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時(shí)間：2022-07-14 23:32:51
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2噴射泵采油工藝簡(jiǎn)介及原理分析
2.1工藝簡(jiǎn)介
目前在石油開(kāi)采中，機(jī)械采油仍然占有很大的比例。機(jī)械采油又分為有桿采油和無(wú)桿采油，常見(jiàn)的驢頭式抽油機(jī)是屬于有桿采油，而像噴射泵采油、螺桿泵采油等就屬于無(wú)桿采油。雖然說(shuō)有桿采油相對(duì)無(wú)桿采油在采油設(shè)備中占有很大的比例，但無(wú)桿采油的產(chǎn)油量卻和有桿采油不相上下。無(wú)桿采油相比有桿采油更適用于高產(chǎn)井、高含水井、稠油井、叢式井及水平井等復(fù)雜井況及油品復(fù)雜的特殊油井的開(kāi)采，其經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。噴射泵采油屬于無(wú)桿采油的一種，該技術(shù)是利用介質(zhì)流體的能量驅(qū)動(dòng)井下石油流動(dòng)，并將井下石油舉升到地面的采油技術(shù)，具有適應(yīng)性強(qiáng)、流量調(diào)節(jié)靈活、可靠性高等特點(diǎn)。但是噴射泵的采油效率相對(duì)較低，所以并不適用于高含水油井的開(kāi)采。
2.2原理分析
噴射泵是靠介質(zhì)流體高壓噴射作用來(lái)輸送流體的泵，它由噴嘴、混合室以及擴(kuò)大管等組成。為了保證操作平穩(wěn)安全，在喉管處設(shè)置一真空室（吸入室），在此之后設(shè)置混合室，用來(lái)混合兩種流體。工作時(shí)，介質(zhì)流體由噴嘴噴出，使得真空室處在低壓狀態(tài)，將石油吸入真空室，然后進(jìn)入混合室。在混合室，介質(zhì)流體和石油會(huì)充分地混合，使二者的能量達(dá)到一種平衡狀態(tài)，流速也趨于一致。之后由喉管進(jìn)入擴(kuò)散室，混合流體的流速放慢，靜壓力回升，達(dá)到輸送、舉升石油的目的。
3噴射泵采油系統(tǒng)的應(yīng)用
目前我國(guó)的石油開(kāi)采大部分都是非常規(guī)開(kāi)采、特殊油井開(kāi)采，傳統(tǒng)的采油工藝在如今的非常規(guī)、特殊井開(kāi)采中顯示出越來(lái)越多的弊端。針對(duì)目前復(fù)雜的采油情況，我們需要在采油工藝上不斷地應(yīng)用新的技術(shù)。噴射泵采油工藝在稠油開(kāi)采、大斜井開(kāi)采、高腐蝕油藏開(kāi)采以及海上油田開(kāi)采等復(fù)雜情況油藏開(kāi)采中都有應(yīng)用，且能夠很好地適應(yīng)這些復(fù)雜情況，并取得了良好的效果。
3.1噴射泵在稠油油藏開(kāi)采中的應(yīng)用
稠油粘度大、密度大、流動(dòng)性差的特點(diǎn)決定了稠油的開(kāi)采需要采用非常規(guī)的采油工藝技術(shù)，應(yīng)針對(duì)其自身油井特點(diǎn)制定開(kāi)采方案。稠油油井的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、斷層多、含油面積小、天然能量差、產(chǎn)能低下；加之原油物性差、粘度高、密度大且含水量少，原油的流動(dòng)性差，使得稠油井的油藏開(kāi)采異常困難。噴射泵采油在稠油井油藏的開(kāi)采中能夠很好地適應(yīng)這種情況。通過(guò)實(shí)際的考察及應(yīng)用，我們可以根據(jù)得到的油井?dāng)?shù)據(jù)及油藏?cái)?shù)據(jù)，調(diào)整噴射泵的參數(shù)，如噴嘴直徑、泵筒通徑以及介質(zhì)流體初始?jí)毫?，以適應(yīng)油藏的開(kāi)采需要。實(shí)驗(yàn)證明，增大介質(zhì)流體的初始?jí)毫τ欣谠龃笥途漠a(chǎn)量。
3.2噴射泵在大斜井油藏開(kāi)采中的應(yīng)用
上世紀(jì)末開(kāi)始，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始創(chuàng)新發(fā)展斜井、水平井、叢式井技術(shù)，并實(shí)施應(yīng)用。由于斜井、水平井可以橫穿油層，大大增加了泄油面積，相比直井，原油產(chǎn)量高出很多，提高了采油效率和采收率，經(jīng)濟(jì)效益可觀。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，斜井和水平井的數(shù)量越來(lái)越多，給無(wú)桿采油發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。對(duì)于斜井和水平井采油，噴射泵可以很好地適應(yīng)其復(fù)雜的井身結(jié)構(gòu)：采油時(shí)，將噴射泵下放到井底，通過(guò)管柱對(duì)噴射泵輸送介質(zhì)流體，實(shí)現(xiàn)采油工作；而對(duì)于斜井、水平井的彎曲的井身結(jié)構(gòu)，噴射泵也可以很好地適應(yīng)，工作過(guò)程不會(huì)受其影響。
3.3噴射泵在高腐蝕性油藏開(kāi)采中的應(yīng)用
地下油藏的成分復(fù)雜多變，不同位置、不同深度油層的油藏成分也是千差萬(wàn)別。有些油井的油藏具有腐蝕性，對(duì)有桿式抽油設(shè)備的抽油桿腐蝕嚴(yán)重，會(huì)造成抽油桿的腐蝕、偏磨斷裂，嚴(yán)重影響采油效率。應(yīng)用噴射泵采油技術(shù)可以很好地解決有桿抽油設(shè)備的問(wèn)題。噴射泵采油系統(tǒng)靠流體來(lái)傳遞能量，可以很好地發(fā)揮介質(zhì)流體的載體作用，克服了有桿抽油設(shè)備抽油桿的腐蝕和偏磨現(xiàn)象。
4噴射泵采油優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
4.1噴射泵采油存在的問(wèn)題
噴射泵采油系統(tǒng)可以適應(yīng)復(fù)雜的井況及特殊的油品情況，但仍然存在一些問(wèn)題。噴射泵的噴嘴部件屬于易損件，如何提高噴嘴的耐用度？當(dāng)噴射泵開(kāi)采油、氣、水、砂及蠟的混合流體時(shí)，泵內(nèi)的多相流體流動(dòng)機(jī)理如何？噴射泵采油的泵效及系統(tǒng)效率相對(duì)較低，如何提高噴射泵采油系統(tǒng)的采油效率？諸多問(wèn)題都需要我們來(lái)解決優(yōu)化。
4.2噴射泵采油系統(tǒng)的優(yōu)化
針對(duì)噴射泵采油系統(tǒng)存在的問(wèn)題，我們應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)噴射泵采油系統(tǒng)做出系統(tǒng)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的效率。對(duì)噴射泵噴嘴等易損件，我們進(jìn)行材料及結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，分析噴嘴的受力情況，對(duì)應(yīng)力集中的部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，分散噴嘴的應(yīng)力，同時(shí)應(yīng)用強(qiáng)度高，韌性好的材料，保證噴嘴的耐用度，提高噴嘴的使用壽命；針對(duì)噴射泵效率較低的問(wèn)題（泵效30％-33％，系統(tǒng)效率10％-15％），我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)噴射泵的參數(shù)（如：介質(zhì)流體初壓、泵筒通徑）來(lái)調(diào)節(jié)，找到最適合本口油井的參數(shù)值，使得噴射泵達(dá)到最大的工作效率；對(duì)于多相流體的流動(dòng)機(jī)理我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。多相流體中的蠟會(huì)附著在輸送管道內(nèi)壁，造成管道的擁堵。對(duì)此，我們可以對(duì)介質(zhì)流體作出改變，使蠟可以溶解，以解決擁堵問(wèn)題。
一、前言
螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是螺桿泵合理運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是延長(zhǎng)螺桿泵工作壽命的基礎(chǔ)保證。因此，為保證螺桿泵合理運(yùn)行、穩(wěn)定生產(chǎn)，開(kāi)展螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究是十分必要的。本章根據(jù)螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，建立了螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合油井流入動(dòng)態(tài)研究結(jié)果和井筒流體壓力分析結(jié)果，給出了通過(guò)該數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。
二、優(yōu)化設(shè)計(jì)原則
（一）螺桿泵的工作點(diǎn)應(yīng)落在合理工作區(qū)內(nèi)；
（二）螺桿泵設(shè)計(jì)時(shí)井底流壓應(yīng)滿足油田開(kāi)發(fā)方案的要求；
（三）滿足螺桿泵的壓頭、排量的前提下，應(yīng)盡量增加下泵深度，減小流壓，放大生產(chǎn)壓差，以提高油井產(chǎn)液量；
（四）油井條件確定后，螺桿泵的壓頭、排量不能大幅度增加，否則將會(huì)導(dǎo)致螺桿泵的工作點(diǎn)偏離合理工作區(qū)；
（五）對(duì)于氣液比較大的油井，應(yīng)采取套管放氣的方法，盡量增大下泵深度，減少氣體的影響。
（六）螺桿泵在滿足排量、壓頭、扭矩的情況下，可采用中低轉(zhuǎn)速；在其它條件受到約束時(shí)，可通過(guò)提高螺桿泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)；
（七）當(dāng)螺桿泵的壓頭不足時(shí)，可以適量的降低下泵深度、提高流壓、降低轉(zhuǎn)速或者降低油井產(chǎn)液量；
（八）可以通過(guò)提高容積效率，提高泵的轉(zhuǎn)速、增大理論排量，增加泵的壓頭，加大下泵深度、提高油壓，提高采油指數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)提高油井產(chǎn)液量；
（九）當(dāng)油井地層條件發(fā)生變化時(shí)，可以調(diào)節(jié)螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)泵抽條件發(fā)生變化時(shí)，可以調(diào)節(jié)地層參數(shù)。
另外，螺桿泵的最大外徑，應(yīng)滿足在套管內(nèi)起下順利；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，最大直徑不與油管發(fā)生摩擦；轉(zhuǎn)子從油管中起出順利；定轉(zhuǎn)子的連接尺寸，應(yīng)該與管柱配套。
中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、抽采系統(tǒng)現(xiàn)狀：
礦井現(xiàn)有四套大流量固定式抽放系統(tǒng)，額定抽放能力1650 m3/min；第五套抽放系統(tǒng)安裝完畢投入使用后，礦井抽放系統(tǒng)總額定抽放能力達(dá)到2230m3/min。
下石節(jié)煤礦自1997年11月建成第一套瓦斯抽放系統(tǒng)，抽放泵站設(shè)在二廣場(chǎng)，安設(shè)了二臺(tái)SK－85型（現(xiàn)已更換安裝為2BEC42）水環(huán)式真空泵，安設(shè)抽放管路3759米，抽放主管路（φ426mm，2159m）從二廣場(chǎng)泵站經(jīng)風(fēng)井到暗風(fēng)井，支管路（φ325mm，1600m）從暗風(fēng)井鋪設(shè)至抽放地點(diǎn)； 2004年又建成第二套瓦斯抽放系統(tǒng)，抽放泵站設(shè)在二廣場(chǎng)，安設(shè)了二臺(tái)2BEC62型水環(huán)式真空泵，安設(shè)主管路（φ500mm玻璃鋼管，2599m），支管路（φ325mm鋼管，1430m）；2006年又建成第三套瓦斯抽放系統(tǒng)，抽放泵站設(shè)在二廣場(chǎng)，安設(shè)了二臺(tái)2BEC72型水環(huán)式真空泵，安設(shè)主管路（φ610mm管路，2772m），支管路（φ325mm管路，1394m）；2008年12月安裝了第四套抽放系統(tǒng)，安裝二臺(tái)2BEC72型水環(huán)式真空泵，安設(shè)主管路（φ630mm管路，2599m），支管路（φ325mm管路，1394m）。
抽采系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)表
1．抽采方式
瓦斯抽放主要采用邊掘邊抽、采前預(yù)抽、采后卸壓及高抽巷抽放等方法綜合進(jìn)行瓦斯抽放。
2. 回采工作面抽放方式：采前預(yù)抽、采后卸壓和高抽巷抽放。
2.1采前預(yù)抽抽放工藝：
①、在距回采工作面(現(xiàn)采面為219工作面)切眼100m向外，運(yùn)、回順（內(nèi)錯(cuò)50米）每100m施工一鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)規(guī)格：6×4×3（長(zhǎng)×寬×高），鉆場(chǎng)內(nèi)施工鉆孔10--14個(gè)扇形孔,孔長(zhǎng)120m―140m左右，孔徑φ153mm，終孔距煤層頂板2-5m。利用的系統(tǒng):運(yùn)順2BEC-42,回順2BEC-72。
②、在距工作面(現(xiàn)采面為219工作面)切眼50m向外每5m施工一平行鉆孔，孔長(zhǎng)120m―130m左右，孔徑φ153mm，終孔距煤層頂板1--4m左右。利用的系統(tǒng):運(yùn)順2BEC-42,回順2BEC-72。
2.2高抽巷抽放工藝： 回采工作面高抽巷采用分段成巷，高抽巷布置在距煤層頂板15m-25m左右。高抽巷內(nèi)錯(cuò)回風(fēng)順槽15米，煤厚5-12米時(shí)，布置在煤層頂板15米左右，煤厚12-32米時(shí) 布置在距煤層頂板25米左右。抽放時(shí)在高抽巷口壓埋兩趟φ325mm抽放管路，利用的系統(tǒng)：兩套2BEC-72型抽放泵進(jìn)行抽放。
3.掘進(jìn)工作面抽放方式：邊掘邊抽。
沿掘進(jìn)巷道（現(xiàn)掘進(jìn)頭為2301工作面回順、運(yùn)順）兩幫每100米布置一個(gè)鉆場(chǎng)，兩鉆場(chǎng)內(nèi)錯(cuò)50米，鉆場(chǎng)沿掘進(jìn)方向布置5個(gè)掘前預(yù)抽孔，鉆孔分為上下層，鉆孔長(zhǎng)度90米，徑φ153mm，終孔距煤層頂板1--3m，并連接進(jìn)行掘前抽放，前探鉆孔始終超前掘進(jìn)工作面40―50米，目前便掘邊抽工作未做。運(yùn)順每隔5米施工一平行鉆孔120-130米工作正在進(jìn)行，封孔合茬后利用的系統(tǒng)：2BEC-62型泵預(yù)抽。
4.采空區(qū)抽采：212、213、216、207、218工作面采空區(qū)利用2BEC-42泵系統(tǒng)通過(guò)閘閥控制選擇性抽采。
5.抽采系統(tǒng)現(xiàn)狀
1.主干管路:
①目前2301運(yùn)順預(yù)抽順層鉆孔瓦斯，使用2 BEC-62型泵，Ø500mm干管已經(jīng)到2#回風(fēng)井的位置；
②2 BEC-72-1#泵、2 BEC-72-2#泵均在219工作面高抽巷抽采，Ø630mm、Ø610mm主干管路已鋪至219工作面回順聯(lián)巷口；
③2BEC-42型泵抽采219工作面運(yùn)順鉆場(chǎng)和順層鉆孔，Ø426mm干管已鋪至2#回風(fēng)井的位置。
二、現(xiàn)有抽采系統(tǒng)存在問(wèn)題：
1、部分預(yù)抽鉆孔與高抽巷或與采空區(qū)卸壓抽采使用同一套系統(tǒng)；如219回順與219高抽巷使用同一套72泵系統(tǒng)，219回順順層鉆孔的抽采負(fù)壓為13KPa；219運(yùn)順預(yù)抽鉆孔與212、213、216、207、218等工作面采空區(qū)利用2BEC-42泵通過(guò)閘閥控制選擇性抽采；難以保證預(yù)抽鉆孔的抽采負(fù)壓。
2、高、低濃瓦斯未分源抽采，不利于瓦斯利用；
3、所有抽采地點(diǎn)均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)分源計(jì)量，無(wú)法評(píng)估抽采效果；
4、預(yù)抽鉆孔缺少控制閥門(mén)，不便于對(duì)抽采系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。
三、抽采方案優(yōu)化
1. 方案優(yōu)化的原則和思路
1.1實(shí)行分源抽采的原則：由于礦井利用瓦斯,方案優(yōu)化時(shí)實(shí)行高、低濃度瓦斯分開(kāi)抽采，根據(jù)瓦斯來(lái)源實(shí)現(xiàn)分源抽采。
1.2瓦斯分源:已封閉的采空區(qū)瓦斯;準(zhǔn)備工作面鉆孔預(yù)抽瓦斯;高抽巷抽采瓦斯；尾抽瓦斯（灌漿巷橫川埋管和分組鉆孔抽采瓦斯）以及工作面前方鉆孔邊采邊抽瓦斯；其他高濃度瓦斯抽采。
1.3抽采泵分配：采空區(qū)高濃度低流量抽采，選用2BEC-42型泵
高負(fù)壓、低流量選用2BEC-62型泵，低負(fù)壓、高流量選用2 BEC-72型泵，采空區(qū)卸壓抽采及利用選用2BEC-42型泵。
根據(jù)礦井現(xiàn)狀具體瓦斯抽采泵分配如下：
219運(yùn)、回順預(yù)抽鉆孔、2301運(yùn)、回順預(yù)抽鉆孔及下向穿層鉆孔采用2BEC-62型泵系統(tǒng)；
219高抽巷、219灌漿巷尾抽及該工作面其他卸壓抽采采用2套2 BEC-72-型泵系統(tǒng)；
212、213、216、207、218等工作面采空區(qū)采用2BEC-42型泵系統(tǒng)。
采場(chǎng)及抽采地點(diǎn)變化后，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。
1.4 計(jì)量裝置的安裝
按分源計(jì)量的原則，需在以下地點(diǎn)安裝人工和自動(dòng)計(jì)量裝置：
219回順、219運(yùn)順、219高抽巷（2套）、219灌漿巷、2301回順、2301運(yùn)順及其他抽采地點(diǎn)；2301穿層鉆場(chǎng)需單獨(dú)安裝計(jì)量裝置；所安裝的計(jì)量裝置必須與抽采管路的管徑相配套，根據(jù)目前各地點(diǎn)的抽采管徑，安裝孔板的規(guī)格見(jiàn)下表。
參考文獻(xiàn)
徐永圻等，《煤礦開(kāi)采學(xué)》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999；
通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全生產(chǎn)和井下工人的勞動(dòng)安全、身體健康的重要措施。所謂礦井通風(fēng)系統(tǒng)，是指依靠通風(fēng)動(dòng)力向礦井回采工作面、掘進(jìn)工作面及其他用風(fēng)作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路。近年來(lái)，隨著礦井開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)、開(kāi)采水平的延伸及深度的增加，礦井通風(fēng)能力已嚴(yán)重不足，現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)已不能滿足礦井安全生產(chǎn)的需要，存在著進(jìn)風(fēng)距離長(zhǎng)、通風(fēng)阻力大、通風(fēng)困難、內(nèi)部漏風(fēng)量大、地溫高，主扇效能低、耗能大、通風(fēng)費(fèi)大大增加等各種各樣的危險(xiǎn)因素，致使礦井存在嚴(yán)重的安全隱患，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，當(dāng)前必須采取有效的措施，優(yōu)化改造礦井通風(fēng)系統(tǒng)，以保證通風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到“安全、可靠、穩(wěn)定、高效”的目的，為井下安全生產(chǎn)提供保障。筆者現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)踐，分析了通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則，并提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的對(duì)策建議，以期為同仁們提供參考借鑒。
1．通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則
礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)本著“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于管理”和充分利用原有通風(fēng)系統(tǒng)的原則，結(jié)合礦井的開(kāi)拓與開(kāi)采需要，貫徹黨的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵守《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》等法律法規(guī)，符合國(guó)家頒布的礦山安全規(guī)程、技術(shù)操作規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范和有關(guān)的規(guī)定，建立一個(gè)科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)，保證生產(chǎn)所需充足、穩(wěn)定的風(fēng)量，減少在運(yùn)行后對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)次數(shù)，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。
2.通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的對(duì)策建議
2.1 制定通風(fēng)系統(tǒng)的改造方案
礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，必須制定切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的改造方案，才有可能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，這是通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提和保障。不同的礦井實(shí)際情況千差萬(wàn)別，不同的時(shí)期情況也有很大的差別，因此，在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，首先要從實(shí)際出發(fā)，徹底了解清楚現(xiàn)在煤礦生產(chǎn)及通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際情況。對(duì)生產(chǎn)中通風(fēng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行全面調(diào)查和具體的分析，摸清礦井生產(chǎn)能力、礦井開(kāi)拓方式、采區(qū)布置，礦井通風(fēng)的阻力分布、漏風(fēng)情況和風(fēng)機(jī)性能，以及瓦斯、地質(zhì)、氣候條件等方面的情況，在了解礦井生產(chǎn)和通風(fēng)基本情況以及整個(gè)礦井發(fā)展的遠(yuǎn)景規(guī)劃的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的改造方案。實(shí)現(xiàn)有計(jì)劃、有步驟的改造，充分利用原有的通風(fēng)系統(tǒng)、井巷和通風(fēng)設(shè)備，發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)的通風(fēng)能力，改善礦井通風(fēng)條件。此外，由于礦井的產(chǎn)量經(jīng)常波動(dòng)、采區(qū)的更替以及地質(zhì)條件變化的原因，在制定改造方案時(shí)，應(yīng)對(duì)通風(fēng)能力留有一定的余地，選取一定的備用系數(shù)。
2.2 系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
風(fēng)井作為特殊運(yùn)輸通道，承擔(dān)著綜采設(shè)備下井任務(wù)，風(fēng)井改造和新風(fēng)井選擇應(yīng)實(shí)現(xiàn)礦井回風(fēng)路線短，通風(fēng)阻力小；有利于井下開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采巷道的布置等目標(biāo)。風(fēng)道斷面的大小直接影響著通風(fēng)能力及其經(jīng)濟(jì)性，各礦可根據(jù)積累的資料計(jì)算出不同風(fēng)量時(shí)的通風(fēng)斷面，選取最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)斷面；為減少局部風(fēng)阻，應(yīng)盡量避免斷面的突然變化，轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外側(cè)要做成圓弧形，盡量避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大于90°的轉(zhuǎn)彎。根據(jù)礦井通風(fēng)所需的風(fēng)量、總阻力、自然風(fēng)壓等科學(xué)選擇和合理布局風(fēng)機(jī)，以縮短通風(fēng)路線，降低通風(fēng)阻力，從而滿足礦井通風(fēng)的需要。風(fēng)機(jī)應(yīng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，以保證風(fēng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)期間高效運(yùn)轉(zhuǎn)。通風(fēng)系統(tǒng)改造期間，加強(qiáng)對(duì)礦井通風(fēng)管理工作，配備相應(yīng)的通風(fēng)技術(shù)人員和檢測(cè)儀器等，隨時(shí)檢查通風(fēng)設(shè)施和風(fēng)流情況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)整改。
2.3 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要手段和方法， 當(dāng)前以計(jì)算機(jī)作為輔助手段來(lái)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢(shì)所趨。礦井通風(fēng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)非常繁雜的工作，利用3D圖形技術(shù)、Visual C++語(yǔ)言等計(jì)算機(jī)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)適合煤炭生產(chǎn)企業(yè)使用的礦井通風(fēng)計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，可簡(jiǎn)化工程量，通過(guò)再現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的檢測(cè)，預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)變化情況，從而給出最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
3.結(jié)語(yǔ)
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的一個(gè)重要組成部分，被稱(chēng)為礦井的“心臟”與“動(dòng)脈”。由于采礦活動(dòng)會(huì)影響該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦系統(tǒng)失效不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)停滯，而且會(huì)引起安全事故發(fā)生，后果十分嚴(yán)重。通過(guò)優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，可以降低礦井的通風(fēng)阻力，將足夠的風(fēng)量送往井下用風(fēng)地點(diǎn)，從而提高礦井通風(fēng)可靠性、穩(wěn)定性，增強(qiáng)礦井抗災(zāi)能力，為礦井安全生產(chǎn)提供可靠的保障，同時(shí)也降低了礦井通風(fēng)費(fèi)用，產(chǎn)生巨大的綜合經(jīng)濟(jì)效益。礦井通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)、災(zāi)害防治及經(jīng)濟(jì)效益，因此我們一定要實(shí)事求是，根據(jù)不同礦井的實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)，為井下安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。
【參考文獻(xiàn)】
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[中圖分類(lèi)號(hào)] TD72 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-9-258-1
0前言
礦井通風(fēng)是運(yùn)用多種技術(shù)手段輸送、調(diào)度空氣在井下 流 動(dòng)， 維護(hù)礦井正常生產(chǎn)和勞動(dòng)安全的動(dòng)態(tài)過(guò) 程。在生產(chǎn)期 間利用通風(fēng)動(dòng) 力，以最 經(jīng)濟(jì) 的方式 ， 向 井下 各用 風(fēng)地點(diǎn) 供給 質(zhì) 優(yōu)量足的新鮮空氣，保證工作人員的呼吸，稀釋并排 除瓦斯、粉塵等各種有毒 有害 物質(zhì)， 降低 熱害，給 井下 創(chuàng)造良 好的 勞 動(dòng)環(huán)境。在發(fā)生災(zāi)變時(shí)，能有效、及時(shí)地控制風(fēng) 向及風(fēng)量， 并與其他措施結(jié)合，防 止災(zāi) 害的擴(kuò) 大，最大 限度 地減少 事故 損失。人們將 礦井通風(fēng)系 統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)上述 任務(wù) 的綜 合能力 稱(chēng)為 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全 可靠性。 分析礦 井重 大災(zāi) 害事故 發(fā)生 及擴(kuò)大的原因，無(wú) 不與礦 井通 風(fēng)系統(tǒng) 有密 切的 關(guān)系。因 此，建立既能滿足日常生產(chǎn)通風(fēng)， 保證風(fēng)向 穩(wěn)定、風(fēng)質(zhì)合格，又能 在災(zāi)害時(shí)期保持通 風(fēng)設(shè) 備運(yùn) 行可靠、穩(wěn) 定、能快 速實(shí)現(xiàn) 風(fēng)流 控制的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源的安全開(kāi)采是至關(guān)重要的。
1礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化
礦井通風(fēng)的 優(yōu)化 主要 是通風(fēng) 系統(tǒng) 的優(yōu)化。 選擇 好礦 井通風(fēng)系統(tǒng)是關(guān)系到整個(gè)礦井的安全和正常生產(chǎn)的重 要問(wèn)題。具體應(yīng)符合如下的一些基本要求：每個(gè)礦井 必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)；礦井進(jìn)風(fēng) 井口必須布置在不受 粉 塵、灰土、有 害和高 溫氣體浸 人的地 方； 進(jìn)、回 風(fēng)井之 間和 主要進(jìn)、回風(fēng)巷道之間 的每 個(gè)聯(lián)絡(luò) 巷中，必 須砌 筑永久 性擋 風(fēng)墻； 每個(gè)生產(chǎn)水平和 每個(gè) 采區(qū)都 必須 布置 單獨(dú)的 回風(fēng) 道， 實(shí) 行分區(qū)通風(fēng)，將其回風(fēng)流直接引入到 總回風(fēng)道或 主要回風(fēng) 道中； 礦井主要通風(fēng)機(jī) 的工 作方式 一般 應(yīng)采 用抽出 式通 風(fēng)；根據(jù)礦井開(kāi)拓系統(tǒng)選擇確定合理的通風(fēng)系統(tǒng)。
2礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要意義
礦井通風(fēng)的目的是為礦井各用風(fēng)場(chǎng)所提供足夠的新鮮風(fēng)量，保證作業(yè)空間良好氣候條件，沖淡或稀釋有毒有害氣體和礦塵等。而礦井通風(fēng)狀況的好壞，在很大程度上直接影響到礦井的安全生產(chǎn)、礦井的 經(jīng)濟(jì)效益、礦井的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)及礦井災(zāi)害時(shí)期的應(yīng)變能力等。因此，在礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)期間，均應(yīng)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性 進(jìn)行分析。
3傳統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)
我國(guó)煤礦自50年代開(kāi)始采用機(jī)械通風(fēng)，但風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率一直較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率僅約40%，比設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)效率降低一半以上。通風(fēng)能耗約占礦井總能耗的1/3，通風(fēng)電費(fèi)約占通風(fēng)能耗的70%。大型礦井的風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率高達(dá)數(shù)千千瓦，年通風(fēng)電費(fèi)達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。造 成礦井通風(fēng)系統(tǒng)能耗高的主要原因是：①通風(fēng)方法和設(shè)計(jì)手段；②風(fēng) 機(jī)性能；③管理水平。
我國(guó)礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)多數(shù)采用統(tǒng)一的主扇通風(fēng)系統(tǒng)，漏風(fēng)系數(shù)取得大以及按最困難時(shí)期的最大風(fēng)壓選擇風(fēng)機(jī)，使選取的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓過(guò)高，通風(fēng)系統(tǒng)建成后，由于煤礦開(kāi)采技術(shù)上的特點(diǎn)，致使主扇的工況點(diǎn)風(fēng)壓比設(shè)計(jì)的風(fēng)壓低得多。我國(guó)大多數(shù)煤礦所使用的70B2風(fēng)機(jī)屬于高、中風(fēng)壓和中流量風(fēng)機(jī)，高效率區(qū)多在2000-3000Pa范圍內(nèi)。而煤礦當(dāng)風(fēng)量為40-90m3/s時(shí)，礦井總阻力多在600-900Pa之間。風(fēng)機(jī)等積孔與礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)等積孔不匹配，使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在低效率區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)。
4礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
4.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)遵循的原則
新礦井在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或生產(chǎn)礦井在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造設(shè)計(jì) 時(shí)，必須根據(jù)礦井的地質(zhì)條件、礦井開(kāi)拓和生產(chǎn)布局可擬定出很多可行的設(shè)計(jì)一方案，并且各個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。要從眾多的方案中確定 出最優(yōu)的通風(fēng)系統(tǒng)方案，必須首先確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)判指標(biāo)。
4.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)展
由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，通風(fēng)系統(tǒng)的解算是相當(dāng)復(fù)雜的，手 工解算或是利用傳統(tǒng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件解算工作量太大根本無(wú)法達(dá) 到及時(shí)得到井下通風(fēng)狀況的目的。所以開(kāi)發(fā)出一個(gè)功能強(qiáng)大、界面友 好、操作簡(jiǎn)潔方便、可視化度高的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)仿真軟件能夠大大加強(qiáng)礦 井通風(fēng)的管理力度，為保證煤礦安全生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。
5新型多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站礦井通風(fēng)系統(tǒng)
5.1新型多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站特點(diǎn)
多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站具有顯著的優(yōu)越性，它既可提高礦井有效風(fēng)量 率，又可節(jié)省電能消耗。我國(guó)自1983年開(kāi)始該通風(fēng)技術(shù)的試驗(yàn)研究以 來(lái)，先后有幾十個(gè)大中型非煤礦井采用此技術(shù)，改造原有的通風(fēng)系 統(tǒng)，都取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
所謂多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站，即是由幾級(jí)（至少是三級(jí)以上）風(fēng)機(jī)站接力。
5.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能風(fēng)機(jī)的推廣應(yīng)用
目前我國(guó)中煤科工集團(tuán)重慶研究院自主生產(chǎn)的抽出式局部通風(fēng)機(jī) 與我國(guó)煤礦巷道通風(fēng)機(jī)參數(shù)合理匹配，為新型掘進(jìn)施工或引排瓦斯用 通風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)具有大流量、高風(fēng)壓、高效率、低噪聲、系列化、結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便等特點(diǎn)，用于處理井下局部瓦斯積聚或與除塵 裝備聯(lián)合使用用于工作面除塵。
5.3礦井通風(fēng)技術(shù)研究的進(jìn)展和方向
新型礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)為礦井各用風(fēng)場(chǎng)所提供足夠的新鮮風(fēng)量，保證作業(yè)空間良好氣候條件，沖淡或稀釋有毒有害氣體和礦塵等，礦井通風(fēng)技術(shù)研究的進(jìn)展和方向主要是：在礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造與建設(shè)中，不存在統(tǒng)一的技術(shù)模式，應(yīng)根據(jù)各自系統(tǒng)的具體條件，沿著多種技術(shù)途徑發(fā)展。這些途徑主要是：分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)、多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)、主―輔多風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、統(tǒng)一主扇通風(fēng)系統(tǒng)；新型、高效、節(jié)能 礦用風(fēng)機(jī)的研制與應(yīng)用；采用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；礦井通風(fēng)系統(tǒng)的微機(jī)自 動(dòng)控制技術(shù)研究等。
6結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐表明，與傳統(tǒng)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)比較，新型礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，可為礦井各用風(fēng)場(chǎng)所提供足夠的新鮮風(fēng)量，保證作業(yè)空 間良好氣候條件下，具有高效、節(jié)能的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了礦井風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，提升了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的效率。
隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)不能很好的適應(yīng)當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的需要，現(xiàn)代化的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式逐漸成為當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重點(diǎn)和難點(diǎn)，特別是最近幾年，大量現(xiàn)代化的數(shù)字模擬系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用，除了對(duì)其整體的生產(chǎn)效率起到重要的推動(dòng)作用之外，對(duì)于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式的發(fā)展也起到了十分關(guān)鍵的促進(jìn)作用。
1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分析
作為整個(gè)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，其硬件設(shè)備質(zhì)量的好壞將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量產(chǎn)生非常重要的影響，根據(jù)本文對(duì)現(xiàn)階段PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的具體情況的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，其硬件設(shè)計(jì)大致可以劃分為輸出電路和輸入電路兩大部分。首先，對(duì)于輸出電路來(lái)說(shuō)，其主要是將系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的各種信息通過(guò)變頻器或指示燈等向外進(jìn)行傳輸，同時(shí)在這一過(guò)程中整個(gè)系統(tǒng)處于高頻率的運(yùn)行狀態(tài)之中，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)載能力也將產(chǎn)生非常重要的影響，將會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)大的抗負(fù)載能力；對(duì)于輸入電路來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)用比較廣泛的電源類(lèi)型是DC 24V，這種狀態(tài)下的輸入電路能夠最大程度上的保證電路運(yùn)行的安全性，極大的降低了電路系統(tǒng)發(fā)生短路現(xiàn)象的概率，同時(shí)由于其現(xiàn)代化的運(yùn)行模式，其所產(chǎn)生出的輸入電路的功率也達(dá)到了傳統(tǒng)功率的兩倍以上，在現(xiàn)階段PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了十分廣泛的推廣和應(yīng)用。
2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸入電路設(shè)計(jì)分析
作為近些年來(lái)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位的技術(shù)內(nèi)容，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展都起到了非常重要的推動(dòng)作用，在其整個(gè)系統(tǒng)中輸入電路占據(jù)著非常重要的作用。根據(jù)本文對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的總體發(fā)展情況進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用最為普遍的是AC85-240V的電壓，這種模式下的電壓相對(duì)比較穩(wěn)定，因此其在大部分工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于電壓的特殊性和穩(wěn)定性，其所受到來(lái)自外界的干擾也相對(duì)較少。在進(jìn)行該種電壓安裝的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員首先要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況以及對(duì)電壓的需要對(duì)其電源進(jìn)行相應(yīng)的凈化，在這一過(guò)程中最為重要的設(shè)備即隔離變壓器和電壓濾波器，二者通過(guò)相互配合，共同作用c整個(gè)電壓系統(tǒng)的安裝，同時(shí)在整個(gè)安裝的過(guò)程中為了保證工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還需要進(jìn)行雙層隔離技術(shù)的引進(jìn)，盡量避免由于高低頻脈沖對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的干擾。除此之外，值得注意的是，在系統(tǒng)的安裝過(guò)程中還需要根據(jù)實(shí)際的安裝情況對(duì)輸入電路進(jìn)行及時(shí)的測(cè)試，如果在這一過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電壓超過(guò)負(fù)荷的情況需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)短路現(xiàn)象給整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的損害。
3 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸出電路設(shè)計(jì)分析
對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸出電路來(lái)說(shuō)：
（1）相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際的電路需要和工業(yè)生產(chǎn)的具體情況制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要根據(jù)電路的運(yùn)行情況對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的指示燈和晶體管部分進(jìn)行格外的關(guān)注，確保其在高頻率的電壓和電流輸出的過(guò)程中能夠滿足PLC自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行需要，防止其出現(xiàn)荷載量過(guò)高的情況；
（2）現(xiàn)階段在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)帶有電磁線圈的輸出電路，對(duì)于這部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了防止其在后期的運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)由于電路問(wèn)題而導(dǎo)致的一系列的浪涌沖擊現(xiàn)象，相關(guān)部門(mén)需要在其外圈部分進(jìn)行續(xù)流二極管的接入，其不僅能夠有效保證整個(gè)電路的順利運(yùn)行，同時(shí)對(duì)于設(shè)備的安全性也起到了非常重要的加強(qiáng)，因此在現(xiàn)階段PLC自動(dòng)化系統(tǒng)中的到了十分廣泛的應(yīng)用。
4 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)分析
PLC自動(dòng)化系統(tǒng)在其運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到來(lái)自外界的各種電磁波等其他因素對(duì)其產(chǎn)生的干擾，對(duì)于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的有序運(yùn)行也將產(chǎn)生非常不利的影響，隨著現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)研究和論證發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)和手段去對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性進(jìn)行不斷的加強(qiáng)，使其能夠更好的運(yùn)行。現(xiàn)階段在我國(guó)PLC自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用的最為廣泛的抗干擾的措施主要有以下三種：
（1）隔離作為抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛的一種，其通過(guò)將系統(tǒng)運(yùn)行周邊出現(xiàn)的電容耦合進(jìn)行隔離的方式去對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高頻干擾進(jìn)行隔離；
（2）屏蔽，屏蔽技術(shù)也是現(xiàn)階段我國(guó)PLC自動(dòng)化系統(tǒng)重應(yīng)用較為廣泛的一種，其通過(guò)將干擾源利用現(xiàn)代化的技術(shù)將其屏蔽到金屬柜之中以此來(lái)確保整個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)處于一種正常運(yùn)行的狀態(tài)之下，該種方式應(yīng)用起來(lái)較為簡(jiǎn)單，同時(shí)其抗干擾性能相對(duì)較好，因此在現(xiàn)階段我國(guó)大部分PLC自動(dòng)化系統(tǒng)重都得到了十分廣泛的應(yīng)用；
（3）布線，所謂的布線主要指的是將干擾源進(jìn)行分散的一種形式，在現(xiàn)階段的PLC自動(dòng)化系統(tǒng)重應(yīng)用也較為廣泛。
5 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段在我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展中占據(jù)重要地位的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容進(jìn)行一系列的分析和討論，并具體提出設(shè)計(jì)思路，希望能在未來(lái)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)發(fā)展中起到一定的促進(jìn)作用，更好的推動(dòng)我國(guó)的發(fā)展和進(jìn)步。
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[中圖分類(lèi)號(hào)] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-396-1
1礦井通風(fēng)系統(tǒng)慨況
礦井通風(fēng)系統(tǒng)類(lèi)型屬中央分列式，主通風(fēng)機(jī)工作方式為抽出式。主平硐、主斜井、主暗斜井、副斜井四個(gè)井口進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)井在主井工業(yè)場(chǎng)地，進(jìn)風(fēng)水平標(biāo)高為+330m；中風(fēng)井是目前礦井回風(fēng)井，回風(fēng)水平標(biāo)高為+500m；安裝有兩臺(tái)BDKⅡ-8-№.22型對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，額定風(fēng)量5240-5460 m3/min，額定工作壓力1470-2568Pa。目前，通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量已達(dá)到極限，不利于安全生產(chǎn)。
2礦井分區(qū)回風(fēng)的必要性
（1）礦井現(xiàn)開(kāi)采采區(qū)為+120水平。逐步開(kāi)拓-100水平-311采區(qū)，通風(fēng)路程增長(zhǎng)，-311采區(qū)最大通風(fēng)流程達(dá)12000m，同時(shí)隨著開(kāi)采深度增加，瓦斯涌出量相應(yīng)增加及地溫升高等因素，需風(fēng)量也相應(yīng)增大。
（2）隨著機(jī)械化水平提高，綜采綜掘要求巷道斷面增大；采煤工作面機(jī)尾巷必須實(shí)行全風(fēng)壓通風(fēng)等，從而增加了礦井所需風(fēng)量。
（3）根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2005）及煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查和竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（AQ1055-2008）中的相關(guān)規(guī)定，及-100m延深工程審查報(bào)告要求，按高瓦斯礦井設(shè)計(jì)采取分區(qū)通風(fēng)至-100m水平東翼投產(chǎn)時(shí)，礦井將過(guò)度到分區(qū)通風(fēng)。
3礦井分區(qū)回風(fēng)的可行性
金剛礦井為東西兩翼開(kāi)采，井田面積大，通風(fēng)距離長(zhǎng)，按照分區(qū)回風(fēng)要求，需要重新選擇場(chǎng)地布置工業(yè)廣場(chǎng)和施工回風(fēng)井筒。通過(guò)分析，利用現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地，重新作風(fēng)井與礦井回風(fēng)平硐貫通，將礦井回風(fēng)平硐與回風(fēng)斜井分開(kāi)，就能實(shí)現(xiàn)東西翼分區(qū)通風(fēng)，回風(fēng)斜井作西翼回風(fēng)巷回風(fēng)，礦井回風(fēng)平硐作東翼回風(fēng)巷回風(fēng)。施工期間對(duì)井下安全生產(chǎn)無(wú)影響，因此，礦井通風(fēng)系統(tǒng)改為分區(qū)回風(fēng)是完全可行的。
4礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
+500m水平中風(fēng)井原機(jī)房處新建東翼回風(fēng)井，新安裝2臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)，見(jiàn)圖1。
（1）井巷工程，+500m東翼回風(fēng)井布置在現(xiàn)有中風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，距離+500中風(fēng)井井硐36m的位置開(kāi)口掘進(jìn)巷道，長(zhǎng)度150m。
（2）地面工程，由于該工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)已有一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，已設(shè)置有電控室和值班室，本次設(shè)計(jì)為減少管理人員，利用原有值班室，本次設(shè)計(jì)不增設(shè)值班室。
5礦井主要通風(fēng)機(jī)選型
主要風(fēng)機(jī)選型為東翼回風(fēng)井，西翼回風(fēng)井由現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)繼續(xù)服務(wù)，不再選型。
5.1主通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型計(jì)算
礦井通風(fēng)方式由原中央分列式通風(fēng)改為東、西翼分區(qū)式通風(fēng)。根據(jù)計(jì)算礦井東翼近期通風(fēng)阻力為910.26Pa，所需風(fēng)量為3887m3/min；礦井東翼遠(yuǎn)期通風(fēng)阻力1537.28Pa，所需風(fēng)量為4347m3/min。
經(jīng)計(jì)算：東翼近期Q 1=65m3/s ，H1=910Pa；東翼遠(yuǎn)期Q 2=73m3/s， H2=1537Pa；通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓，東翼近期H1=92.8mmH2O，東翼遠(yuǎn)期 H2=156.7mmH2O；通風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)，東翼近期R1=0.022（N?S2）/m ，東翼遠(yuǎn)期R2=0.029（N?S2）/m ；通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)，東翼近期H1=92.8mmH2O，η=0.73風(fēng)機(jī)葉片角為43°/35°，東翼遠(yuǎn)期H2=156.7mmH2O，η=0.75風(fēng)機(jī)葉片角為52°/44°。
5.2選擇通風(fēng)機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)
根據(jù)主扇性能曲線，選擇通風(fēng)機(jī)型號(hào)為BD-Ⅱ-8-№.20型軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。轉(zhuǎn)速為740r/min，生產(chǎn)廠家為湘潭平安電氣集團(tuán)有限公司。
鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司超化煤礦到2016年，采掘活動(dòng)全部延深至深部水平，巷道支護(hù)投入加大，瓦斯治理、防治水工程量增加，所需投入人力和資金將超過(guò)鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司規(guī)定，受煤炭市場(chǎng)影響，礦井生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況將出現(xiàn)下滑。礦井開(kāi)采后期煤炭資源如何合理開(kāi)采已成為礦井面臨的主要問(wèn)題，因此，超化煤礦需要調(diào)整礦井后期生產(chǎn)系統(tǒng)，使剩余煤炭資源安全、合理開(kāi)采出來(lái)。
1礦井概況
超化井田位于河南省新密市煤田西南部，開(kāi)采上限標(biāo)高+60m，下限標(biāo)高-900m。該區(qū)主要可采煤層為二疊系山西組二1煤，煤層平均厚度9.07m，屬低灰、低硫貧廋煤。二1煤可采儲(chǔ)量為1430.8萬(wàn)t，服務(wù)年限10a。礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，正常涌水量869m3/h，最大涌水量為1112m3/h。礦井為煤與瓦斯突出礦井，始突表高-208m，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量18.60m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量4.63m3/t。二1煤煤塵爆炸指數(shù)17.58%，為有煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤，自然發(fā)火等級(jí)為Ⅲ類(lèi)，屬不易自燃煤層。
2礦井現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)
超化煤礦現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)為：主立井擔(dān)負(fù)提煤任務(wù)；副立井擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)、人員物料升降等任務(wù)；西風(fēng)井擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)任務(wù)；東風(fēng)井、31風(fēng)井擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)；-100m和-300m水平排水陣地均為一級(jí)排水系統(tǒng)，均能夠滿足礦井排水要求；供電系統(tǒng)利用地面35kV變電站和井底車(chē)場(chǎng)附近中央變電所向各使用地點(diǎn)供電；原煤在主副立井工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行篩分、儲(chǔ)存和鐵路運(yùn)輸。礦井利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)采，無(wú)需增加投資。到2015年底，其他區(qū)域基本采完只能開(kāi)采深部31采區(qū)，礦井生產(chǎn)規(guī)模維持在150萬(wàn)t/a左右。
3現(xiàn)有系統(tǒng)存在問(wèn)題
①深部二1煤內(nèi)在灰分高，發(fā)熱量低，不符合國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革相關(guān)政策；②礦井為突出礦井，人員較多，生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致礦井2015-2021年礦井回收煤柱前，礦井生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)較困難；③深部區(qū)域瓦斯含量大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，如果僅開(kāi)采深部資源，將導(dǎo)致瓦斯抽采、巷道掘進(jìn)、煤炭回采等作業(yè)場(chǎng)所過(guò)度集中于一個(gè)采區(qū)，不利于安全管理。
4礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的提出
根據(jù)礦井資源儲(chǔ)量分布情況，超化井田的優(yōu)勢(shì)資源（約860萬(wàn)t）主要集中在主副立井保護(hù)煤柱內(nèi)，煤層厚度3.25～15.10m，平均厚度8m。根據(jù)井下實(shí)際采樣，該區(qū)域內(nèi)煤層灰分較低，煤質(zhì)相對(duì)較好。如果對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使淺部?jī)?yōu)勢(shì)資源與深部資源同時(shí)回采，將能夠大幅度提高礦井原煤發(fā)熱量，使兩個(gè)區(qū)域的瓦斯抽采、巷道掘進(jìn)、煤炭回采等作業(yè)活動(dòng)交替進(jìn)行。即礦井在深部區(qū)域和淺部區(qū)域分別布置一個(gè)工作面，其中一個(gè)正?；夭桑粋€(gè)進(jìn)行瓦斯抽采，避免出現(xiàn)入井人員全部集中于一個(gè)區(qū)域的現(xiàn)象，提高礦井安全保障程度［1］。本次生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化要重點(diǎn)考慮以下問(wèn)題：①優(yōu)化設(shè)計(jì)要與礦井現(xiàn)狀不矛盾，不影響礦井正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)；②目前煤炭市場(chǎng)下，要最大程度壓縮投資，認(rèn)真進(jìn)行投資分析，確保經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)；③系統(tǒng)優(yōu)化前后的生產(chǎn)銜接要順暢；④地面生產(chǎn)系統(tǒng)位置變化后，環(huán)保、煤炭外運(yùn)等問(wèn)題要妥善解決。綜上所述，超化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)將現(xiàn)有主、副立井報(bào)廢，改造現(xiàn)有西風(fēng)井（兩條斜井井筒）為主副、斜井，擔(dān)負(fù)礦井的提升任務(wù)及兼作進(jìn)風(fēng)井；井下調(diào)整礦井運(yùn)輸、通風(fēng)、提升、供電等系統(tǒng)；原主、副立井工業(yè)場(chǎng)地建筑及設(shè)施隨著開(kāi)采進(jìn)度，逐次搬遷至主、副斜井新工業(yè)場(chǎng)地。
4.1井下生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化
改造后的主斜井斜長(zhǎng)879m，鋪設(shè)帶寬1200mm的膠帶輸送機(jī)，并安裝架空乘人裝置，主要擔(dān)負(fù)礦井的提煤、上下人員及進(jìn)風(fēng)任務(wù)；副斜井斜長(zhǎng)890m，安裝2JK-3.0×1.5/20型單繩纏繞式雙滾筒提升機(jī)，主要擔(dān)負(fù)礦井的提矸、運(yùn)料、運(yùn)設(shè)備等輔助提升任務(wù)并兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。在-205m以淺新增集中軌道下山和集中皮帶下山，擔(dān)負(fù)22采區(qū)和深部31采區(qū)的運(yùn)輸、進(jìn)風(fēng)、運(yùn)送人員等任務(wù)。排水系統(tǒng)利用-300m水平排水系統(tǒng)，泵房配備8臺(tái)MD500-57×11型多級(jí)離心泵，4用3備1檢修，水倉(cāng)容積9060m3，能夠滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。通風(fēng)系統(tǒng)仍利用現(xiàn)有的東風(fēng)井和31風(fēng)井。供電系統(tǒng)利用在主副斜井工業(yè)廣場(chǎng)新建的35kV變電站和井下中央變電所向各作業(yè)場(chǎng)所供電。
4.2地面生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化
在主、副斜井工業(yè)廣場(chǎng)，合理利用現(xiàn)有建筑物作為調(diào)度樓、行政樓、生產(chǎn)樓、區(qū)隊(duì)值班樓、救護(hù)隊(duì)值班樓和燈房浴室等行政輔助設(shè)施以及機(jī)修車(chē)間、供應(yīng)倉(cāng)庫(kù)、物資超市等輔助生產(chǎn)廠房；新建主副斜井井口房、提升機(jī)房、35kV變電站、空壓機(jī)房、篩分系統(tǒng)及儲(chǔ)煤場(chǎng)，原煤仍采用鐵路外運(yùn)。
4.3礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化工期及投資
礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化礦建工程為擴(kuò)砌主副斜井，掘進(jìn)22采區(qū)皮帶下山和軌道下山；土建工程為在主副斜井工業(yè)廣場(chǎng)新建篩選樓、皮帶走廊、儲(chǔ)煤場(chǎng)及防風(fēng)抑塵網(wǎng)等項(xiàng)目，生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整工期2a，期間不影響礦井其他區(qū)域正常生產(chǎn)，項(xiàng)目總投資20126.48萬(wàn)元。根據(jù)國(guó)家煤炭產(chǎn)業(yè)政策將礦井生產(chǎn)能力由180萬(wàn)t/a下降到150萬(wàn)t/a，服務(wù)年限10a。
5礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化方案比較
5.1原生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
5.1.1優(yōu)點(diǎn)。①維持目前開(kāi)拓開(kāi)采，不再對(duì)礦井做生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化，減少了基建投資；②維持目前開(kāi)采方式，各生產(chǎn)系統(tǒng)不用變化。5.1.2缺點(diǎn)。①深部二1煤內(nèi)在灰分高，發(fā)熱量低，導(dǎo)致二1煤售價(jià)低；②礦井為突出礦井，人員較多，生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致礦井2015-2021年礦井回收煤柱前，礦井生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)困難，年均虧損2.1億元；③井下各類(lèi)抽、掘、采等作業(yè)場(chǎng)所集中于一個(gè)采區(qū)，人員過(guò)度集中。
5.2優(yōu)化后生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
5.2.1優(yōu)點(diǎn)。①提前淺部?jī)?yōu)勢(shì)資源，使之與深部煤配采，降低煤的灰分，提高煤的發(fā)熱量，煤的售價(jià)增高，效益好轉(zhuǎn)；②生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化后，礦井生產(chǎn)能力穩(wěn)定，投資回收期5.33a，年均稅后利潤(rùn)3277.09萬(wàn)元；③將抽、掘、采作業(yè)場(chǎng)所和下井人員在兩區(qū)域間合理調(diào)配，利于安全管理。5.2.2缺點(diǎn)。①礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化要增加基建投資；②主副斜井工業(yè)場(chǎng)地現(xiàn)有占地面積小，地面各場(chǎng)所緊湊；③工業(yè)場(chǎng)地變化后要嚴(yán)格落實(shí)環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)定。綜合考慮，原有生產(chǎn)系統(tǒng)維持開(kāi)采方式不變，但礦井經(jīng)營(yíng)困難，且不符合國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)改造政策要求，因此確定對(duì)礦井開(kāi)采后期生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
6礦井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化后盈虧分析
按照計(jì)算期第5年數(shù)據(jù)分析計(jì)算，盈虧平衡點(diǎn)為：生產(chǎn)能力利用率（BEP）=年固定總成本/（年銷(xiāo)售收入-年可變成本-銷(xiāo)售稅金及附加）×100%=15570/（42300-16902-1091）×100%=64.05%。該項(xiàng)目達(dá)到生產(chǎn)能力的64.05%，即礦井生產(chǎn)能力達(dá)到117.65萬(wàn)t/a，企業(yè)就可保本，這說(shuō)明超化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較小。
7結(jié)語(yǔ)
技術(shù)人員對(duì)突出礦井開(kāi)采后期的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了合理優(yōu)化，達(dá)到了改善礦井生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況的目的，開(kāi)采出了優(yōu)質(zhì)煤炭，符合國(guó)家目前煤炭產(chǎn)業(yè)政策。優(yōu)化礦井后期生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，要協(xié)調(diào)考慮設(shè)計(jì)方案對(duì)正常生產(chǎn)的影響、對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響，并對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析要全面、可靠。
21世紀(jì)的社會(huì)是資源型社會(huì)，人們對(duì)于資源的需求量不斷增加，這也為相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展提供了良好的契機(jī)?；夜尴到y(tǒng)，作為我國(guó)石油鉆探生產(chǎn)平臺(tái)供應(yīng)船散料儲(chǔ)存、輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備，承擔(dān)著石油鉆探生產(chǎn)過(guò)程中所需物資的運(yùn)送，其安全高效的無(wú)故障運(yùn)行及其性能的不斷優(yōu)化對(duì)于海上石油鉆探生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)步具有不可忽視的重要作用。
平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)
平臺(tái)供應(yīng)船，Platform Supply Vessel，簡(jiǎn)稱(chēng)為PSV，專(zhuān)為石油平臺(tái)服務(wù)供給，此類(lèi)船因其任務(wù)不同，其長(zhǎng)度也有所不同，分別從30米到100米不等，寬10米到30米不等，載重量則一般不高于5000噸。平臺(tái)供應(yīng)船最主要的功能即運(yùn)輸石油鉆探生產(chǎn)所需的人員、物資到海上的石油平臺(tái)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，平臺(tái)供應(yīng)船運(yùn)輸?shù)奈镔Y由原來(lái)簡(jiǎn)單的泥漿、鹽水、原油及相關(guān)的一些低閃點(diǎn)貨物等，逐步發(fā)展為包含鉆井水、干貨、燃油等在內(nèi)的復(fù)雜貨物系統(tǒng)。同時(shí)，新一代的平臺(tái)供應(yīng)船搭載的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)也由最簡(jiǎn)單的艉推向全回轉(zhuǎn)方位推轉(zhuǎn)變，且都要求裝備DP1或DP2的1級(jí)動(dòng)力定位系統(tǒng)或2級(jí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)，是平臺(tái)供應(yīng)船散料接收與輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備，平臺(tái)供應(yīng)船所用的灰罐一般由上部封頭、下部封頭、筒體、人孔、支腿、進(jìn)氣口、排氣口、進(jìn)料口、出料口以及為安裝倉(cāng)位計(jì)、安全閥、壓力表等接口組成，直徑在因平臺(tái)供應(yīng)船大小的不同而有所區(qū)別，一般為3到5米，容積從10立方米至120立方米不等。平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)承擔(dān)著石油鉆探生產(chǎn)過(guò)程中所需物資的接收、儲(chǔ)存與輸送，包含油井水泥、膨潤(rùn)土和重晶石等物料。因此，灰罐系統(tǒng)安全高效的無(wú)故障運(yùn)行及優(yōu)化對(duì)于海上石油鉆探生產(chǎn)的不斷進(jìn)步具有重要作用。
平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
結(jié)合目前平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)的構(gòu)成與發(fā)展現(xiàn)狀，可重點(diǎn)從以下兩個(gè)方面對(duì)平臺(tái)供應(yīng)船的灰罐系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：
1、灰罐系統(tǒng)的氣動(dòng)輸送方式
通常，海上石油鉆探生產(chǎn)過(guò)程對(duì)水泥、重晶石、土粉等物料都具有較大的需求量，同時(shí)，為滿足物料長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸要求，目前我國(guó)常使用平臺(tái)供應(yīng)船的灰罐系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效的存儲(chǔ)與運(yùn)輸。因此，作為維持海上石油的鉆探生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，平臺(tái)供應(yīng)船灰罐中物料有效順暢的進(jìn)出過(guò)程至關(guān)重要。一般情況下，平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)儲(chǔ)存物料種類(lèi)較多，包含水泥、重晶石、土粉、陶粒砂及細(xì)砂等，各物料的性能如下表1所示，研究證明，物料的外形對(duì)于其輸送方式的選擇具有決定性的影響，且表1中的水泥、重晶石、土粉等一切干燥的粉狀物料，均應(yīng)采用氣動(dòng)輸送方式，其不僅可有效節(jié)省包裝材料、節(jié)省人力物力的同時(shí)還可減少空氣與噪音污染。但是，氣動(dòng)輸送方式下物料必須經(jīng)過(guò)全面有效的干燥處理，且存儲(chǔ)于灰罐后應(yīng)定期進(jìn)行相互的倒罐作業(yè)，以避免物料之間的相互粘結(jié);而對(duì)于那些粒狀、塊狀的物料，則適宜采用機(jī)械輸送方式，如皮帶輸送、刮板輸送等。由于氣動(dòng)輸送方式安全有效、節(jié)能環(huán)保，目前國(guó)家已相繼出臺(tái)了相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)、環(huán)保政策，氣動(dòng)輸送方式也必將獲得進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。
表1 幾種典型物料及其屬性
2、灰罐系統(tǒng)螺桿式空壓機(jī)的技術(shù)運(yùn)用
灰罐系統(tǒng)作為平臺(tái)供應(yīng)船物料儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，其空壓機(jī)是其罐群的主要?jiǎng)恿?lái)源。目前，我國(guó)平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單位多采用活塞式壓縮機(jī)，其雖為我國(guó)海洋石油鉆探開(kāi)發(fā)的物料接送、存儲(chǔ)與運(yùn)輸?shù)膶?shí)現(xiàn)與不斷發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，但其同時(shí)也存在著如噪音大、損壞性強(qiáng)、難以連續(xù)運(yùn)行、操作性不強(qiáng)等問(wèn)題，且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐漸難以滿足我國(guó)海洋石油發(fā)展的需要。螺桿式壓縮機(jī)的出現(xiàn)在一定程度上有效的補(bǔ)充了活塞式壓縮機(jī)的這些不足。
螺桿式壓縮機(jī)的工作原理主要包含吸氣過(guò)程、封閉與輸送過(guò)程、壓縮與噴油過(guò)程和排氣過(guò)程。其中，對(duì)于螺桿式空壓機(jī)的吸氣過(guò)程來(lái)說(shuō)，其進(jìn)氣只能通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟與關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，主副轉(zhuǎn)子的齒溝空間轉(zhuǎn)到進(jìn)氣端壁開(kāi)口時(shí)空間最大，且與空氣接通，此時(shí)，真空狀態(tài)的齒溝即會(huì)吸收空氣，當(dāng)空氣充滿齒溝時(shí)，轉(zhuǎn)子進(jìn)氣端面即會(huì)重新轉(zhuǎn)動(dòng)，并離開(kāi)機(jī)殼之進(jìn)氣口，即“進(jìn)氣過(guò)程”;而封閉與輸送過(guò)程發(fā)生在吸氣之后，主副轉(zhuǎn)子與機(jī)殼封閉，空氣不再進(jìn)入，轉(zhuǎn)子齒峰與齒溝形成齒合面后并繼續(xù)向排氣端移動(dòng);同時(shí)，輸送過(guò)程中，齒溝內(nèi)氣體逐步被壓縮，壓力迅速獲得提高，其中的油因壓力差距較大而噴起，并進(jìn)入壓縮室，此過(guò)程即“壓縮與噴油過(guò)程”;最后，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒合面繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，與機(jī)殼排氣面相通時(shí)，即可排氣。
與活塞壓縮機(jī)相比，灰罐系統(tǒng)螺桿式空壓機(jī)連續(xù)運(yùn)行的可靠性較強(qiáng)，效率高，作為回轉(zhuǎn)式運(yùn)行結(jié)構(gòu)，其平衡性較好，噪音較小，且易于操作，每班1人即可管理10臺(tái)螺桿式空壓機(jī)，節(jié)省人力物力。如25m3風(fēng)動(dòng)下灰立式罐，為便于下灰，采用立式料倉(cāng)形結(jié)構(gòu)，上部為橢圓形封頭，下部為75度角帶折邊錐形封頭，直徑2.5m，長(zhǎng)6.27m。其圓形匯管固定在錐形封頭下的外部，匯管配裝10個(gè)出氣管，匯氣管下部錐形封頭處分別裝置10個(gè)切向進(jìn)入的進(jìn)氣管，使得壓縮空氣在罐內(nèi)形成渦流狀，增強(qiáng)物料流動(dòng)性的同時(shí)方便檢修、拆裝和更換。
實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題
1、管路及閥附件的布置
由于灰罐系統(tǒng)輸送介質(zhì)的特殊性，其管路布置不像別的系統(tǒng)那么隨意，對(duì)于彎頭和閥附件的布置位置都有特殊的要求。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，灰罐的注入管彎頭需要滿足5倍的彎曲半徑，灰罐的透氣管彎頭需要滿足3倍的彎曲半徑，這就對(duì)我們的放樣人員提出了比較高的要求，因?yàn)榛夜薜墓苈沸枰紦?jù)比較大的位置，而平臺(tái)供應(yīng)船的空間是極其有限的，現(xiàn)在的平臺(tái)供應(yīng)船為了提高船舶的裝貨能力，對(duì)于內(nèi)部的空間是一再的壓縮。一旦灰罐的管路沒(méi)有設(shè)計(jì)好，需要修改的話，返工量極其巨大。而管路中的閥附件需要布置在易于操作的位置，但因?yàn)橥ǖ赖年P(guān)系，管路基本上是布置在通道的上方，這樣就基本上不能進(jìn)行操作的，需要放樣人員在這個(gè)位置添加小平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行操作，但小平臺(tái)又不能影響通道。
2、管路中法蘭的布置及處理
根據(jù)規(guī)范的要求，灰罐系統(tǒng)中的管路是不允許有法蘭接頭的，因?yàn)榛夜尴到y(tǒng)中的貨物有可能通過(guò)法蘭滲透到管路外面，這個(gè)會(huì)引起船員的健康問(wèn)題。而船東則希望在管路中有盡可能多的法蘭接頭的，這樣在管路發(fā)生堵塞的時(shí)候，船員可以簡(jiǎn)單而方便的疏通管路。船東與船檢的需求在這里發(fā)生了沖突，這就需要進(jìn)行協(xié)商，解決。按照規(guī)范要求，如果在管路系統(tǒng)中不能避免法蘭的使用，則需要對(duì)這個(gè)法蘭進(jìn)行包覆，以免灰罐系統(tǒng)的介質(zhì)滲透至管路外面。這樣一看，矛盾好像就解決了，按照船東的要求布置法蘭，按照船檢的要求對(duì)法蘭進(jìn)行包覆就行了。但是規(guī)范對(duì)這點(diǎn)還進(jìn)行了解釋?zhuān)麄€(gè)管路的法蘭數(shù)量不易過(guò)多。最后的結(jié)局是船東，船檢及船廠三方在船廠的三維模型上對(duì)整個(gè)灰罐系統(tǒng)的管路進(jìn)行評(píng)估，按照船東，船檢協(xié)商的結(jié)果對(duì)整個(gè)管路系統(tǒng)的法蘭進(jìn)行刪減，最后形成一個(gè)三方都認(rèn)可的布置，船廠按這個(gè)進(jìn)行生產(chǎn)及安裝。
3、灰罐系統(tǒng)的密性試驗(yàn)
灰罐系統(tǒng)由于其介質(zhì)的特殊性，在進(jìn)行密性試驗(yàn)的時(shí)候是決定不能用水和油的，只能使用干燥的壓縮空氣。曾經(jīng)有船東在運(yùn)營(yíng)的船舶上對(duì)我們進(jìn)行問(wèn)題反饋，其中就有一條，因?yàn)榛夜薜墓苈分杏兴危瑢?dǎo)致船東在注入干水泥時(shí)，遇水凝固堵塞了管路，導(dǎo)致原本能裝4個(gè)罐子300立方的貨物，因?yàn)楣苈返亩氯?，只裝了2個(gè)罐子150立方的貨物。船東的意見(jiàn)反饋后，我們進(jìn)行了核查，最后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檫@條船的灰罐系統(tǒng)的密性試驗(yàn)，我們使用了水來(lái)進(jìn)行密性試驗(yàn)，雖然在密性試驗(yàn)后也使用了壓縮空氣來(lái)進(jìn)行管路的干燥，但可能是因?yàn)槭歉稍锏臅r(shí)間不夠長(zhǎng)，在彎頭處還是存在水滴，最后在船東裝貨的時(shí)候造成了管路的堵塞。
結(jié)語(yǔ)
目前，我國(guó)海上石油的鉆探開(kāi)發(fā)正在快速發(fā)展，補(bǔ)充國(guó)家戰(zhàn)略資源的同時(shí)，也帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與人們的生活水平提高，但這也為我國(guó)為海上石油平臺(tái)服務(wù)的各項(xiàng)技術(shù)設(shè)備提出了更高的要求，因此，必須注重引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷發(fā)展和優(yōu)化包含平臺(tái)供應(yīng)船灰罐系統(tǒng)在內(nèi)的石油平臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)，才能促進(jìn)我國(guó)石油行業(yè)的不斷發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)效能的提升越來(lái)越快。井下各個(gè)開(kāi)拓、掘進(jìn)工作面采掘產(chǎn)生的矸石和煤炭，經(jīng)過(guò)井下運(yùn)輸設(shè)備由工作面運(yùn)輸?shù)骄总?chē)場(chǎng)，再使用提升設(shè)備提升至地面矸石倉(cāng)。工作面產(chǎn)生的矸石如果不能及時(shí)的運(yùn)送出來(lái)，會(huì)嚴(yán)重地礙工作面迎頭進(jìn)尺，因此礦井對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)的改造優(yōu)化工作更加顯得重要，本文以某礦皮帶運(yùn)輸機(jī)大巷的出矸系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)礦井的運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化方面提出設(shè)計(jì)和研究改造。
1 概述
該皮帶運(yùn)輸機(jī)大巷為某礦-815～-920m東翼膠帶機(jī)斜巷，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1087m，巷道為西至南煤倉(cāng)，東至采區(qū)煤倉(cāng)（6煤膠帶機(jī)上山），巷道穿過(guò)6煤、斷層、11-2煤。由于迎頭工作面施工斷面大，凈寬×凈高=5400×4100mm，支護(hù)為錨網(wǎng)噴支護(hù)，因而產(chǎn)生的矸石量大，出矸系統(tǒng)較難，影響施工進(jìn)度。且該工作面為煤礦的急需工作面，礦井生產(chǎn)進(jìn)程中為加快該工作面進(jìn)尺速度，首先必須要解決出矸難的問(wèn)題。
2 設(shè)計(jì)方案
在進(jìn)行工作面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮該工作面區(qū)域內(nèi)原有巷道的布置情況，按照“技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化”的原則，針對(duì)-815～-920m東翼膠帶機(jī)斜巷與-923m東翼軌道大巷的布置提出了兩套方案。其中方案一為原設(shè)計(jì)出矸系統(tǒng)，方案二為優(yōu)化設(shè)計(jì)的出矸系統(tǒng)。
方案一：在-923m西翼軌道大巷內(nèi)施工一條出矸聯(lián)巷至-815～920m膠帶機(jī)斜巷下方，然后從膠帶機(jī)斜巷向出矸聯(lián)巷施工一個(gè)回風(fēng)立眼用于回風(fēng)，再施工一個(gè)出矸立眼，用于從-815～920m膠帶機(jī)大巷皮帶機(jī)溜矸至出矸立眼內(nèi)，在-923m東翼軌道大巷聯(lián)巷撥門(mén)位置安設(shè)一臺(tái)耙矸機(jī)出矸，出矸聯(lián)巷可作為一個(gè)矸石倉(cāng)，用于儲(chǔ)存2～3個(gè)放炮循環(huán)的矸石，緩存無(wú)車(chē)皮時(shí)，迎頭正常進(jìn)尺。出矸系統(tǒng)見(jiàn)圖1。方案一的出矸系統(tǒng)具體運(yùn)輸線路為工作面（矸石）―>耙矸機(jī)―>皮帶機(jī)（1部皮帶）―>出矸立眼―>-923m東翼軌道大巷出矸聯(lián)巷（矸石倉(cāng)）―>耙矸機(jī)―>裝車(chē)―>二副井。
方案二：在-815～920m膠帶機(jī)斜巷施工聯(lián)巷安裝一部皮帶、-815～920m東翼膠帶機(jī)斜巷安裝2部皮帶，用于將工作面矸石運(yùn)送至-908m東翼回風(fēng)大巷，大巷內(nèi)采用5T電機(jī)車(chē)將矸子拉到-923m東翼軌道大巷第一回風(fēng)聯(lián)巷上口，再用55KW絞車(chē)打運(yùn)至-923m東翼軌道大巷，最后用電機(jī)車(chē)?yán)蕉本?。方案二出矸系統(tǒng)具體運(yùn)輸線路為工作面（矸石）―>耙矸機(jī)―>皮帶機(jī)（2部）―>-908m東翼回風(fēng)大巷（電機(jī)車(chē)?yán)肥?chē)）―>-923m東翼軌道大巷出矸聯(lián)巷（55KW絞車(chē)斜巷打運(yùn)）―>-923m東翼軌道大巷（電機(jī)車(chē)?yán)罚┄D>二副井。
3 方案比較與經(jīng)濟(jì)效益分析
3.1 工程量
方案一中施工出矸聯(lián)巷26m，1個(gè)立眼硐室3m，1個(gè)14m深的回風(fēng)立眼，1個(gè)出矸立眼；方案二中不需要多施工巷道和硐室；經(jīng)過(guò)比較，方案二比方案一節(jié)省巷道工程量26m，兩個(gè)14m深的立眼，一個(gè)3m深的硐室；方案二優(yōu)。
3.2 工期
施工出矸聯(lián)巷不影響-815～920m膠帶機(jī)斜巷施工進(jìn)度，巷道施工西段到立眼后停頭施工立眼，施工進(jìn)尺隊(duì)伍施工東段，不影響巷道進(jìn)尺度。
3.3 經(jīng)濟(jì)成本管理
方案一多施工57m巷道，巷道斷面3600×3300mm，單價(jià)每米3490元，19.890285萬(wàn)元；人力成本：上口開(kāi)皮帶機(jī)司機(jī)1人、工作面耙矸機(jī)司機(jī)1人，出矸聯(lián)巷耙矸機(jī)司機(jī)1人，電機(jī)車(chē)2人；整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行共使用5人，設(shè)備多使用1臺(tái)耙矸機(jī)。方案二：無(wú)施工巷道，設(shè)備多使用1臺(tái)皮帶機(jī)、55KW絞車(chē)一臺(tái)；人力成本：耙矸機(jī)司機(jī)1人，皮帶機(jī)司機(jī)2人，電機(jī)車(chē)司機(jī)-908東翼回風(fēng)大巷2人、井底車(chē)場(chǎng)電機(jī)車(chē)2人；斜巷打運(yùn)6人，共使用人數(shù)為13人，比方案一中多使用7人；按照斜巷長(zhǎng)度1087m，平均每月80m的進(jìn)尺，需進(jìn)尺13.6個(gè)月，按照平均每月每人5000元工資支付工資；即多出的7人13.6個(gè)月將支付47.6萬(wàn)元。方案一優(yōu)。
3.4 出矸難度
方案一中出矸簡(jiǎn)單、快捷，迎頭矸石經(jīng)-815～920m東翼膠帶機(jī)斜巷皮帶進(jìn)入出矸立眼到-923m東翼軌道大巷出矸聯(lián)巷矸石倉(cāng)；再經(jīng)耙矸機(jī)裝車(chē)，最后經(jīng)電機(jī)車(chē)運(yùn)送至二副井到地面；方案二中迎頭矸石經(jīng)-815～920m東翼膠帶機(jī)斜巷皮帶、施工聯(lián)巷皮帶到-908m東翼回風(fēng)大巷裝車(chē)后，經(jīng)電機(jī)車(chē)?yán)?923m東翼軌道大巷第一回風(fēng)聯(lián)巷上口，經(jīng)絞車(chē)打運(yùn)至斜巷下口后，電機(jī)車(chē)?yán)蕉本缓蟮降孛?，路線復(fù)雜，斜巷打運(yùn)隱患較大，斜巷上下打運(yùn)速度較慢。經(jīng)過(guò)比較，方案一出矸簡(jiǎn)單、快捷，安全隱患較小，出矸聯(lián)巷作為矸石倉(cāng)，能有效儲(chǔ)存3個(gè)循環(huán)的矸石，在無(wú)車(chē)皮的情況下，保證迎頭正常進(jìn)尺；方案二中出矸系統(tǒng)復(fù)雜，多一個(gè)斜巷打運(yùn)，上下打運(yùn)車(chē)皮及重車(chē)，具有較大安全隱患；出矸緩慢，斜巷打運(yùn)過(guò)程中，需警戒，導(dǎo)致-923m東翼軌道大巷電機(jī)車(chē)無(wú)法通過(guò)，影響另一個(gè)工作面的出矸。經(jīng)過(guò)比較，方案一具有隱患較小，出矸快捷。
4 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于煤礦企業(yè)而言，礦井運(yùn)輸系統(tǒng)是其生產(chǎn)過(guò)程中較為重要的組成部分之一，運(yùn)輸系統(tǒng)效能高低直接影響企業(yè)生產(chǎn)效益，為了能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)產(chǎn)量，就必須對(duì)現(xiàn)有的礦井運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，借此來(lái)使其各方面性能達(dá)到最優(yōu)，這不僅有利于保障煤炭產(chǎn)量，而且有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)于促進(jìn)煤礦的健康穩(wěn)定發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
通過(guò)對(duì)以上對(duì)兩種方案的對(duì)比，選取方案一作為最終出矸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。優(yōu)化出矸系統(tǒng)后，大大節(jié)省了人力成本，減少電力能源的使用，減小現(xiàn)場(chǎng)施工安全隱患，同時(shí)提高了出矸率，提高進(jìn)尺速度，保證了工作面的正常進(jìn)尺。該出矸系統(tǒng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，解決了該工作面出矸難，出矸慢的問(wèn)題，減少了一部皮帶機(jī)及一臺(tái)55KW絞車(chē)的使用，從而減少了電力的使用，節(jié)省了人力成本，減少現(xiàn)場(chǎng)施工安全隱患，提高出矸速度，提高巖巷單進(jìn)水平。對(duì)于類(lèi)似該巷道布局的設(shè)計(jì)巷道，可充分考慮該出矸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高出矸速度和巖巷單進(jìn)水平。
參考文獻(xiàn)：
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1.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
在滿足當(dāng)前國(guó)際與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，是基于成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及通信手段發(fā)展而成的電，存儲(chǔ)等，為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支持。系統(tǒng)中，重要節(jié)點(diǎn)上采用雙機(jī)備用模式，其中某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，該機(jī)上的所有數(shù)據(jù)都會(huì)平穩(wěn)自動(dòng)過(guò)渡到另外一臺(tái)正常工作的計(jì)算機(jī)服務(wù)器上，使系統(tǒng)在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)仍可以不影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行，從而確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，系統(tǒng)還具備完善的權(quán)限管理功能，能有效平穩(wěn)的對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理，且不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。作為系統(tǒng)的核心部分，調(diào)度主站擔(dān)負(fù)著重要的職責(zé)，一方面要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，從整體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)視與控制;另一方面根據(jù)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，提供準(zhǔn)確的電力系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的異常情況，根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)資料，制定有效的方案，保證電網(wǎng)調(diào)度的有效性。
2.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由二部分構(gòu)成，即分為數(shù)據(jù)管理層、能量管理層，其運(yùn)行方式可分為實(shí)時(shí)態(tài)和研究態(tài)兩種。具體情況如下：1)數(shù)據(jù)管理層：收集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，達(dá)到對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控。并對(duì)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，便于SCADA顯示系統(tǒng)下一步工作。通過(guò)利用和分析SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，獲取電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，通過(guò)動(dòng)態(tài)防御、預(yù)警進(jìn)行有效控制，提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的自我恢復(fù)、事故分辨以及故障處理等能力，以此保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行。2)能量管理層：其主要是針對(duì)發(fā)電控制，為保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通過(guò)合理調(diào)整和控制運(yùn)行系統(tǒng)頻率、時(shí)差等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。
2.2系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。1)硬件平臺(tái)：包括服務(wù)器、PC及基于CISC芯片的各種硬件等。選擇系統(tǒng)硬件平臺(tái)時(shí)，要在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)各功能基礎(chǔ)上，兼顧實(shí)時(shí)性、先進(jìn)性、安全性、可靠性等原則及要求。2)操作系統(tǒng)：較為常用的主要為Solaris10或者AIX操作系統(tǒng)。3)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：遵循ISOOSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型的TCP/IP。4)數(shù)據(jù)庫(kù)：一般采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。5)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：包括C、C++和Java等。
2.3系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)“三遙”(即遙測(cè)、遙信、遙控)狀態(tài)，但對(duì)于系統(tǒng)硬件及運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)還未能完全實(shí)現(xiàn)，這就給電力系統(tǒng)運(yùn)行留下隱患。針對(duì)此問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新的系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)軟件并運(yùn)用于其中，該軟件對(duì)系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集、處理、梳理，并且制定與輸入各種規(guī)約，實(shí)現(xiàn)各種控制命令的接收和處理，大大提升了系統(tǒng)運(yùn)行安全性。1)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)。利用軟件對(duì)系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可為每項(xiàng)參數(shù)設(shè)定相應(yīng)閾值，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)超出這一值時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。當(dāng)報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，將彈出報(bào)警窗口并發(fā)出報(bào)警聲音/信號(hào)，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。對(duì)于每次報(bào)警信息要打印輸出，存儲(chǔ)到系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸出與顯示3)由于其支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接，具有擴(kuò)展接口功能，可以在檢測(cè)系統(tǒng)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)之中，包括設(shè)備狀態(tài)及服務(wù)器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表作對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的硬件設(shè)備，只需將新設(shè)備名稱(chēng)錄入到節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)新設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示功能，也是系統(tǒng)最重要的功能之一。當(dāng)系統(tǒng)接收到監(jiān)測(cè)軟件獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，會(huì)在監(jiān)控畫(huà)面中顯示這些數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能讓調(diào)度員可以直接了解每臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)，給系統(tǒng)管理和維護(hù)提供了很好的數(shù)據(jù)支撐。在線監(jiān)測(cè)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用，使得系統(tǒng)各項(xiàng)功能得到完善，在采集數(shù)據(jù)和分析處理信息方面的完善，給電力行業(yè)提供正確的數(shù)據(jù)支持，為之發(fā)展發(fā)展提供更好、更全面的服務(wù)，保障電企可持續(xù)發(fā)展。其中，歷史負(fù)荷曲線能夠直觀的讓工作人員了解到電力電量是否平衡和運(yùn)行方式是否安全，以此判斷調(diào)度運(yùn)行是否正常。此外，通過(guò)歷史曲線還能查看指定時(shí)段的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)歷史曲線值大小及波動(dòng)范圍，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行多時(shí)段對(duì)比，判斷其運(yùn)行正常與否，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理系統(tǒng)故障，有助于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。4)實(shí)時(shí)安全監(jiān)控。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變電站運(yùn)行參數(shù)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，最終計(jì)算出變電站穩(wěn)定運(yùn)行裕度，為調(diào)度員判斷變電站運(yùn)行態(tài)勢(shì)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在線監(jiān)測(cè)軟件還能對(duì)機(jī)房溫度、濕度、煙霧、噪聲、空氣潔凈度及供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)的遠(yuǎn)（近）程監(jiān)測(cè)。并根據(jù)變電站設(shè)備運(yùn)行情況，可以有效判斷出機(jī)房當(dāng)前的相對(duì)濕度、溫度及運(yùn)行噪音等，以此判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定。若上述因素發(fā)生異常，軟件會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)對(duì)機(jī)房要求為：機(jī)房相對(duì)濕度保持在85%以下，溫度控制在25℃以下。自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)軟件的應(yīng)用，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性具有重要意義，它填補(bǔ)了原有系統(tǒng)在硬件參數(shù)監(jiān)控上的空白，有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)硬件及運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2.4系統(tǒng)的特色應(yīng)用。1)電子化值班。電子化值班，是指利用手機(jī)短信服務(wù)實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的一項(xiàng)功能，電子化值班的運(yùn)用，使得工作人員的工作減少，基本上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人元和自動(dòng)化人員移動(dòng)化辦公。在調(diào)度機(jī)房中配置一臺(tái)手機(jī)設(shè)備，經(jīng)授權(quán)客戶可了解和查看電量、總加等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)，也能在第一時(shí)間將該信息發(fā)送至負(fù)責(zé)人的手機(jī)上，以便及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。2)豐富的電力應(yīng)用軟件包。在系統(tǒng)分層軟件構(gòu)建設(shè)計(jì)中，采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)及相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)，使SCADA、PAS、DTS(調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng))、OPT(智能操作票管理系統(tǒng))、VQC等應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫繼承，從而大大提升系統(tǒng)擴(kuò)展性及穩(wěn)定性;基于面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，使系統(tǒng)呈現(xiàn)構(gòu)件化與模塊化，大幅減少系統(tǒng)中的公共代碼，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。
