一氧化碳浓度值与一氧化碳阈值的大小，得到第二比较结果。所述控制器还与所述第二比较器连接，所述控制器还用于在一氧化碳浓度值大于或等于一氧化碳阈值时，产生启动控制信号，在一氧化碳浓度值小于一氧化碳阈值时，产生停止控制信号。

矿井中一氧化碳CO最高允许浓度为0.0024％，因此，本实施例中一氧化碳阈值为0.0024％。

所述气体浓度数据还包括二氧化氮浓度值。

所述气体浓度采集装置还包括二氧化氮传感器。所述二氧化氮传感器设置在所述通风风道3中，所述二氧化氮传感器用于检测所述通风风道3中的二氧化氮浓度值。

所述控制单元11还包括第三比较器。所述第三比较器与所述二氧化氮传感器连接，所述第三比较器用于比较所述二氧化氮浓度值与二氧化氮阈值的大小，得到第三比较结果。所述控制器还与所述第三比较器连接，所述控制器还用于在二氧化氮浓度值大于或等于二氧化氮阈值时，产生启动控制信号，在二氧化氮浓度值小于二氧化氮阈值时，产生停止控制信号。

矿井中二氧化氮NO₂最高允许浓度为0.00025％，因此，本实施例中二氧化氮阈值为0.00025％。

所述气体浓度数据还包括二氧化硫浓度值。

所述气体浓度采集装置还包括二氧化硫传感器。所述二氧化硫传感器设置在所述通风风道3中，所述二氧化硫传感器用于检测所述通风风道3中的二氧化硫传感器。

所述控制单元11还包括第四比较器。所述第四比较器与所述二氧化硫传感器连接，所述第四比较器用于比较所述二氧化硫浓度值与二氧化硫阈值的大小，得到第四比较结果。所述控制器还与所述第四比较器连接，所述控制器还用于在二氧化硫浓度值大于或等于二氧化硫阈值时，产生启动控制信号，在二氧化硫浓度值小于二氧化硫阈值时，产生停止控制信号。

矿井中二氧化硫SO₂最高允许浓度为0.0005％，因此，本实施例中二氧化硫阈值为0.0005％。

所述气体浓度数据还包括氨气浓度值。

所述气体浓度采集装置还包括氨气传感器。所述氨气传感器设置在所述通风风道3中，所述氨气传感器用于检测所述通风风道3中的氨气浓度值。

所述控制单元11还包括第五比较器。所述第五比较器与所述氨气传感器连接，所述第五比较器用于比较所述氨气浓度值与氨气氮阈值的大小，得到第五比较结果。所述控制器还与所述第五比较器连接，所述控制器还用于在氨气浓度值大于或等于氨气阈值时，产生启动控制信号，在氨气浓度值小于氨气阈值时，产生停止控制信号。

矿井中氨气NH₃最高允许浓度为0.004％，因此，本实施例中氨气阈值为0.004％。

所述气体浓度数据还包括硫化氢浓度值。

所述气体浓度采集装置还包括硫化氢传感器。所述硫化氢传感器设置在所述通风风道3中，所述硫化氢传感器用于检测所述通风风道3中的硫化氢浓度值。

所述控制单元11还包括第六比较器。所述第六比较器与所述硫化氢传感器连接，所述第六比较器用于比较所述硫化氢浓度值与硫化氢阈值的大小，得到第六比较结果。所述控制器还与所述第六比较器连接，所述控制器还用于在硫化氢浓度值大于或等于硫化氢阈值时，产生启动控制信号，在硫化氢浓度值小于硫化氢阈值时，产生停止控制信号。

矿井中硫化氢H₂S最高允许浓度为0.00066％，因此，本实施例中硫化氢阈值为0.00066％。

需要说明的是，本申请中氧传感器、一氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、氨气传感器、硫化氢传感器均可采用现有的气体传感器直接检测对应气体的浓度值，本申请并未对各气体传感器的结构和检测原理进行改进。

控制单元11中的各比较器只是进行简单的数值比较，控制器也仅仅是根据各比较器输出的比较结果产生启动控制信号和停止控制信号，控制各通风机和报警器12的启动和停止运行，控制单元11并没有对比较器和控制器进行改进，直接采用现有的比较电路和控制电路即可实现。

为了更好地控制矿井通风风道3的风量，本实用新型矿井自动通风系统还包括挡风立板8和伺服电动缸9。

具体地，所述挡风立板8及所述伺服电动缸9均设置在所述通风风道3 内。所述挡风立板8竖向设置，所述挡风立板8的一端与所述通风风道3的内壁铰接。所述伺服电动缸9的固定端与通风风道3的内壁铰接，所述伺服电动缸9的伸缩端与挡风立板8铰接。

所述伺服电动缸9还与所述控制单元11连接。所述控制单元11还用于控制所述伺服电动缸9的伸缩，使得所述伺服电动缸9带动所述挡风立板8 旋转，以调节所述挡风立板8处所述通风风道3的通风截面。

本实用新型矿井自动通风系统还包括风速传感器。所述风速传感器用于检测所述通风风道3中的风速值。所述控制单元11还包括第七比较器，所述第七比较器用于比较风速值与各风速阈值的大小。在本实施例中，风速阈值为多个，分别代表风速的多个等级。所述控制器还用于根据风速值与各风速阈值的大小情况，控制所述伺服电动缸9的伺服电机的转速。具体地，每个风速阈值对应伺服电机的一个转速值(预先设定)。本实用新型仅采用现有的常规方法控制伺服电动缸9的伺服电机的转速，并未对伺服电动缸9的控制方法进行改进。

为了及时提醒矿井工作人员气体发生异常，所述控制单元11还包括报警器12。所述报警器12与所述控制器连接。所述启动控制信号还用于控制所述报警器12启动报警。所述停止控制信号还用于控制所述报警器12停止报警。

此外，在矿井井下施工过程中，静电无处不在，电机转动、运输带动运动、矿下作业人员的衣服摩擦、钻头作业、电缆拖动、配电装置、电气设备运行等等都会产生静电，静电一旦产生便可能放电，放电就可能会产生火花，进而导致爆炸事故的发生，因此消除通风风道3内的静电现象，本实用新型矿井自动通风系统还包括电子束流发射装置。所述电子束流发射装置设置在所述通风风道3内，所述电子束流发射装置用于发射电子束流，以消除所述通风风道3内的静电。优选地，所述电子束流发射装置的数量为多个，分别安装在通风风道3内不同位置处。

具体地，所述电子束流发射装置为电子枪。

在实际应用中，本实用新型矿井自动通风系统的数量可为多个，各矿井自动通风系统对应设置在矿井工作区的不同位置处。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种矿井自动通风系统，其特征在于，所述矿井自动通风系统包括：

第一主通风机，设置在所述进风井筒的进口处；

第二主通风机，设置在所述回风井筒的出口处；

局部通风机，设置在所述通风风道内；

2.根据权利要求1所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述第一主通风机和所述第二主通风机均为轴流式通风机。

3.根据权利要求1所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述局部通风机为防爆轴流式通风机。

4.根据权利要求1所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述矿井自动通风系统还包括挡风立板和伺服电动缸；

5.根据权利要求1所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述气体浓度数据包括氧气浓度值；所述控制信号包括启动控制信号和停止控制信号，所述启动控制信号用于控制所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机启动运行，所述停止控制信号用于控制所述第一主通风机、第二主通风机及局部通风机停止运行；

所述气体浓度采集装置包括：

所述控制单元包括：

6.根据权利要求5所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述气体浓度数据还包括一氧化碳浓度值；

所述气体浓度采集装置还包括：

所述控制单元还包括：

7.根据权利要求5所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述气体浓度数据还包括二氧化氮浓度值；

所述气体浓度采集装置还包括：

所述控制单元还包括：

8.根据权利要求5所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

9.根据权利要求1所述的矿井自动通风系统，其特征在于，所述矿井自动通风系统还包括：