[發明專利]一種實現礦井多時段需風量調節的變頻節能計算方法

在審

• 申請號: 202010319315.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113530592A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 許志逞
• 申請（專利權）人: 南京寶地梅山產城發展有限公司;上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: E21F1/08
• 分類號: E21F1/08;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種實現礦井多時段需風量調節的變頻節能計算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：在進風井和回風井處分別設置若干臺主通風機,一般分別設置4～8臺主通風機；地表設有PLC遠程控制系統；

步驟2：根據礦井每季度生產計劃表，統計各中段采礦、鑿巖、掘進工作面、各類硐室數量及工作面參數，按照工作面排塵風速分別計算各類工作面及硐室最大需風量；

步驟3：將礦井生產作業時間按早、中、晚三班三個時段進行分組，分三個時段別分統計同一時間采礦、鑿巖、掘進和其他工作面數量，

步驟4：在各主通風機回風巷道設置風量傳感器，通過PLC遠程控制系統在線監測各主通風機滿頻F_滿(頻率50Hz)運行時回風風量Q_風，合計回風機站8臺主通風機總回風量Q_總，公式：Q_總＝Σq_風；

步驟5：參考流體力學和電機學理論中頻率、轉速和風量之間的關系，確定風量與電機頻率存在一次方關系，公式：Q₁/Q₂＝F₁/F₂。

式中：F₁、F₂—風機運行頻率，Hz；

Q₁、Q₂—風機運行風量，m³/s；

步驟6：根據風量與電機頻率一次方關系式將主通風機滿頻運行總風量Q_總、三時段各礦井需風量Q_需和電機滿頻頻率F_滿代入，得出三個時段各主通風機實際需要運行頻率F_需；

步驟7：各主通風機頻率控制主要通過PLC遠程控制系統實現，根據上述公式計算頻率對主通風機進行遠程調頻，通過設置在回風巷道的風量傳感器獲取變頻后回風風量，主通風機變頻后總風量Q_總,將變頻后總風量Q_總與三個時段礦井總風量Q_需進行核對，確認兩者風量之差，兩者風量之差占比范圍應在各時段需風量的5％以內。

2.根據權利要求1所述的實現礦井多時段需風量調節的變頻節能計算方法，其特征在于，所述步驟3：將礦井生產作業時間按早、中、晚三班三個時段進行分組，分三個時段別分統計同一時間采礦、鑿巖、掘進和其他工作面數量，按照各工作面最大需風量與需要獨立通風的硐室風量之和，并給予一定的漏風系數，計算三個時段各礦井需風量Q_需，公式：Q_需＝k(Σn_采q_采+Σn_鑿q_鑿+Σn_掘q_掘+Σn_硐q_硐+Σn_其他q_其他)；

式中：k—礦井漏風系數，取值范圍1.20～1.45；

n_采—同時工作的采礦工作面數；

q_采—采礦工作面的計算風量，m³/s；

n_鑿—同時工作的鑿巖工作面數；

q_鑿—鑿巖工作面的計算風量，m³/s；

n_掘—同時工作的掘進工作面數；

q_掘—掘進工作面的計算風量，m³/s；

n_硐—某類硐室的數量，主要指炸藥庫、破碎硐室等；

q_硐—某類硐室的計算風量，m³/s；

n_其他—某類其他需風點的數量，包括主溜井裝卸礦點、噴錨支護工作面等，并考慮具體情況供風；

q_其他—某類其他需風點的計算風量，m³/s。

3.根據權利要求2所述的實現礦井多時段需風量調節的變頻節能計算方法，其特征在于，所述步驟3中：k—礦井漏風系數，取值范圍1.20～1.45。

4.根據權利要求3所述的實現礦井多時段需風量調節的變頻節能計算方法，其特征在于，所述步驟6：根據風量與電機頻率一次方關系式將主通風機滿頻運行總風量Q_總、三時段各礦井需風量Q_需和電機滿頻頻率F_滿代入，得出三個時段各主通風機實際需要運行頻率F_需。

F_需＝[F_滿×k(Σn_采q_采+Σn_鑿q_鑿+Σn_掘q_掘+Σn_硐q_硐+Σn_其他q_其他)]/Σq_風式中：k—礦井漏風系數，取值范圍1.20～1.45；

n_采—同時工作的采礦工作面數；

q_采—采礦工作面的計算風量，m³/s；

n_鑿—同時工作的鑿巖工作面數；

q_鑿—鑿巖工作面的計算風量，m³/s；

n_掘—同時工作的掘進工作面數；

q_掘—掘進工作面的計算風量，m³/s；

n_硐—某類硐室的數量，主要指炸藥庫、破碎硐室等；

q_硐—某類硐室的計算風量，m³/s；

n_其他—某類其他需風點的數量，包括主溜井裝卸礦點、噴錨支護工作面等，并考慮具體情況供風；

q_其他—某類其他需風點的計算風量，m³/s；

q_風—主通風機滿頻運行風量，m³/s；

F_滿—主通風機滿頻運行頻率，50Hz。