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矿井主扇不停风倒机系统一、概述煤矿主通风机素有矿井肺腑之称，其可靠运行是保证煤矿安全生产的重要手段。
目前，关于煤矿通风方面的研究主要集中在通风网络的优化，风量分配、风路的相互影响、可靠和稳定性领域，对主通风机自动控制的研究和实现可以保证煤矿通风安全，同时提高自动化管理水平。
关于倒机期间的系统停风及其可能带来的瓦斯超限问题，还没有引起国内同行的注意，主要原因是现有倒机方式可以满足煤炭安全规程的低于10min上限的最低要求。
TFJ-V型矿井主扇风机不停风倒机自动控制系统基于通风机热备用保证通风动力的持续供给和百叶窗调节风门风路切换实现通风稳定的方法技术先进；相对于通风机动叶调节和变频调节费用低廉，是国产通风机技术缺陷的很好补充。
TFJ-V型矿井主扇风机不停风倒机自动控制系统可以保证在主通风机倒机期间通风动力的持续供应，实现矿井主通风机不停风自动倒机并实时显示运行风机的参数变化，实现实时监测功能。
二、系统结构系统结构如图所示，主要由PLC测控系统、上位机冗余组态软件系统、百叶窗调节风门三大部分组成。
三、系统功能一键操作实现煤矿主通风机不停风倒机，倒机过程中井下不停风。
实时监测主通风机性能参数：负压、风量、风机效率、风速等。
实时监测主通风机电气参数：电流、电压、功率、功率因数等。
可实时在线监测轴承温度、径向轴向振动，电机绕组温度等参数、风机振动、风机开停信号、正反风信号、风门开闭信号。
具有自动、手动、远控、检修四种控制模式，满足生产需求。
能显示风机模拟运行画面。
上位机应用软件采用冗余组态软件系统，使得系统更加安全可靠；PLC测控系统采用双CPU，能够快速准确可靠地完成监测监控功能；系统可根据现场应用需求灵活配置，伸缩性强；测控功能上的网络化、WEB化。
自动闭锁控制，保证系统安全；具有现场控制、远程控制、手动控制等多种控制方式；在控制中心，通过液晶显示器对风机机房进行24小时监视，通过网络视频服务器实现24小时远程报表自动生成，存储至少半年、监测数据可实时显示、存储，查询、打印。
矿井主扇不停风倒机系统的运用作者：贾清华来源：《价值工程》2012年第31期摘要：我国大部分煤矿都属于高瓦斯矿井，瓦斯超标是影响矿井安全生产的主要安全隐患之一。
矿井通风系统承担着从井下排出有毒气体、提供新鲜空气的重要任务。
而目前我国大部分矿井所使用的通风设备都是上世纪的产品，普遍比较陈旧，存在各种不足，尤其是需要停风倒机，而且倒机时间过长。
从而导致矿井短时间通风能力不足，井底瓦斯含量瞬时集聚超标而产生巨大安全隐患，严重威胁矿井安全生产和矿工人身安全。
通过运用ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统实现了通风机的快速切换，倒机时间缩短，将原主扇通风机倒机时间由现在的五分钟以上甚至十分钟，缩短到一分钟左右甚至更短。
使得主扇通风机倒机这个安全的薄弱环节得到了改善，对矿井的安全生产有着巨大的意义。
Abstract： Most of our coal mines belong to high-gas coal mine. Gas exceeded is one of the security risks for mine safety production. The mine ventilation system undertakes the important task of discharging toxic gases and supplying fresh air from the underground. Most of ventilation systems of mine are the products of the last century， so they are generally older and have various shortcomings， especially they need down machine and the time is too long， which results not enough ventilation capacity in a short period and the instantaneous agglomeration of the gas in the bottom of the well， so it will produce a huge security risk for the safety production and the miners' personal safety. To achieve the rapid switching of the ventilator， this paper used the ZKKG-1 inverted machine system of the main fan ventilator to keep the wind of the mine. This system reduced the time to a minutes or less from more than five minutes to ten minutes， and improved this weak link， so it has great significance for the safety production of the mine.关键词：主扇；不停风；倒机Key words： fan；kept the wind；down machine中图分类号：TD72 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0028-031 ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统的组成及功能ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统由两大部分组成：1.1 不停风倒机监控及控制系统 ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统中的核心是高端PLC及工控机，其内部专门设计了为不停风倒机的风机处理故障的专家系统及热备用倒机软件程序，此外还配备传感（变送）器、信号测取装置、通讯装置、输出及显示装置等等。
引言主通风机和局部通风机是煤矿井下通风的主要设备。
井下要实现通风系统独立完善和可靠达标，必须实行双风机一用一备，并定期对通风机进行人工切换，避免风机长时间运行导致功能性损伤。
《煤矿安全规程》规定，主通风机的切换时间必须≤10 min，局部通风机要立即切换，否则必须立即停电撤人。
而实际切换时除耽误时间较长和客观制约因素较多外，还存在如下诸多问题：风机和矿井通风系统不匹配，短时间非持续性供风量无法满足边远巷道所配风量；正常倒机时引起井下风量的“蝴蝶效应”，造成不可避免的瓦斯积聚；倒机前备用风机存在联机故障，无法有效实现切换或切换后风量不足；频繁切换导致井下停风时间过长，甚至全矿井停风。
为了提高矿井通风系统的自动化水平和可靠性，实现定期不停风自动倒机和异常状态智能控制，矿井主通风机的远程监控，甚至主通风机的无人值守，是煤矿主通风机安全运行的发展方向，这也是实现煤矿信息化、综合自动化战略的重要一步。
主通风机不停风倒机技术是矿井通风安全的重要保障[1]1系统技术分析本项目主要针对矿井主扇突发性故障而倒机困难及在每月一次的正常倒机中需要停风倒机，倒机时间长，容易引起井下局部瓦斯积聚和超限的问题，进行矿井主扇不停风自动化切换技术研究，通过技术革新和设备改进，确保实现如下技术目标。
实现对矿井主扇电流、电压、频率、相位角等性能参数的实时监测；在每月一次的正常倒机中及主扇及其附属设备发生机械故障的情况下，使用主扇不停风自动倒机系统实现矿井主扇的倒机工作；实现双主扇热备用，确保备用风机性能稳定；实现井下通风动力不停止状态下两台主通风机的自动切换控制；实时在线监测主通风机的风压、风量、轴功率等主要性能参数，实时在线监测配套电机的主要电气参数，如电流、电压、功率、功率因数等，实时在线监测轴承温度、径向轴向振动、电机绕组温度等参数；能在监控中心同步显示风机及风门系统的模拟运行画面，监测风机开停信号、正反风信号、风门启闭信号；实现监测数据的实时显示、存储、查询、打印等功能。
改造矿井主扇不停风自动倒台技术的尝试摘要：通风机是矿井四大核心设备之一, 它的作用是为井下的作业环境保证氧气的供应、有害气体的稀释以及温度和湿度的调节。
按照相关规定要求主要通风机每月至少检查1次，此时运转的通风机和备用机之间就需要进行倒换。
主扇在进行倒台操作时，一般为先停后开，就会出现风流中断现象。
在风流中断期间，容易造成瓦斯超限，给安全生产带来极大隐患。
因此，需要对矿井主扇进行不停风自动倒台的改造。
关键词：主扇；自动倒台；风流中断；风门1背景介绍例如，某矿井主扇为轴流式风机，型号FBCDZ-10-NO36，配套电机YBF710-10型，功率710×2，风叶角度调整好后为固定的，启动时为避免风机运行在驼峰以左工作区域出现运行不稳定，应采取带负荷启动，开机前必须先将风门打开。
主扇在进行倒台操作时，备用风机的开启必须在运行风机停止后才能进行，同时可能发生双风机停运现象，引发事故。
所以原有的倒台程序存在着可靠度不高，产生风流中断等问题，有必要对主扇进行不停风倒台技术改造。
2对风门的改造原有的原闸板风门技术相对落后，开启和关闭速度都较慢，无法带压开闭，不能实现不停风倒机。
并且开启关闭程度完全靠操作人员经验决定，在全开和全关之间的任何半开位置，都没有传感器标定，无法实现风机自动化，不利于精确调节通风机风量。
为此我们采用自密式旋叶风门作为新风门系统的组成部分。
自密式旋叶风门的扇叶叶片外形采用菱形流线型设计，表面光滑无突出棱角，经过优化设计完全符合流体运行规律，将风流经过风门时的损耗降低到最小，根据流体力学伯努利定理和流体连续定理，风流在经过叶片式风速会有所升高，当流出叶片之间较窄空间后，流速会因为流过面积增大而降低，因为叶片为不锈钢制作，表面光滑度极高，所以对风流无粘滞阻力，所以风门产生的风阻很小，可以忽略不计。
旋叶风门由于选用了电动一体化执行机构，所以在控制和检测上有较强的优势，在角度调节上，所选电动执行机构可在90 ̊的开启范围内进行≥100点的精细标定，其精确度超过1 ̊，在进行风量测试后可以将各角度对应到具体风量大小，并将角度信号输入软件，在风机倒机或风机风量变化时，直接对上位机输入相应信号，风门可直接开启到所需要风量要求的开闭角度，不需要再开机稳定后，再由人工对其手动调节。
矿井主扇风机反风措施前言在矿井掘进作业过程中，常常会出现矿井主扇风机反风的情况，该情况会对矿井通风系统造成严重影响，影响采矿生产和矿工工作安全。
因此，研究矿井主扇风机反风的产生原因和对策，对于保障采矿生产和人员安全具有特别重要的意义。
矿井主扇风机反风产生原因气流前缘方向变化矿井巷道周围的风速、风向和气压随时间变动，也就是气流前缘方向发生变化时，矿井主扇风机会受到外部气流作用，产生反风。
扇叶结冰或变形矿井环境的低温和高湿等因素可能会导致矿井主扇风机的扇叶结冰或变形，使扇叶不平衡，轴偏离正常方向，从而引起主扇风机反风。
气流倒灌、回流当矿井巷道内的气流受阻或发生紊流时，会出现气流倒灌和回流，对矿井主扇风机运行造成影响，从而产生反风。
装备故障矿井主扇风机的故障也是可能产生反风的主要原因之一。
主扇风机的轴承、陀螺、液压控制系统等出现故障，会使主扇风机失去正常工作状态，从而产生反风。
矿井主扇风机反风措施加强矿井通风系统的监测和运行管理加强矿井通风系统的监测和运行管理是预防矿井主扇风机反风的有效措施。
可以采用现代化的监测设备和技术手段，对矿井通风系统的运行状态、风量、风速和气压等参数进行实时监测和分析，通过调整主扇风机的转速和风门角度等参数，保证主扇风机的正常运行。
调整气流前缘角度气流前缘角度调整是减少矿井主扇风机反风的有效措施之一。
调整扇叶的气流前缘角度可以使其更好的适应变化的气流前缘方向，避免产生反风的现象。
定期维护和保养定期维护和保养可以降低矿井主扇风机发生故障的概率，减少因装备故障引起的反风现象。
主扇风机轴承、陀螺、液压控制系统等设备需要定期保养和检修，检查设备是否正常运行，保证其处于良好的状态。
建立反风预警和应急响应机制针对主扇风机反风可能带来的重大安全风险，建立反风预警和应急响应机制，对主扇风机反风、风速异常等不同情况进行实时监测和预警，及时制订反风应急预案，采取相应措施进行处置，从而降低主扇风机反风对人员安全的影响。
毕业设计 [论文] 题目：矿井主扇风机的不停风切换系别：电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化专业姓名：刘雪维学号：1214040201指导教师：张绍忠平顶山工学院2008年05 月24 日成绩评定·毕业设计（论文）成绩评定一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。
二、评分（按下表要求评定）答辩小组成员签字年月日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。
2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。
3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。
4、答辩中要有专人作好答辩记录。
一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）：签字：年月日二、对毕业设计（论文）评分[按下表要求综合评定]。
（1）理工科评分表（2）文科评分表指导教师签字：年月日摘要矿井主扇通风系统是矿井安全生产中的一个非常重要的部分，其主要作用是向井下通入新鲜空气的同时及时排除井下涌出的瓦斯气体，保障安全生产。
在煤矿安全规程中要求两台风及的切换时间必须在10分钟内完成，但是，随着煤矿开采的延伸，井下瓦斯气体的浓度提高了，涌出量增加了，10分钟切换已不能达到安全生产的要求。
针对这一现状，提出了矿井主扇风机的不停风切换的研究课题。
通常矿井的主扇通风系统采用双风机，两风门实现井下的通风，本设计为达到风流的不间断切换，采用双风机，四风门的通风系统。
以AT89C51单片机为中心，完成在用风机与备用风机之间的切换，实现了矿井主扇风机的不停风切换。
关键词：主扇风机、不停风切换、AT89C51、双风机、四风门。
ABSTRACTMine ventilation fan is mine production safety in a very important part of its main role is to the Access to fresh air underground at the same time and remove the underground gas out of gas, safety production. In coal mine safety regulations in asking the two typhoons and the switch must be completed within 10 minutes, but as an extension of coal mining, underground gas gas concentrations increase, the emission increased by 10 minutes can not switch Meet production safety requirements. In response to this status quo, the mine owners to fan the wind kept switching the research topic. Mine are usually the main fan dual-fan ventilation system, the two throttle to achieve the ventilation underground, is designed to achieve the continuous airflow switch, dual-fan, the four throttle the ventilation system. AT89C51 to SCM as the center, complete with fans in between the fan and standby switch, the mine has been the main fan the winds switch.Key words: Lord fan, the wind kept switching, AT89C51, dual-fan, the four throttle.平顶山工学院毕业设计论文目录ABSTRACT (V)第1章绪论 (1)1.1背景资料 (1)1.2方案的确定 (1)第2章电气设备的选择 (4)2.1主电动机 (4)2.2主扇风机 (6)2.3制动器 (6)2.4风门电机的调速 (7)2.5接近开关 (10)2.6传感器 (11)第3章硬件电路部分 (21)3.1 AT89C51 (21)3.2 A/D 转换器 (27)3.3 ADC0809转换器与AT89C51的接口设计 (31)第4章系统的软件部分 (34)4.1软件设计的任务 (34)4.2程序流程图 (34)4.3程序流程图的说明 (36)4.4程序 (38)参考文献 (43)第1章绪论1.1背景资料目前矿井主通风系统基本上是双风机、双回路电源设置,1台运行,1台备用。
矿井主风机倒机自动控制系统摘要矿井巷道用的通风系统，在矿业的安全生产中起着至关重要的作用。
矿井的瓦斯爆炸，与巷道的通风是否顺畅，风量的足否都有着直接关系，一旦通风不畅，瓦斯浓度升高到一定程度，即会造成爆炸塌井，造成重大事故，危及矿工的生命安全。
现在运行的系统大部分采用停机倒机的操作方式，在倒机的短暂停风时间内（一般2-4分钟）曾出现瓦斯超限，给安全生产带来隐患。
所以，采用不断风的倒机方式，对生产安全具有相当大的意义。
关键词主风机；控制系统；倒机方式1现行主风机结构方式1）碟阀关闭的形式。
采用大闸板互联的形式控制风道开闭通过风道上的闸板进行控制，两个闸板互相连锁，通过一个绞车控制，此起彼落。
2）开启式风门结构。
这种风机结构为电机外置式，风门控制位置在地面之下，通过开启的方式来关闭和开通风道，关闭风道通过门的自重来达到，开启通过绞车拉起。
以上结构都有一个共同点：只能处在两个位置，要么开要么闭。
且风机的启动均在风门打开的情况下，属于重载启动，启动电流也比较大。
2系统改造及控制为了达到风量的基本均衡倒机，必须让两个风机风门具有连续调节的能力，只有当风门具有调节能力的时候，才能通过自动化系统实现倒机时风量的波动控制在有效范围内。
对于第一种结构，风门为碟阀，可以采用在风门的头部安装伺服机构改造成类似调节阀的结构。
而对于后两种，因为与风门是通过软连接进行的，所以必须将其改造成硬连接，并在硬连接机构上安装伺服机构，也可以改造成类似调节阀的形式。
将风门都改成类似调节阀的形式后，就可以实现自动倒机，且风量变化波动不大。
现在以第一种的情况，来说明改造过程。
1）改造碟阀。
将碟阀改造成调节阀，执行机构采用三相异步电机与减速器和锁紧机构一体的结构形式，伺服机构采用高可靠性大扭矩低压变频器，低压变频的驱动信号来自PID 调节系统。
这样就构成一个简单的伺服机构。
2）控制系统。
控制以立井风机的负压为控制目标，蝶形调节阀的控制过程采用变频作为驱动机构的好处其调速范围宽，可以慢动以适应PID调节，也可以快速动作适应一些特殊变化（如快速躲过喘振）。
煤矿主要通风机不停风倒机优化改造作者：温欢迎高杰来源：《科学与财富》2016年第15期摘要：根据《煤矿安全规程》规定煤矿主要通风机在运行一个月必须进行检修并倒机，也就是先检修备用主扇，检修完毕后再停止在用主要通风机，开启备用主要通风机。
一矿北二两台轴流式主要通风机倒台运行过程中，必须先停止运行的通风机，在运行通风机风门完全关闭后，才将备用通风机开启。
在通风机倒机过程中，会造成井下短暂的风流中断，为了安全起见，供风区域采掘头面人员需要撤离。
在通风机倒台过程中，短暂停风（通风系统失稳）时间内，供风区域内的高突采掘头面出现瓦斯超限具有普遍性，给矿井安全生产埋下了隐患。
因此，如何保证倒机过程中风量、负压的平稳过渡，有效抑制瓦斯不超限，要从解决倒机过程中通风系统失稳入手设计倒机方案，并最终实现矿井主要通风机不停风自动倒机，对矿井采掘头面安全生产具有重大的意义。
关键词：主要通风机；不停风；自动倒机1 方案分析高突矿井主通风机按照现有的方式倒机时，即使经历短暂的停机（一般2～4min）也会出现瓦斯超限现象，给安全生产带来隐患，因此，要想实现不停风，其前提就是不停机。
本课题就是研究在不停机情况下的通风机自动倒机系统，涉及各种倒机方案的设计及其可行性评价。
不停风倒机方案的设计主要考虑以下方面问题：井下通风系统稳定，井下瓦斯不超标，通风机设备的运行安全和双回路供电电网的承受能力等，同时主通风机倒机过程要遵循安全、可靠、稳定、经济、节能等原则。
2 关键问题及研究重点分析通风机正常停机倒机过程中很常规的问题在不停风倒机过程中会带来一系列的问题：（1）通风机倒机过程中，如何避开通风机的喘振区，从而确保通风设备安全。
（2）通风机在大风阻下的堵转问题，以及对于通风机设备安全的影响。
（3）通风机倒换过程中2个风门同时开启时，在备用通风机启动之前产生的风路短路，以及备用通风机启动之前因风路短路造成的备用通风机反转对正向启动的阻力。
ZKKG-1型煤矿主扇风机不停风倒机系统我国大部分煤矿都属于高瓦斯矿井，瓦斯超标是影响矿井安全生产的主要安全隐患之一。
矿井通风系统承担着从井下排出有毒气体、提供新鲜空气的重要任务。
作为通风主要动力的提供者，主通风机素有“矿井肺腑” 之称，其设备的性能和工作效率与矿井瓦斯含量之间有着紧密的联系。
由主通风机造成的“通风失稳”若得不到及时处理，会引发瓦斯积聚、超限，甚至瓦斯爆炸事故，对煤矿安全生产的影响将是灾难性的。
但是，目前我国大部分矿井所使用的通风设备都是上世纪的产品，普遍比较陈旧，存在各种不足。
尤其是需要停风倒机，而且倒机时间过长。
在此期间，难以保证主通风风机倒机期间通风动力的持续供应，从而导致矿井短时间通风能力不足，井底瓦斯含量瞬时超标而产生巨大的安全隐患，从而严重威胁到矿井的安全生产和工人的生命安全。
由于矿井生产环境的特殊性，出于对矿井工人生命财产的尊重、对矿井安全生产的不懈追求，作为最早发展产学研结合的矿山装备企业，我们有义务对现有的矿井通风系统进行改进和革新，结束主扇倒机需要停风的历史，在矿井生产中不间断的为井下提供足够的风量，严格控制井下空气中的瓦斯含量，尽可能排除由于通风不畅导致的安全隐患。
ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统就是在此背景下研制的高效可靠的井下通风系统。
ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统，是我徐州中矿科光机电新技术有限公司联合中国矿业大学信电学院，与平煤集团共同开发的新型综合机电及信息一体化的实用性安全科研项目，现已在平煤集团成功使用，在获得了极高的认可后并得到了广泛推广，平煤一矿、二矿、四矿、五矿、八矿、九矿、十矿、十三矿，鹤岗煤业集团富力矿，瑞平公司庇山矿、张村矿，兰花煤业亚美大宁煤矿，平禹煤电二矿、六矿，中煤大屯煤电姚桥矿，天力公司吴寨矿，共计十九个风井已经或正在配备本系统。
此外，集中能源金地煤焦、鹤岗矿业集团、开滦矿业集团、晋煤矿业集团、淮北矿业集团、皖北矿业集团、龙口矿业集团，盘江矿业集团，保利能源山西公司都主动与我公司联系，希望配套此系统。
ZKKG-1型主扇风机不停风倒机系统的作用及影响众所周知在高瓦斯矿井，瓦斯积聚和瓦斯超限是矿井安全生产的重大隐患，而矿井风井不定期的风机倒机则承受着避免瓦斯积聚和瓦斯超限等安全标准的巨大挑战，过长的倒机时间是一般高瓦斯矿井所不能承受的。
与“主通风机的故障停机和运行异常” 造成煤矿通风系统源头失稳而引发的瓦斯超限事故的重要原因相比，主通风机倒机停风造成的瓦斯超限事故更为常见。
因为主通风机按照传统的“停机倒机” 操作方式在定期倒机过程中的“短时停风”以及由于传统的“停机倒机”模式中备用风机为冷备用方式，一旦备用风机因为意外无法按预期启动，煤矿通风在短时间内将难以恢复而形成通风失稳，对于“高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井” ，很容易引发瓦斯超限事故，威胁煤矿的生产安全。
本系统独创了通风机热备用的思路，可以保证在主通风机倒机期间通风动力的持续供应，具有矿井主通风机不停风自动倒机、“一键式”操作倒机和自动识别运行通风机故障的功能，通过检测及控制系统，逻辑控制快速开启或闭合自密型新式风门，实现通风机的快速切换，使倒机过程中对通风系统的影响由传统方式下的“系统停风”缩短为“风量波动” ，故障状态下的倒机时间缩短，将原主扇通风机倒机时间由现在的五分钟以上甚至十分钟，缩短到四十秒左右甚至更短。
本系统的出现，使得主扇通风机倒机这个安全的薄弱环节得到了改善，对矿井的安全生产有着巨大的意义。
此外本系统在高瓦斯矿井的配备还会带来可观的社会效益和经济效益。
煤矿通风机不停风倒机项目投入运行后，杜绝了因倒机期间通风中断造成的瓦斯积聚、超限现象，消除了安全隐患，提高了整个通风系统的安全可靠性，有效地保证了煤矿的安全生产，具有积极的社会效益；主通风机倒机期间瓦斯超限问题的消除，节省了原来因为倒机造成瓦斯超限而进行瓦斯排放所浪费的时间，为煤矿创收提供时间保证，可以提高煤炭的产量，对于一个年产150万吨的中型煤矿可实现年增产2000 多万，获得了很好的经济效益。
二ZKKG-1型主扇风机不停风倒机系统倒机过程根据通风机的启动特点，其启动电流的大小和持续时间与风阻有关。
如图2-1 所示，在原通风系统增加水平对空短路风门，通过设置该风门，可以降低原“停机倒机”模式下，风机挂网启动时的阻力，通过降低风机启动风阻，可以提高风机电机启动的成功率。
为了进一步克服备用通风机在传统“停机倒机” 方式下能否正常启动的不确定性问题，项目研究并提出了煤矿通风机倒机前热备用的思路。
在原运行风机不停机的前提下启动备用风机，如果能够正常启动，则可以实现可靠的热备用；如果出现问题造成无法启动，可以暂停倒机操作先进行故障的排查和检修，因为实质的倒机过程还没有开始，不会影响原来风机的正常挂网运行。
因此通风机由冷备用向热备用过渡进一步提高了倒机的成功率。
为了消除现有“停机倒机” 模式下在通风机倒机过程中系统停风的安全隐患，本系统使用的新型煤矿主通风机“不停风倒机”模式，该倒机模式最突出的特点在于实现了倒机过程中通风动力的有效供应，因而为煤矿主通风机倒机期间系统的不停风提供了有效地保障。
在倒机过程中风路切换是实现倒机的重要过程，不停风倒机系统的风路切换是由四个自密式旋叶风门联合动作来完成，利用其切换快速、灵活的特点，通过一定的控制策略，本系统很好的实现了通风机倒机期间的通风稳定，进而杜绝了倒机期间的瓦斯超限问题。
系统结合了目前国内矿井使用的主扇通风机的特点，专门设计了不停风倒机流程，并通过自动控制系统予以实现（结合图2-1）：① 1 号风机正常运转中，倒机开始，先打开2 号水平对空短路风门，开启备用风机2 号。
（此时风机处于空运转状态，所谓空运转是指风流从对空短路风门进入，由出风口出，实现开机前热备用。
）②经系统在线监测单元检测备用风机2 号运转正常后，打开1 号水平对空短路风门，同时关闭1号立式挂网风门，使原运行风机1号过渡到空运转状态。
③打开已运转备用2 号旁的2 号立式挂网风门，关闭2 号水平对空短路风门，使之过渡到正常带井下通风网络运转状态。
（此过程与第②过程中的配合时间，以及对空风门和挂网风门的开关配合时间，要根据风机形式、风机功率、风门过风面积及风量负压等参数计算得出，精确度已达到0.1s级别，可使井下风流波动时间达到最短，风机影响最小。
）④经系统检测备用风机2号挂网运转正常后，停下原运转风机1号,通风机賊圈2号立式挂咖门图2-1设计改造后的风井布置图此外，系统针对由于风机故障导致停机而由此引发的井下停风和瓦斯超限的严重后果，成功实现了通风机运行中的风机故障自动识别倒机，可以有效的遏制通风机引发的通风系统事故的扩大，实现了煤矿主通风机的自动化无人值守。
其识别倒机过程如下：①设1号风机在运转中出现故障，系统通过在线监测单元检测对其进行检测并发现故障，先打开2号水平对空短路风门，开启备用风机2 号，同时将1号风机故障所产生的电信号发送到风机故障数据库进行数据比对，判定此故障是否可以自我恢复或为短时故障。
②经系统检测备用风机2号运转正常，同时系统不断对原1号风机进行检测。
当判定此故障为可恢复故障或短时故障时，继续对1号风机进行检测，不实施倒机；当判定此故障不可以自我恢复或非短时故障时，立即实施倒机，将1号风机转为备用。
③系统对1号风机实施报警，记录风机故障数据，并显示风机故障数据比对结果，方便风机的故障排查。
三ZKKG-1型矿井主扇风机不停风倒机系统的技术方案⑴ 基于人工免疫的通风机故障预警和分类诊断突破将主通风机故障分为电气故障、机械故障、性能故障的传统分类方法，在本项目中将通风机故障分为致命性故障和非致命性故障两大类，前者直接导致通风失稳必须立即采取应对措施，如供电中断，通风机喘振等直接威胁通风设备安全或通风安全的故障；后者则是可以允许通风机带故障运行一段时间的。
针对非致命性故障，基于人工免疫的思想，监控系统投运后首先积累通风机正常状态参数并通过平移和伸缩变换将其归一化，然后放在故障坐标平面上，接下来实时采集的通风机运行状态参数通过同样的变换也可以放在这个平面，通过引入故障距离函数可以区分安全自己、安全非己和危险非己等不同故障等级来实现故障的预警；另外，同样在这样一个故障坐标平面上，通过选择代表不同故障的特征量可以区分不同故障的隶属程度，作为触发不同的故障处理方法的条件，实现智能选择控制策略的目的；如通风机的性能故障和机械故障处理的方法不同，性能故障需要通过调节风机性能参数或通风网路风阻调节来消除，而机械故障则需要实时监测并根据异常度判断是否已经演变成致命性故障，必要时才进行风机的倒机。
图3-a 为主通风机故障异常度分类示意图，为了检测通风机运行异常时设备的异常度，本项目将非己空间划分成5 个不同的异常等级，设异常等级分别为k l、k2、k3、k4、k5，等级控制半径分别为「1、「2、「3、「4、「5, 通过调整安全非我状态空间的半径「D,可以实现对报警阈值的控制，对应设备不同的报警级别，为维持原风机的运行状态还是立刻采取相应的控制措施提供量化依据。
在同一异常等级的检测器中，如图3-b 所示，在坐标平面上的采用两条相互垂直分界线（边界1 和边界2）来细分故障的种类，将通风机的非己状态空间进一步分成四个扇形区域，分别定义为I 区，II 区，III 区，IV 区，其中，I 和IV 区性能故障所占的比重大，当故障落入此区间宜按照性能故障进行处理，如图中A 点所示；II 和III 区机械故障样本所占的权重大，分类为机械故障，需按照机械故障处理，如图中B 点所示。
基于以上思路，在线监控系统首先在线采集积累设备的正常运行状态样本，训练机器识别“安全自己”，然后在图2-a的状态空间上利用距离函数得到故障异常度，对于危险非己的故障则根据图2-b的状态空间划分自动识别通风机故障类别，最终给出继续维持运行，倒机、重启和工况调节等应对措施，并保证在一分钟时间内完成，可以有效的遏制由主通风机故障引发的通风系统事故的扩大问题。
⑵ 基于备用通风机热备用提高通风机倒机的成功率如图3-3和3-4所示，在地面风道顶端布置“水平对空自密式旋叶风门（简称：水平对空短路风门）”和在风道内布置“立式挂网自密式旋叶风门（简称：立式挂网风门）。
当该风机挂网运行时，两个自密式旋叶风门分别处于图3-3所示的状态，即立风挂网门打开，水平对空短路风门关当备用风机需要由冷备用改变成热备用状态准备倒机时，两个自密式旋叶风门将分别切换到图3-4所示位置，即立式挂网风门关闭和水平对空短路风门打开，这样可以突破原“停机倒机”模式下备用风机无法提前启动进入热备用的弊端，在不影响原运行风机正常运行的前提下，实现备用风机的倒机前热备用。
