一、研究目的
矿井生产中常伴随着瓦斯的涌出,大量的瓦斯涌出严重威胁着矿井和矿工的安全,我国每年均有因为瓦斯积聚突出引起的事故,治理瓦斯成为确保矿井安全生产的首要任务,当前矿井均是以风定产,当瓦斯突出和积聚时,通过增大通风量来降低瓦斯。瓦检员需要认真负责,定时值班,由于人的原因不可能二十四小时分秒不差值班,瓦斯监控存在监控困难、监控成本高的难题,智能环保风机应用TRIZ理论实现了瓦斯的动态检测与抽排,烟尘的动态抽排与去除,并利用TRIZ原理进行了风机降噪的探讨。
二、基本思路及创新点
1、复制原理:由于瓦斯检查员的检测,一般要到瓦斯浓度较高的回风巷工作或者煤尘较多的掌子面工作,工作存在一定风险,而且工作成本也较高,我们利用复制原理,用廉价的瓦斯传感器、烟尘传感器代替瓦斯检查员工作,可以二十四时不间断值班。
2、动态化原理:制作了控制电路,动态接受传感器传来的检测信号,动态的控制风机转出,优化井下通风量。使得井下瓦斯、烟尘保持在合理范畴。
3、分离原理:将传感器、控制电路、风机分开放置,可以在巷道任何节点设置检测点,并可以实现无线传输与控制。
4、多孔复合材料原理:风机运行中存在严重的噪声污染,在风机上增设多孔复合吸声材料,降低风机噪声。
5、曲面化原理:为了减小风机运行阻力,在风机中增加了流线型的疏流罩和导流罩。
三、装置结构图
1、集流器(风机外壳)2、导流罩3、叶轮4、电机5、疏流罩6、控制电路7、控制平台8、传感器
图1智能风机结构示意图
四、建造及使用方法
使用钢板卷制风机外壳,焊接叶片,制造导流罩和疏流罩,选用防爆交流电动机作为动力源。应用瓦斯、烟尘传感器作为检测手段,应用机电一体化技术建立风机转速控制电路,应用多孔复合材料进行风机降噪的探讨。
五、作品的创新点
利用传感器替代瓦斯检查员、并利用控制电路,首创瓦斯与风量的动态智能控制。