河南理工大学教学模型厂通风模型

1、通风管路测试系统说明现代化综合仿真通风安全系统实训装置是我厂九七年研制、 开发的。 该实验装置主要依据实际矿井通风系统及其通风原理仿真模拟、并根据相似模拟理论而制作的。在仿真模拟实验系统中，充分利用了计算机与PLC相结合的自动控制技术、矿井监测监控技术、多媒体显示技术的先进性、矿井通风技术的科学性和制作技术的成熟性。该系统是目前最先进的矿井通风仿真模拟系统。达到了系统的 完整、仿真、可操作和实用，使整个系统实现了自动化和数字化、综合性。由于我们采用了理论与实际相结合、现场与教学相结合的 原则，使该系统即能满足教学、培训的需要又能达到学员实训的要求。该系统为了达到仿真模拟的实际效果，从系统的结构

2、方面尽量构成完整的巷道系统，以确保不同通风网络的组成，因此系统主要 针对通风仿真模拟实验而设计的，在某些布置环节上重点考虑了通风的需要。该系统主要由七部分组成；巷道布置系统、通风系统、 计算机自动控制系统、矿井环境安全监测监控系统、工业电视监控系统、通风安全系统、手动操作系统。一、仿真试验装置主要内容及功能：该实验装置主要依据实际矿井通风系统及其通风原理仿真模拟、并根据相似模拟理论而制作的。该系统为了达到仿真模拟的实际 效果，从系统的结构方面尽量构成完整的巷道系统，以确保不同通风网络的组成，因此系统主要针对通风仿真模拟实验而设计的，在 某些布置环节上重点考虑了通风的需要，在仿真模拟实验系统中，

3、充分利用了计算机与PLC相结合的自动控制技术、矿井监测监控技术、 多媒体显示技术的先进性、矿井通风技术的科学性和制作技术的成熟性。达到了系统的综合、完整、仿真、可操作和实用，使整个系 统实现了自动化和数字化。实现了计算机自动操作和手动操作系统（效果图一）该系统主要由五部分组成；巷道布置系统、通风系统、计算机自动控制系统、矿井环境安全监测监控系统、通风安全系统、手动 操作系统、通风安全系统。通风系统模型应包含主井、副井、井底车场、运输大巷、运输上山、回风上山、一个综采采区、一个炮采采区、总回风巷、风井 等一套完整的矿井巷道系统。巷道采用透明有机玻璃制作，主要巷道宽度200mm并留有测孔，功能：可

4、模拟矿井通风系统工作状态；可进行压力、风速、风量测定；可进行矿井通风系统阻力测定；可进行矿井反风演示；可 实现巷道风速（风量） 、温度、点压力实时监测 , 可进行矿井通风机性能测定。二、仿真模拟系统的结构 该系统为了达到仿真模拟的实际效果，从系统的结构方面尽量构成完整的巷道系统，根据实验教学需要设置了几组不同支护形式 的巷道实验段，用于测试不同支护形式的摩擦阻力，根据实验教学要求在系统中可随时更换。以确保不同的通风阻力网络的组成，因 此系统主要针对通风仿真模拟实验而设计的，在某些布置环节上重点考虑了通风的需要。 （见平面图图一、剖面图二）系统规格：（13000）X（ 5200）X2 800mm

5、（一）、巷道布置系统：主框架采用钢结构（60X 40mm方钢焊接而成，巷道底板采用1.5毫米的钢板压制制作（坚固耐用，抗老化能力强）。整体采用分 体组装式结构，巷道均采用PVC 次成型。系统采用了主井单水平分区式开拓。系统布置两个采区，采区内布置两条上山、轨道上山、运输上山、两个生产工作面（一个综 采工作面、一个炮采工作面） 、两个备用工作面、一个掘进工作面、一个付井作为进风井、一个风井作为出风井、一套反装置、总回风 道。（二）、通风系统： 该装置采用抽出式（或压入式，根据需要可选择）通风，通风方式采用中央边界通风方式，付井进风，风井出风，根据管路系统结构和离心式、轴流式风机的特点，选择选用8

6、-09 型高压离心式风机技术参数为。（三）、计算机自动控制系统：根据不同专业和不同课程的需要该试验装置设置两套操作系统；手动操作和计算机自动操作，可通过计算机操作界面实现计算机控制操作。计算机自动操作系统由主控计算机、485转换系统、西门子PLC可编程控制器、编程模块、终端继电器组成。能实现对各1 台（见附表），智能西门子系统的自动控制，并能通风计算机将系统组成不同通风网络，实现对风门开启的自动识别。配备：计算机PLC可编程控制器1套、控制台1台、控制板1套、终端继电器38个。（四）、手动操作系统。 手动操作系统由控制台、手动自动转换器、控制开关、终端继电器、变压器组成，手动操作系统能实现对各

7、系统的手动控制，通过手动控制操作台操控每一个风门，实现通风网络的组合。可通过控制台各功能开关操控制各风门、设备，满足试验要求。（五）、矿井生产安全监测监控系统： 该系统是一套完整的独立系统，能够实现系统中瓦斯、温度、负压、风速等参数的自动监测，对各设备的自动监控。配备：计算机1台（HP惠普）、分站两台、C02（ CH4传感器6个、风速传感器6个（流量传感器）、负压传感器4个、温度4个、操作台1台。 工作分站两个， 232转 485接口一套，可监测模拟量共计 20个、监控开关量 12 个。（见监控点布置图图三）（六）、通风安全系统：该系统能够通风采空区自动释放瓦斯（二氧化碳） ，观察工作面气体分

8、布规律。配备 4 升气瓶 1 个、气体自动释放系统 1 套。计算机对通风安全工作状况进行监视。三、技术规格及要求1 、通风机在风机的选型上， 考虑两个方面的因素 （ 1 ）根据实验教学的要求需了解不同风机的结构和特性 ; （ 2）反风的要求及反风道的结构、 反风方式。因此选用 8-09 型离心式风机 1 台。根据通风系统阻力与风量要求，以及通风网络匹配情况，选用 8-09 型离心式风机功率 2为 5.5kw、风压 5000-7000Pa、风量 500 900 m。2、系统巷道规格及技术特征（ 1 ）根据仿真模拟实验的要求，并同时考虑漏风和后期维护问题，设计时在巷道的选择上我们选择了圆形巷道，

9、，巷道底板采用 金属材料制作。巷道内采用模拟工字钢梯形支护以增加巷道内摩擦阻力。运输大巷、总回风道均采用直径为 200毫米管道 , , 断面 S=0.0314m2, 采用一次成型运输上山、轨道止山、采区下部车场、采区中部车场采采用直径为160毫米的管道，断面S=0.0201m。采用一次成型,（见各巷道 断面图）。区段巷道采用直径为 100毫米管道，断面面积为 0.00785 m 2，为防巷道变形和脱胶，采用一次成型 ,（ 见各巷道断面图五 ）。3、不同支护形式的巷道实验段在系统设置了三种支护形式的实验段（锚喷支护、锚网支护、混凝土砌碹支护） ，根据实验的要求可任意更换实验段。实验段的位 置可根

10、据需要设定。在系统中我们设置在大巷段、总回风段和区段巷道段。4、工作面 炮采工作面，布置有、刮板机。单体液压、铰接顶梁。完成破、装、运、支、护五个基本工艺。炮眼布置有单排眼、对眼、三角 眼、三花眼、五花眼，装药方式有。综采工作面布置有采煤机、液压支架、刮板机、转载机、皮带机均可仿真电动演示，并演示综采工作面的工艺过程。5、测点布置 为了满足通风实验教学的需要，同时满足四组学生的需求，因此在管路系统中布置了 20 个测点。供学生实验之用（见测凤点布 置图四）。6、监测点布置在矿井生产安全监测监控系统中布置了 20 个监测点（见监控点布置图图三） 。对矿井系统中各点的风速、负压、温度等参数进行 监

11、测，对各开关量进行监控。7、反风道反风系统；为了满足风机性能鉴定和反风实验我们设计了反风道系统。8、凤门布置根据实验教学的需要， 为便于组成多种通风回路在系统中设置了 22个凤门， 所以凤门均可电动自动控制和手动控制 （见凤门布置 图六）。四、演示实验内容：1、模拟矿井通风系统工作状态；2、进行风量风速测定，风速分布；3、点压力测定，管道阻力系数测定；4、两点之间压力实验：5、进行矿井通风系统中风量分配及角联网路特性测定；6、进行矿井通风系统中阻力测定实验；7、进行矿井主要通风机性能模拟测定实验；8、进行矿井瓦斯（二氧化碳代替）测定实验；9、进行“通风安全”、“矿井监测与监控”等课程的观摩教学

12、；10、进行矿井反风演示实验；11、进行矿井和回采工作面通风方式演示实验；12、可进行矿井通风技能实训；13、离心式风机结构演示实验；14、有反风道反风系统的布置形式演示；15、回采工作面 U、w 型通风方式演示实验；16、进行矿井有害气体测定实验；五、制作工艺及材料1模拟实验巷道均采用PVC 次浇注而成高强管。抗老化、系统密封好。2. 主体框架采用40X 60方钢和2毫米钢板焊接而成。3. 风机选用高负压离心式 8-06 型风机。4. 各风门采用直流减速低速电机，24V电流，功率15W采用计算机，手动控制。5. 各传感器均采用工业用传感器，灵敏度高，质量可靠，经久耐用。6. 系统控制采用PL

13、C与计算机相结合的控制方法，系统可靠，可操作性强。整体框架系统均采用金属 40X 60方钢， 2毫米钢板和 98毫米圆管焊接而成，框架系统稳定，整体性好。明细项目名称：1、主体框架采用40x 60mn方管钢焊接而成，支承架采用C =105mm圆管钢材。2、巷道系统底托板采用2mm钢板压制而成。3、 各种断面的巷道均采用直径为直径为 100毫米、160毫米、200毫米高强热浇注PVC管制作。4、巷道系统密封工程采用进口硅胶。5、设计风门为 22 个，驱动电机采用直流减速电机，功率 15W。6、 、皮带机采用金属材料制作，电动演示，12W直流减速电机驱动。7、 转载机采用金属材料制作，电动演示，1

14、2W直流减速电机驱动。8、 刮板运输机模型采用有机玻璃制作，电动演示，12W直流减速电机驱动。9、 转载机采用金属材料制作，电动演示，12W直流减速电机。10、综采工作面、液压支架采用有机玻璃仿真制作，共设18架，能够完成移架、升柱、降柱等功能。采煤机、刮板运输机、转载机，配电站.11、普采工作单体支护， 140支，铰接顶架 140支。采煤机、刮板运输机、转载机，配电站12、采煤机采用有机玻璃仿真制作，能够实现割煤、行走功能。13、综采工作面安装布置采用现场安装调试。14、普采工作面安装布置采用现场安装调试。15、测点 40 个，带密封端盖。16、风机选用高风压 8-09 离心式风机，电机功率

15、规格 5.5KW17、两道工序，第一道除锈、喷涂防锈，第二道，装饰漆。18、电缆选用 8平方电缆,共计 50米，19、选用 D34/1 M型、D26/1 M型，D26/1 V型，D26-A型，D31 COS鰹组合开关，20、设计选用PLC计算机作为自动控制主体，21、自编控制系统软件。22、系统控制一台计算机， 、23、矿井环境监测控制计算机一台24、传输口安装调试25、监控软件一套26、UPS电源一台，规格；延时30分钟。27、选择HP惠普打印机一台，28、监控工作站2个29、风速传感器选择6台，安装在系统中与矿井环境监控系统连接33、负压传感器选择4台34、二氧化氮传感器635、温度传感器

16、选择4台36、设备开停传感器6台37、直流电源一套（150VA变压器一台，50A桥整流）38、控制柜一套，主控台一套39、计算机桌椅2套，矿井环境安全生产监测监控系统一台，自动控制一台。40、倾斜压差计1台，上海产，型号CQY-15041、胶管100米风机性能：型号：8 09高压离心式风机、功率5.5 KW 风量400 500立方米/mm负压7000-9000pa 附件：招标货物明细报价表通风管路测试系统分项价格表（不含仪器）序号项目名称单位工程量单价合计备注1通风实验装置基础构架工程m1168910324金属结构2巷道系统底托板制作安装工程m116667656金属结构3巷道系统制作安装工程m

17、11643049880PVC材料制作4二种支护形式的实验锚喷支护 段2米项120002000仿真制作5二种支护形式的实验锚网支护 段2米项120002000仿真制作6二种支护形式的实验混凝土砌 碹支护段2米项120002000仿真制作7巷道系统密圭寸工程项1360036008立井、风井制作安装工程项138003800模压成型9井底车场制作安装工程项123562356仿真制作10风门制作安装工程个239802254011皮带运输机模型制作项128602860仿真制作12装载机模型制作项119601960仿真制作13刮板运输机模型制作项118601860仿真制作14综米工作面液压支架模型制作项186008600仿真制作15普米工作面单体支柱模型制作项126302630仿真制作16采煤机模型制作项138603860仿真制作17综米工作面设备安装布置项1186001860018普米工作面设备安装布置项1132201322019测点制作安装个3660214020离心式风机及安装风机漆工程器线路工程项1168001680023控制台制作安装工程脑控制系统设计安装工程态监测系统安装工程项1282