【摘 要】
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矿井主通风机是煤矿安全生产不可缺少的重要设备,一旦出现异常,会对煤矿生产和井下人员的安全造成巨大威胁,对其进行有效的监测、健康状态评估以及科学维护是矿井通风安全的重要保证。本文以煤矿主通风机为对象,研究其主要参数测量方法和健康状态评估方法,并基于此开发了监测与评估系统,论文研究对提高矿井主通风机监测和健康状态评估水平,保证矿井通风安全生产具有重要的现实意义。论文主要研究内容和取得结果:(1)确定矿
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矿井主通风机是煤矿安全生产不可缺少的重要设备,一旦出现异常,会对煤矿生产和井下人员的安全造成巨大威胁,对其进行有效的监测、健康状态评估以及科学维护是矿井通风安全的重要保证。本文以煤矿主通风机为对象,研究其主要参数测量方法和健康状态评估方法,并基于此开发了监测与评估系统,论文研究对提高矿井主通风机监测和健康状态评估水平,保证矿井通风安全生产具有重要的现实意义。论文主要研究内容和取得结果:(1)确定矿井主通风机运行状态监测参数,对主要参数测试方法进行研究。针对风量目前采用的方法中因安装方式造成测量误差大的问题,建立了常见三种风硐的仿真模型,分析传感器安装所造成的风流分布变化规律,得到传感器安装支架截面处受支架干扰风流分布变化剧烈,超前支架截面200mm后,风速分布趋于均匀,影响减小,超前支架250 mm影响最小。以方形风硐为例进行实验验证,结果表明:在选取的8个工况点,传感器测头安装在支架截面处测量误差均最大,250mm处最小,此处可作为传感器测头安装参考位置。(2)研究多元状态估计法对矿井主通风机健康状态的评价和应用方法。分析多元状态估计算法原理,将该算法应用到主通风机健康状态评估,以陕西彬长小庄矿业有限公司2#主通风机为例,选取合理的变量,建立矿井主通风机健康状态评估模型。利用风机正常工作时的监测数据对模型的有效性进行验证得到各变量估计值,并与观测值对比,结果表明MSET模型估计精度高,可以满足主通风机健康评估的要求。(3)开发了矿井主通风机监测与健康状态评估系统。构建了基于PXI总线,以NI PXIe-1062Q&NI PXIe-8106主机为核心,NI PXIe-6259数据采集卡,振动、温湿度、压力、风速、电压和电流传感器组成的硬件平台。以LabVIEW2017为开发平台,采用面向组件和面向过程的程序设计方法,开发了矿井主通风机振动、温度、风压、风量及电机功率监测程序,风机健康状态评估程序,数据存储回放等程序。(4)搭建实验平台,对矿井主通风机监测系统的振动、温度、风压、风量监测功能和数据存储回放功能进行验证,实验结果表明系统可满足主通风机运行状态实时监测的需求。以陕西彬长小庄矿业有限公司2#主通风机运行数据结合DHVTC振动实验台的振动异常数据对MSET模型健康评估效果和系统健康评估功能进行验证,结果表明:当振动速度值超过2.07mm/s时模型就开始健康预警,表明该方法可以有效地对矿井主通风机的故障信息进行预警并且系统健康评估模块也可以实现对风机健康状态的评估功能。
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