一种矿井生产系统综合演示仿真模型的制作方法

本发明涉及采矿工程领域，具体是一种矿井生产系统综合演示仿真模型。

背景技术：

矿井生产系统是由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。

矿井生产系统是一个空间的、立体的、动态运行的“宏观、巨型”系统，即使在生产现场，技术人员也只能看到系统的局部，无法从整体上观察与掌握系统的组成与运行。因此，矿井生产系统在设计、优化、教学、培训与展示方面均依赖于平面资料，如文字描述和平面图纸。设计者与从业者需要借助一定的专业知识、抽象思维，才能建立矿井生产的空间概念。常规的静态三维模型也无法直观、生动地展现运煤、通风、提升、瓦斯抽采等系统的时空关系，影响矿井生产系统教学和技术交流效果。

随着煤炭工业的发展，对采矿工程技术人员的需求逐年增加，由于采矿工程专业的特殊性，生产实习主要是到工矿企业或特种岗位实习，矿山企业考虑到安全责任和影响生产等原因，大多不愿接收学生实习，即使接收也是“走马观花”，部分实践教学环节难以开展，学生动手能力得不到真正的锻炼。同一实习地点实习人数过多，在交通、食宿和安全管理等方面有很大困难。这些问题对采矿专业学生实践和创新能力的培养带来诸多困难，而矿井生产系统综合演示仿真模型的研制与应用成为解决这一难题的有效途径。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种矿井生产系统综合演示仿真模型，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿井生产系统综合演示仿真模型，包括框架，框架上布置有地面工业广场和井下生产系统，所述地面工业广场包括井塔、选煤系统、装车站、瓦斯储气罐和风机房，所述井塔包括主井井塔和副井井塔，所述主井井塔旁边设有卸载站，卸载站连接皮带走廊，皮带走廊连接选煤系统，所述选煤系统一端通过皮带走廊连接主井卸载站，另一端通过皮带走廊连接装车站，所述瓦斯储气罐连接有瓦斯管路，管路由风井深入到井下瓦斯钻场，所述风机房上设有扩散器，风机房安装在风井上方；所述框架的一端通过井塔下面的预留孔竖直安装并列的主井和副井，在框架的另一端竖直安装风井，主井和副井均为圆形井筒，风井与副井成对角式，所述主井和副井下方设有井底车场，井底车场通过主要运输石门与运输大巷相连，运输大巷与采区下部车场相连，采区下部车场上方设有轨道上山，轨道上山最上方设有绞车房，与轨道上山平行设有运输上山，轨道上山和运输上山之间设有采区变电所，轨道上山和运输上山中部设有中部车场，轨道上山和运输上山上部设有上部车场，中部车场与下区段回风平巷相连，下区段回风平巷与区段运输平巷之间设有若干联络巷，上部车场与区段回风平巷相连，区段回风平巷与区段运输平巷之间设有回采工作面，所述区段回风平巷连接回风大巷，回风大巷与风井相连。

作为本发明进一步的方案：所述主井和副井由安装在井塔上的可调速提升装置控制主井中箕斗和副井中罐笼运行，用于演示矿井提升系统。

作为本发明进一步的方案：所述井筒、井底车场、运输石门、运输大巷、采区车场和采区巷道等内侧均安装有轨道、带式输送机和led灯带，用于演示运煤系统和通风系统。

作为本发明进一步的方案：所述工作面煤层安装有瓦斯钻场，通过钻孔和管路与地面瓦斯储气罐相连，管路内安装有led灯带，用于演示瓦斯抽采系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该矿井生产系统综合演示仿真模型，结构设计合理，操作使用方便，利用本物理模型可展示矿山开采的全部结构，用以模拟矿井生产系统的运行过程，可为为采矿工程的教学和技术交流提供直观、动态演示，有利于提高教学质量和技术交流效果。

附图说明

图1为本发明的立体示意图。

图2为图1中副井的结构立体图(局部剖视)。

图3为图1中运输大巷的结构示意图。

图4为图1中瓦斯钻场的结构示意图。

图中：1-框架，2-运输大巷，3-控制开关，4-采区下部车场，5-采区煤仓，6-煤层，7-运输上山，8-轨道上山，9-采区变电所，10-采区中部车场，11-联络巷，12-区段运输平巷，13-回采工作面，14-瓦斯钻场，15-区段回风平巷，16-风井，17-风机房，18-采区上部车场，19-回风大巷，20-绞车房，21-瓦斯储气罐，22-装车站，23-皮带走廊，24-选煤系统，25-副井井塔，26-主井井塔，27-副井，28-主井，29-井底车场，30-主运输石门，31-提升钢丝绳，32-罐笼，33-轨道，34-矿车，35-led灯带，36-瓦斯输气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种矿井生产系统综合演示仿真模型，包括框架1，框架1上布置有地面工业广场和井下生产系统，所述地面工业广场包括井塔、选煤系统24、皮带走廊23、装车站22、瓦斯储气罐21和风机房17等，所述井塔包括主井井塔26和副井井塔25，主井井塔26旁边设有卸载站，卸载站连接皮带走廊23，皮带走廊23连接选煤系统24，所述选煤系统24一端通过皮带走廊23连接主井卸载站，另一端通过皮带走廊23连接装车站22，所述瓦斯储气罐21连接有瓦斯管路36，管路由风井16深入到井下瓦斯钻场14，所述风机房17上设有扩散器，风机房17安装在风井16上方。

所述框架1的一端通过井塔下面的预留孔竖直安装并列的主井28和副井27，在框架1的另一端竖直安装风井16，风井16与副井27成对角式，所述主井28、副井27为圆形井筒，主井28、副井27下方设有井底车场29，井底车场29通过主要运输石门30与运输大巷2相连，运输大巷2与采区下部车场4相连，采区下部车场4上方设有轨道上山8，轨道上山8最上方设有绞车房20，与轨道上山8平行设有运输上山7，两条上山之间设有采区变电所9，两条上山中部设有采区中部车场10，两条上山上部设有采区上部车场18，采区中部车场10与下区段回风平巷15相连，下区段回风平巷15与区段运输平巷12之间设有若干联络巷11，采区上部车场10与区段回风平巷15相连，区段回风平巷15与区段运输平巷12之间设有回采工作面13，所述区段回风平巷15连接回风大巷19，回风大巷19与风井16相连。

所述主井28、副井27为圆形井筒，由安装在井塔上的可调速提升装置控制主井28中箕斗和副井27中罐笼32的运行，用以演示矿井提升系统。启动提升系统控制开关，选择“主井提升”，主井井塔26中的电机开始工作，由提升钢丝绳31带动箕斗沿主井井筒28上升，选择“副井提升”，副井井塔25中的电机开始工作，由提升钢丝绳31带动罐笼32沿副井27上升，从而实现矿井提升系统的仿真演示。

所述主井28、副井27、井底车场29、主运输石门30、运输大巷31、采区车场、采区巷道等内侧均安装有轨道33、带式输送机(模型)和led灯带35，用以演示运煤系统和通风系统，启动运煤系统控制开关，led灯带36由回采工作面13亮起，至区段运输平巷12，同时区段运输平巷12中的带式输送机运转工作，至运输上山7，再到采区煤仓5，然后到运输大巷2，此时运输大巷2中的矿车34沿轨道33运行，至主运输石门30，井底车场29，完成运煤系统的演示；启动通风系统控制开关，新鲜风流由绿色led灯带35表示，由副井27亮起，至井底车场29，主运输石门30，运输大巷2，采区下部车场4，轨道上山8，采区中部车场10，经下区段回风平巷至联络巷11，区段运输平巷12，到达回采工作面13，清洗完工作面的浊风由红色led灯带35表示，由区段回风平巷15至采区上部车场18，经回风大巷19到达风井16，完成通风系统的演示。

所述工作面煤层6安装有瓦斯钻场14，通过钻孔和管路与地面瓦斯储气罐相连，管路内安装有led灯带35，用以演示瓦斯抽采系统。

该矿井生产系统综合演示仿真模型，结构设计合理，操作使用方便，利用本物理模型可展示矿山开采的全部结构，用以模拟矿井生产系统的运行过程，可为为采矿工程的教学和技术交流提供直观、动态演示，有利于提高教学质量和技术交流效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。