一种现代化矿井通风实训系统的制作方法

本实用新型属于矿井实训
技术领域：
，具体涉及一种现代化矿井通风实训系统。
背景技术：
：目前的一些通风实验管道系统由简单或复杂的通风管道组成，可以进行一些通风实验和实训，但在这些系统都与煤矿真实巷道布置相差较大，不能利用现在的这些系统了解到煤矿通风巷道的组成，不能利用这些系统进行煤矿全矿井通风阻力测定、全矿井返风、矿井通风系统优化等实验和实训项目。因此，本申请提出一种现代化矿井通风实训系统来解决煤矿通风技术人员的实训难题。技术实现要素：为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种现代化矿井通风实训系统。为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种现代化矿井通风实训系统，包括总进/回风巷、采区和带区；所述总进/回风巷包括离心式风机、第一回风大巷、轴流式风机、离心式风机反风道、主运输大巷、主井、辅助运输大巷、副井和第二回风大巷，所述第一回风大巷一端与所述轴流式风机连通，所述第一回风大巷另一端与所述第二回风大巷连通，所述第二回风大巷一端与所述离心式风机一端连通，所述离心式风机反风道与所述离心式风机另一端连通，所述主运输大巷上设置有主井，所述辅助运输大巷上设置有副井，所述辅助运输大巷和辅助运输大巷两端分别连通构成封闭的环形通道；所述采区设置在靠近所述轴流式风机一侧，所述采区与所述辅助运输大巷和第二回风大巷连通；所述带区设置在靠近所述离心式风机一侧，所述带区与所述第二回风大巷连通。优选地，所述采区包括备用工作面、回风顺槽、第一运输顺槽、顺槽掘进工作面、运输上山、轨道上山、回风上山和第一回采工作面，所述回风顺槽一端和所述第一运输顺槽一端均与所述备用工作面连通，所述回风顺槽另一端和所述第一运输顺槽另一端均与所述第一回采工作面连通，所述第一回采工作面外侧设置有第一采空区，所述第一回采工作面和第一采空区之间设置有第一采空区隔板，所述顺槽掘进工作面设置在所述主运输大巷和第一运输顺槽之间；所述运输上山一端与所述辅助运输大巷连通，所述辅助运输大巷从下到上通过单独的联络巷依次与所述主运输大巷、顺槽掘进工作面和第一运输顺槽连通，所述轨道上山一端通过采区下部车场与所述辅助运输大巷连通，所述轨道上山通过联络巷与所述第一运输顺槽连通，所述轨道上山与所述顺槽掘进工作面和回风顺槽之间分别设置有甩车场，所述轨道上山另一端设置有绞车房，所述绞车房通过绞车房回风巷与所述回风上山连通；所述回风上山一端与所述第二回风大巷连通，所述回风上山另一端与所述第一回风大巷连通，所述回风上山通过单独的联络巷分别与所述一运输大巷、顺槽掘进工作面、第一运输顺槽和回风顺槽连通，所述轨道上山和回风上山之间设置有采区变电所。优选地，所述带区包括掘进工作面、第二运输顺槽和辅运顺槽，所述掘进工作面为两个，两个所述掘进工作面相邻且平行设置，所述第二运输顺槽一端与所述第二回风大巷连通，所述第二运输顺槽另一端与所述第一回风大巷连通，所述辅运顺槽一端与所述第二回风大巷连通，所述辅运顺槽另一端与所述第二运输顺槽连通，两个所述掘进工作面、第二运输顺槽和辅运顺槽均通过联络巷与所述主运输大巷连通，所述辅运顺槽和所述第二运输顺槽之间设置有第二回采工作面，所述第二回采工作面外侧设置有所述第二采空区，所述第二采空区和所述第二回采工作面之间设置有第二采空区隔板，一个所述掘进工作面及所述辅运顺槽与所述辅助运输大巷之间分别设置有两个车场。优选地，在所述主运输大巷和第二回风大巷与所述采区和带区的交叉点两侧均开设有测孔，所述测孔内设置有v形短管，所述v形短管内设置有锥形堵头；所述总进/回风巷、采区和带区的各巷、槽上均设置有多个风标和调节风门。优选地，所述风标包括固定轴、设置在所述固定轴上端的风向箭头及围绕所述固定轴设置的多个叶片，所述固定轴下端固定在各巷、槽的外壁上；所述调节风门包括外框、门板、中轴、齿轮、螺杆和旋钮，所述外框固定在各巷、槽上，所述门板设置在所述外框内，所述中轴下端与所述门板固定连接，所述中轴固定在所述齿轮中间，所述螺杆与所述齿轮啮合，所述齿轮(40)与所述所述螺杆端部连接。优选地，所述主井和副井采用φcm的圆钢筒制成，所述主运输大巷和辅助运输大巷采用×cm不锈钢方管制成，所述运输上山、轨道上山和回风上山均采用×cm不锈钢方管制成。优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括用于控制所述离心式风机和轴流式风机的风机开关、急停按钮、调频旋钮、控制器及对所述离心式风机和轴流式风机的电流、电压和功率因数进行监控的电流表、电压表和功率因数表。优选地，所述采区的运输上山和主运输大巷之间设置了溜煤眼。本实用新型提供的现代化矿井通风实训系统具有以下优点：1、本系统根据实际矿井设计，包括了实际矿井多数主要通风巷道，在本系统上可以对煤矿通风安全工作人员进行全矿井通风阻力测定、风机性能鉴定、通风系统优化等多种矿井通风工作实训。2、本系统设计了包括1台轴流风机、1台离心式风机(包括反风道)、2条回风巷、2个采区回采工作面、2个采区掘进工作面、1个带区回采工作面、2个带区掘进工作面、多个调节风门、若干个测试孔，因此在本系统上设计出两翼通风、单翼通风、轴流风机全矿井反风、离心式风机全矿井反风、回采工作面u型通风、回采工作面z型通风、回采工作面y型通风、回采工作面局部反风等多种实训方案。3、本系统设计的调节风门采用镙杆控制调节，具有操作简便、故障率极低、控制开启角度稳定等优点。4、本系统在每条主要通风巷道上均设计安装了风向标，使实训人员在实训过程中能随时了解巷道内风流方向。附图说明图1为总进/回风巷的布置平面示意图；图2为采区布置俯视示意图；图3为带区布置俯视示意图；图4为风标结构示意图；图5为调节风门主视图；图6为调节风门侧视图；图7为本实用新型实施例1的现代化矿井通风实训系统的总体结构俯视图。具体实施方式下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。实施例1本实用新型提供了一种现代化矿井通风实训系统，具体如图1至7所示，包括总进/回风巷、采区和带区；采区和带区可以让受训人员对不同的准备方式及其相关通风系统有直观的认识，并进行多种系统下的实验、实训。具体的，如图1所示，总进/回风巷包括离心式风机1、第一回风大巷2、轴流式风机3、离心式风机反风道4、主运输大巷5、主井6、辅助运输大巷7、副井8和第二回风大巷9，第一回风大巷2一端与轴流式风机3连通，第一回风大巷2另一端与第二回风大巷9连通，第二回风大巷9一端与离心式风机1一端连通，离心式风机反风道4与离心式风机1另一端连通，主运输大巷5上设置有主井6，辅助运输大巷7上设置有副井8，辅助运输大巷7和辅助运输大巷7两端分别连通构成封闭的环形通道；本实施例中中设计两条回风大巷的目的是能够变换出不同的矿井通风方法和通风方式进行实验，在操作时可以通过开关相关调节风门来选择只使用其中一条或同时使用两条回风大巷，再结合对两台风机的选择可在系统上设计出多种通风系统进行相关实验。离心式风机1设计了反风道，在系统只有离心式风机1运行时，可以通过对反风道中调节风门的调节实现模型的全系统反风。采区设置在靠近轴流式风机3一侧，采区与辅助运输大巷7和第二回风大巷9连通；带区设置在靠近离心式风机1一侧，带区与第二回风大巷9连通。进一步地，如图2所示，采区结构及采区与总进/回风巷的具体关系为，采区包括备用工作面10、回风顺槽11、第一运输顺槽12、顺槽掘进工作面13、运输上山14、轨道上山15、回风上山16和第一回采工作面17，回风顺槽11一端和第一运输顺槽12一端均与备用工作面10连通，回风顺槽11另一端和第一运输顺槽12另一端均与第一回采工作面17连通，第一回采工作面17外侧设置有第一采空区18，第一回采工作面17和第一采空区18之间设置有第一采空区隔板19，顺槽掘进工作面13设置在主运输大巷5和第一运输顺槽12之间；运输上山14一端与辅助运输大巷7连通，辅助运输大巷7从下到上通过单独的联络巷28依次与主运输大巷5、顺槽掘进工作面13和第一运输顺槽12连通，轨道上山15一端通过采区下部车场29与辅助运输大巷7连通，轨道上山15通过联络巷28与第一运输顺槽12连通，轨道上山15与顺槽掘进工作面13和回风顺槽11之间分别设置有甩车场30，轨道上山15另一端设置有绞车房20，绞车房20通过绞车房回风巷21与回风上山16连通；回风上山16一端与第二回风大巷9连通，回风上山16另一端与第一回风大巷2连通，回风上山16通过单独的联络巷28分别与一运输大巷5、顺槽掘进工作面13、第一运输顺槽12和回风顺槽11连通，轨道上山15和回风上山16之间设置有采区变电所33。回采工作面采空区设计为一个半封闭空间，采空区与工作面之间用带孔隔板相隔，上部用可活动透明有机玻璃盖板封盖，采空区内可充填石块、沙土等填充物进行演示、研究采空区漏风、采空区三带划分等。为了更加形像，采区的运输上山14和主运输大巷5之间设置了溜煤眼。如图3所示，带区结构及带区与总进/回风巷的具体关系为，带区包括掘进工作面22、第二运输顺槽23、辅运顺槽24、第二采空区25、第二采空区隔板26和第二回采工作面27，掘进工作面22为两个，两个掘进工作面22相邻且平行设置，第二运输顺槽23一端与第二回风大巷9连通，第二运输顺槽23另一端与第一回风大巷2连通，辅运顺槽24一端与第二回风大巷9连通，辅运顺槽24另一端与第二运输顺槽23连通，两个掘进工作面22、第二运输顺槽23和辅运顺槽24均通过联络巷28与主运输大巷5连通，辅运顺槽24和第二运输顺槽23之间设置有第二回采工作面27，第二回采工作面27外侧设置有第二采空区25，第二采空区25和第二回采工作面27之间设置有第二采空区隔板26，一个掘进工作面22及辅运顺槽24与辅助运输大巷7之间分别设置有两个车场31。将总进/回风巷、采区和带区符合后构成了如图7所示的本实施例的现代化矿井通风实训系统的总体结构俯视图。为了使模型能够设计变换出多种不同的通风系统、同时更易进行实验，并可以直观显示实验过程中系统内的风流方向，在系统中设计了测孔、风标、调节风门和控制系统。具体的，在主运输大巷5和第二回风大巷9与采区和带区的交叉点两侧均开设有测孔，测孔内设置有v形短管，v形短管内设置有锥形堵头，在不使用该测点时用锥形堵头封堵避免漏风，在需要使用时可以插入皮托管等测量设备进行相关测定。使得模型在变换出不同的通风系统或进行不同的实验项目时，都可以方便地进行测定。总进/回风巷、采区和带区的各巷、槽上均设置有多个风标和调节风门。风标能够直观地观察到管道中的风流方向，在每个通风管道上均设计了可以指示管道中风流方向的风标，在进行实验时可以直观地观察各巷道内的风流方向。模型上的调节风门是使模型变换出多种通风系统、变换各条巷道风阻的关键部件。在模型上的每条巷道中均设计安设了调节风门，调节位于巷道外部的调节风门控制旋钮，可使巷道内的调节风门发生转动。在设计的通风系统不需要某条巷道时，可旋转调节风门使其完全封堵；在巷道内通风的时候，调节风门的开合程度可以调节巷道内的风阻大小，这样就可以在模型上设计并调整出多种通风系统或使同条巷道具有不同的风阻，使验证性实验完全变成了设计性实验，可以充分发挥学生的主动性、调动起学生的实验积极性。具体的，本实施例中，如图4所示，风标包括固定轴34、设置在固定轴34上端的风向箭头35及围绕固定轴34设置的多个叶片36，固定轴34下端固定在各巷、槽的外壁上；如图5和图6所示，调节风门包括外框37、门板38、中轴39、齿轮40、螺杆41和旋钮42，其中本实施例中调节风门共有31个，每个调节风门上都设有编号。外框37固定在各巷、槽上，门板38设置在外框37内，中轴39下端与门板28固定连接，中轴39固定在齿轮40中间，螺杆41与齿轮40啮合，齿轮40与所述螺杆41端部连接本实施例中，主井6和副井8采用φ20cm的圆钢筒制成，主运输大巷5和辅助运输大巷7采用10×10cm不锈钢方管制成，考虑系统只反映矿井主体结构并用于进行矿井通风相关实验，故未按实际矿井设计井底车场等井筒周边巷道，而将主、副井与主运输大巷和辅助运输大巷进行了直接连接。运输上山14、轨道上山15和回风上山16均采用8×8cm不锈钢方管制成，回采巷道采用6×6cm不锈钢方管制成。进一步地，本实施例中，还包括控制系统，控制系统包括用于控制离心式风机1和轴流式风机3的风机开关-用于控制风机的开启、急停按钮-用于应急停止风机、调频旋钮-用于调节风机转速以调节系统风量、控制器及对离心式风机1和轴流式风机3的电流、电压和功率因数进行监控的电流表、电压表和功率因数表。通过控制系统可以方便地开启、关闭或急停风机，并可以调节风机转速以便调节系统风量，可以通过相关参数的读取配合系统调节风门的调节进行风机性能鉴定实训。本实施例提供了的现代化矿井通风实训系统的使用方法如下：可以使用微压计、倾斜压差计、矿井通风参数仪、u型水柱计和皮托管等仪器设备在本系统上进行实训。以下仅给出三种实训方案举例说明，根据调节风门的开启状态分为调节风门“开”、调节风门“闭”和调节风门“调”，其中“开”表示调节风门全部开启，调节风门与管道方向平行；“闭”表示调节风门关闭，调节风门与管道方向垂直；“调”表示调节风门调节至与管道0°-90°之间任意夹角位置。实训方案1：单风机通风(轴流风机开启)，工作面u型通风按表1所示操作调节风门，开启轴流风机，按需调节风机调频旋钮。表1实训方案1调节风门状态实训方案2：双风机开启，采煤工作面u型通风按表2所示操作调节风门，开启双风机，其中离心式机按正常风道通风，按需调节风机调频旋钮。表2实训方案2调节风门状态12345678910开开开闭闭开开开闭闭11121314151617181920调开调开闭开闭开开开21222324252627282930闭闭调开开闭调闭开调31闭实训方案3：基于方案2的采区采煤工作面局部反风按表3所示操作调节风门，开启双风机，其中离心式机按正常风道通风，按需调节风机调频旋钮，实现在实训方案2基础上的两个回采工作面同时反风。表3实训方案3调节风门状态12345678910开开闭开闭闭闭闭闭开11121314151617181920调开调开闭开闭开开开21222324252627282930闭闭调闭闭开调开闭调31闭根据不同的实训目的，可以通过关闭或调节风门，设计和调整出两翼通风、单翼通风、轴流风机全矿井反风、离心式风机1全矿井反风、回采工作面u型通风、回采工作面z型通风、回采工作面y型通风、回采工作面局部反风等多种实训方案。以上所述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3