煤礦瓦斯抽放技術(shù)在保障煤礦安全開采中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)整體控制較為粗放,致使煤礦瓦斯抽放中存在著抽放出瓦斯氣體濃度低,水環(huán)真空泵工作液冷卻效果差,瓦斯抽放系統(tǒng)耗能嚴(yán)重等問題。針對(duì)現(xiàn)有問題,本研究設(shè)計(jì)了煤礦瓦斯抽放控制系統(tǒng),并通過試驗(yàn)證明該系統(tǒng)可以有效解決煤礦瓦斯抽放中的現(xiàn)存問題。最后,文章對(duì)煤礦瓦斯抽放的節(jié)能方法進(jìn)行了探究。該研究對(duì)抽放出瓦斯氣體的再利用、水環(huán)真空泵吸氣量提升、系統(tǒng)節(jié)能等方面都具有積極的意義。首先,對(duì)煤礦瓦斯抽放控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),該系統(tǒng)用PLC集中控制煤礦瓦斯抽放濃度控制子系統(tǒng)和水環(huán)真空泵工作液溫度調(diào)節(jié)控制子系統(tǒng)。在總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,構(gòu)建了煤礦瓦斯抽放濃度控制子系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),對(duì)其PLC控制流程和調(diào)節(jié)模型進(jìn)行了設(shè)計(jì),并分析了其調(diào)節(jié)抽放出瓦斯?jié)舛鹊目尚行?在探究水環(huán)真空泵工作液溫度和吸氣量關(guān)系基礎(chǔ)上,對(duì)水環(huán)真空泵工作液溫度調(diào)節(jié)控制子系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了根據(jù)環(huán)境溫度變化來調(diào)節(jié)水環(huán)真空泵工作液溫度的控制方法,并分析了該子系統(tǒng)對(duì)水環(huán)真空泵吸氣量的提升作用。為驗(yàn)證煤礦瓦斯抽放控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)效果,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)。通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)流程、搭... 

【文章來源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

瓦斯抽放泵站局部圖

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論21.2煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)工作原理煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)主要由水環(huán)真空泵吸排氣系統(tǒng)、地下管道系統(tǒng)、水環(huán)真空泵工作液冷卻循環(huán)系統(tǒng)以及其他安全保護(hù)元器件組成[14]。煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)組成如圖1.2所示。圖1.2煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)示意圖Fig.1.2Schematicdiagramofcoalminegasdrainagesystem水環(huán)真空泵吸排氣系統(tǒng)主要包括水環(huán)真空泵和氣水分離器，水環(huán)真空泵用于產(chǎn)生真空，吸取來自地下含有瓦斯和雜質(zhì)的混合氣體，氣水分離器用于將瓦斯氣體與雜質(zhì)和水環(huán)真空泵帶出的水分開；地下管道系統(tǒng)由抽采主管路、采區(qū)主管路、分支管路依次相連，分支管路插入煤層中打好的孔，收集地下煤層涌出的瓦斯氣體[6]，各分支管路收集到的氣體首先匯集到采區(qū)主管路中，再由各采區(qū)主管路輸送至抽采主管路進(jìn)行匯集，最后由水環(huán)真空泵吸出。水環(huán)真空泵工作液冷卻循環(huán)系統(tǒng)主要包括冷卻塔，高、低位水池等。當(dāng)水環(huán)真空泵工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生真空，通過吸氣管道吸取來自地下管道內(nèi)的混合氣體，經(jīng)防爆器和防回火裝置等安全保護(hù)元器件后混合氣體進(jìn)入水環(huán)真空泵，水環(huán)真空泵將氣水混合物一起送入氣水分離器。經(jīng)氣水分離器分離之后，上部分的瓦斯氣體經(jīng)排氣管道直接排至空中；下部分的水、雜質(zhì)等經(jīng)氣水分離器下部進(jìn)入水環(huán)真空泵工作液冷卻循環(huán)系統(tǒng)的低位水池，經(jīng)低位水池沉淀后，由水泵抽至高位水池，在高位水池經(jīng)自然冷卻后進(jìn)入冷卻塔，冷卻塔將工作液冷卻后將工作液再次送入到水環(huán)真空泵的補(bǔ)水口，形成工作液的冷卻循環(huán)。圖1.3和圖1.4分別是水環(huán)真空泵工作液循環(huán)系統(tǒng)中冷卻塔及低位水池的實(shí)物圖。

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3圖1.3冷卻塔實(shí)物圖Fig.1.3Entitypictureofcoolingtower圖1.4低位水池實(shí)物圖Fig.1.4Entitypictureoflowpool1.2.1水環(huán)真空泵工作原理水環(huán)真空泵是流體機(jī)械的一種，主要由泵殼、泵蓋、泵軸、葉輪、分配板等部件組成，靠其內(nèi)部的水環(huán)與葉輪形成的腔體體積發(fā)生變化從而實(shí)現(xiàn)吸排氣的過程[15]。水環(huán)真空泵實(shí)物圖如圖1.5所示。圖1.5水環(huán)真空泵實(shí)物圖Fig.1.5Entitypictureofwaterringvacuumpump水環(huán)真空泵的葉輪通過泵軸偏心安裝在泵殼內(nèi)，工作時(shí)，水環(huán)真空泵牽引電動(dòng)機(jī)給水環(huán)真空泵提供動(dòng)力帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪攪動(dòng)水甩向四周，在離心力的作用下形成一個(gè)厚度比較均勻的水環(huán)。水環(huán)上部分恰好與葉輪輪尖相接觸，此時(shí)葉輪輪尖在水環(huán)中插入一定的深度，水環(huán)下部分與葉輪的輪轂存在相切關(guān)系。此時(shí)的水環(huán)與葉輪構(gòu)成一個(gè)封閉的月牙型空間，該部分空間又被葉輪扇葉分割為若干個(gè)小腔體。葉輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中，以水環(huán)下部與輪轂相切點(diǎn)為起始點(diǎn)，記為0°，把水環(huán)上部與葉輪輪尖恰好相接觸點(diǎn)記為180°。當(dāng)順時(shí)針從0°旋轉(zhuǎn)到180°時(shí)，被葉輪分割的各小腔體積由小變大，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3027158