煤矿智能通风控制系统研究

矿井通风安全智能实时监测与控制系统研制
李玉鹏;刘平;刘海涛;孙泽雁;张峰华
【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】良好的矿井通风系统是煤矿安全生产的重要保证。

为实现矿井正常生产和灾害发生时风量的自动调节,研究了一种矿井通风智能监测及控制系统。

该系统实现了对矿井大气各种参数的实时监测且以三维的方式呈现,并为模拟与分析子系统提供了数据支持。

此外,该系统可以根据监测数据以及模拟结果智能控制风门以及风窗的开闭状态,实时满足需风地点的供风要求。

实践应用表明,该系统实现了远程自动监测无人化、风量远程自动调控、主要通风机和局部通风机远程控制,显著提高煤矿通风系统自动化与智能化水平。

【总页数】5页(P128-132)
【作者】李玉鹏;刘平;刘海涛;孙泽雁;张峰华
【作者单位】陕西陕煤集团黄陵建庄矿业有限公司;山西科达自控股份有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TD724
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煤矿通风系统优化技巧煤矿通风系统在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。

优化通风系统可以有效地改善矿井内的气体环境，降低矿井事故的发生率，并提高矿工的工作效率。

本文将介绍一些煤矿通风系统优化的技巧，以帮助矿企提高通风系统的性能与安全性。

一、风量分配优化通风系统的风量分配对于矿井内部的气体流动非常重要。

合理分配风量可以减少气体的滞留和积聚，提高矿井内空气的新鲜度。

优化风量分配需要考虑到矿井内部的气体分布情况、矿井结构布局以及工作面的安全标准等因素，并结合通风模拟软件进行模拟分析。

通过调整通风风门的开启程度，合理调整矿井内的气体流动路径，以保证工作面通风良好，并降低有害气体的浓度。

二、煤矿进风通道的优化设计煤矿进风通道的设计对于保证通风系统的正常运行起着至关重要的作用。

优化设计包括进风口的位置、大小和数量等方面。

为了提高通风系统的效率，进风口的位置应根据矿井内的气体流动方向和风载荷进行合理布置。

进风口的大小可以根据各个区域的通风需求进行调整，以满足矿井内各区域的通风要求。

此外，进风通道的数量也应根据通风系统的实际需要进行规划，以确保通风效果的最大化。

三、合理设置排风系统煤矿通风系统中的排风系统是通风系统的重要组成部分，它可以将矿井内的有害气体和热量排出。

合理设置排风系统可以有效地降低气体浓度和温度，提高矿井的舒适性和安全性。

在排风系统的设计中，应考虑到矿井的结构布局和有害气体的排放量，合理设置排风机的数量、位置和功率等参数。

同时，应定期对排风系统进行维护和检修，确保其正常运行，以保证整个通风系统的正常运转。

四、有效利用风机性能曲线风机的性能曲线反映了风机在不同工况下的流量和扬程关系。

通过合理利用风机的性能曲线，可以最大限度地提高通风系统的效率。

在通风系统的设计和运行中，应根据风机的性能曲线选择合适的工作状态，以达到最佳的通风效果。

此外，根据风机的性能曲线，对风机进行故障诊断和效率评估，可以及时发现问题并进行修复，提高通风系统的可靠性和稳定性。

当代化工研究Modem Chemical Research9 2021・05综述与专论浅析矿井智能通风原理及关键技术*刘晓伟(山西天成元矿山安全技术咨询有限公司山西030012)摘耍：矿井通风一般主要是为了持续向矿井进行传输新鲜的空气供矿井中的工作人员使用，主要的方法是应用机械通风，然后将有害气体及时的排出，这样就能够使得矿井气候条件变得有利于作业环境，能够很好地供应矿井生产所需，同时也是灾害防治的一个重要的基础.它也是煤矿主要餉五大系统之一.本文主要是依据国内目前有关鉴现代化矿井中系统餉改造升级要求，比如：通风信息化等等相关的要求，通过系统的进行分析矿井智能通风的相关原理，并阐述该领域的关键技术亦或者是系统组成.关键词：矿井；智能通风原理；关键技术中图分类号：T文献标识码：AAnalysis on the Principle and Key Technology of Mine Intelligent VentilationLiu Xiaowei(Shanxi Tianchengyuan Mine Safety Technology Consulting Co.,Ltd.,Shanxi,030012) Abstract:The main purpose of m ine ventilation is to continuously transmit f resh air to the mine f or the use of t he staff i n the mine.The main method is to apply mechanical ventilation,and then discharge the harmfill gas in time.In this way,the mine climate conditions can become conducive to the working environment,which can well supply the p roduction needs of t he mine.At the same time,it is also an important p art ofdisaster p revention and control It's the f oundation of t he project.It is also one of t he f ive major coal mine systems.This paper is mainly based on the current domestic modernization of t he mine system transformation and upgrading requirements,such as:ventilation information and other related r equirements,through the system analysis of m ine intelligent ventilation related p rinciples,and expounds the key technology or system components in this f ield.Key words：mine\intelligent ventilation p rinciple\key technology引言近年来，伴随着国内煤矿行业进行开釆等工作，相关的开采设备由老式机械化逐渐的向着系统智能化进行转型，创建智能化系统的煤矿越来越受欢迎。

矿用调节风门（风窗）远程智能自动控制系统简介远程自动调节风门或煤矿远程自动调节风窗系统控制、矿用调节风门（风窗）远程智能自动控制系统在远程自动调节风门或远程自动平衡风门上位机界面的右侧有急停按钮、复位按钮、开门按钮、关门按钮解锁按钮、互锁按钮，百叶窗旋转角度输入窗口、百叶窗控制按钮等，通过点击各控制按钮达到需要的风门运行状态。

为了安全起见，急停按钮使用谁安急停按钮谁具有复位的权利，即井下现场人员使用了急停按钮停止了正在运行的风门，则只有井下现场的人员再次按下现场的急停按钮，风门才复位（恢复到初始的状态），反之远程使用急停按钮功能时也同理。

井上管理员可以根据设定的风速传感器参数是否在正常范围区域内而通过改变百叶窗的旋转角度来调整百叶窗或推拉式调节风窗的通风横截面的大小，进而达到理想的情况。

现场通风部门的人员也可以根据相关仪器测得的参数和要求标准在与井上管理员沟通后，通过现场的电控按钮控制百叶窗的旋转角度，达到满足正常的通风要求。

远程上位机上的解锁按钮可以实现两道风门之间解除互锁的状态，为大型设备的通行和出现突发事故时矿工快速撤离到安全区域提供了条件。

矿用调节风门（风窗）远程智能自动控制系统本系统采用RJ45标准通讯接口，执行TCP_Modbus通讯协议标准，具有2路通讯接口，采用单模双纤模式传送信号至地面控制中心，主要有以下几项功能。

1.1管理权限：1.1.1本系统采用RBAC理论分为三级管理模式；一级管理人员具有查看、修改参数、控制风门的运行的权限，并对二级、三级管理人员的账户进行管理（包括登记、删除），二级管理员可以查看、控制风门的运行；三级管理员只能查看风门的运行状态、各传感器的数据参数、视频等；1.1.2厂家管理员具有恢复出厂设置的功能；降低了因一级管理员非正常离职给后续矿方管理人员带来的工作难度。

1.2不同风门界面的切换：把上位机界面切换到需要查看的风门界面有两种不同的方法。

根据客户的巷道图纸在本系统内创建矿井巷道电子地图，风门地理位置标示清晰，在主界面上方点击“分布点设置”进入巷道电子地图，然后点击需要切换到的风门代号实现一键链接，直接将上位机界面切换到相应的风门主界面。

矿井智能通风原理、关键技术及其初步实现摘要：在目前矿井通风中，主要目的是为了能够使得新鲜空气进行不断的输送，目的是为了能够让工作人员进行想更好的使用主要方法是可以应用机械通风，然后把有害的气体进行及时的排出，使得矿体区域内的空气环境变得更加有利于工作作业的需求能够更好的供应矿井的生产需求也是为了能够防治重要灾害的一个基本要素。

同时也是煤矿主要的五大系统之一本文，主要根据国内目前所现有的现代化矿井系统中的改造和升级。

来进行综合的阐述和分析，希望能够通过更加精细的原理分析来提高未来相关领域的组成状态。

关键词:矿井，智能通风原理，关键技术近年来，随着国内煤矿行业等工作的开展，相关矿山设备逐渐从老式机械化向智能化系统转型，建立煤矿智能化系统的工作也越来越普及。

但是，矿井通风子系统仍然比较僵化，仍然采用人工操作，这样的操作方式不能满足矿井智能化的相关要求。

目前，一些矿井通风灾害的异常预警和事故后的应急决策还不足以应对矿井通风灾害。

1矿井智能通风原理我国智能通风主要是使用智能控制空气供应需求,根据我国的需要,不断和稳定运输新鲜的空气供员工使用的,主要方法是应用机械通气,然后及时排放有害气体,哪一种能够使矿山的气候条件变得有利于工作环境，能够供给矿山生产的需要，同时又是防灾减灾的重要依据。

主要方法是采集矿井内的信息并经过相关处理后，通过控制技术的结合，按照“和平与战争相结合”的相关概念固定按需供气，在实际操作过程中，如果出现异常灾变，该智能系统可用于应急控制。

这种方式符合当前状态下通风的自动管理，也符合灾害期间的应急响应。

主要成果如下:第一点，对矿井通风系统进行评价后，欢迎其经济可靠的特点，灾害预警也广受欢迎，可以在采矿过程中实现安全经济的目标。

第二点，矿山通风系统可以实现全过程自动化的实现，同时也可以实现智能调节控制的相关目标，应用目前流行的人工智能或是新材料融合技术，打造矿山现场智能通风系统，也可以在作业过程中实现有效的联动控制。

矿井通风智能化管控系统设计摘要：对于矿井通风智能化管控系统，为实现需求，设计模块化通风智能化管控系统，这能实现通风系统智能化管控和专人巡检运行，进而提高了安全性、可靠性和风量调控的精准性，并降低了通风能耗，减少了管理人员工作量。

关键词：矿井通风；矿井通风智能化管控系统；智能化调风引言：智能矿山建设是将数字化、智能化以及信息化等技术综合应用到矿井生产系统中，提高煤炭生产效率以及安全保障能力。

现阶段矿井智能化建设仍处于初期阶段，部分矿井已构建智能化综采工作面，在一定程度提升采煤工作面效率及工作面作业人员数量。

通风是煤炭生产系统重要组成单元，将现代化控制技术以及信息处理技术等融合到通风系统中，依据井下需要调整供风量并在异常情况下提供调整策略，对提升矿井通风系统效率具有一定促进作用。

文中就结合山西某矿生产现状及现有通风设备水平，针对性提出智能化改造技术方案，以期能在一定程度提升矿井通风效率。

1.智能通风系统构架构建的智能通风系统应用智慧矿山结合，实现通风隐患判别、通风参数感知以及通风构筑物协同控制等功能。

当前，随着智能化煤矿建设步伐的加快，智能化矿井的建设已朝着构建功能较为完备且可靠性较强的通风监控系统前进，但未能实现智能化控制，现场应用时存在的主要问题包括有：通风系统监测设备较少、监控精度较低，井下风窗、风门等通风构筑物未能实现远程控制；采用的安全监控系统无法实现自动分析及预警等功能；风网解算以及风量分配等均通过人工方式实现，存在准确率底、效率不高等问题；通风图纸无法实现自动生产。

以矿井井下各监测设备监测参数为基础，构建矿井通风三维可视化平台及三维模型，实现通风监控及决策智能化控制。

综合使用遥测感应、超声波等技术对井下通风巷道内风压、风速、相对湿度及温度等参数进行实时测定，当监测参数变化幅度超过预先设定值后，监控中心会自动发出预警信息，并向通风系统智能决策平台传输报警点位置及报警原因；从而构建井下通风监测、通风状态识别、通风系统优化、远程控制等闭环。

煤矿掘进机远程智能控制技术研究摘要：在我国社会经济建设发展过程中，煤矿行业的发展具有一定的促进作用，它不仅体现着我国国民经济基础建设的效率和进程，也体现出了国民生产总值的提升。

煤矿区域地质条件较复杂，导致煤矿开采期间存在一定安全隐患。

煤矿企业在复杂地质条件下施工时需开掘多条巷道，以满足井下通风及煤炭资源运输需求。

结合我国煤矿掘进支护技术发展进程分析，锚杆支护技术应用较为广泛，可提升巷道岩层聚集力及强度，降低煤矿坍塌事故风险。

因此，积极探究煤矿掘进支护技术在复杂地质条件的应用极为重要，对保障煤矿开采效率、开采质量而言具有重要意义。

关键词：煤矿掘进机；远程；智能控制技术引言掘进机对煤矿井下巷道掘进环节具有关键作用，其作业的安全性与效率直接影响井下巷道掘进环节的成本与质量。

由于井下地质环境复杂，如果掘进机在井下作业时精确度不够，就需要结合井下的具体情况开展持续性控制巷道掘进，依靠经验与作业熟练度，只适用于井下相对平缓的地质环境中的掘进工作，复杂的地质环境并不适用，会造成井下巷道掘进环节进展缓慢。

1智能化控制掘进技术分析智能控制掘进技术的主体由装载头位置检测与校正技术、零件的自动切割与自适应切割、安全运维技术三部分组成。

智能引导和自适应工作是智能装载机的两个重要优势，智能引导也可以分为三种类型：位置引导、状态引导和成型引导。

自适应可分为三种：自适应切割、自适应校正和自适应诊断。

位置检测是智能掘进机的重要组成部分，它不光可以感应机体位置数据，还可以在机器作业时实施纠正位置。

总体而言，在装载头位置参数的引导下，通过组合定位计算手段，可以计算出机器位置误差与测量误差，同时根据标准值进行优化和完善，准确检测位置参数负载头的增加。

使用该模型分析掘进机的摇臂、负载和道路特定条件，并控制掘进机的位置。

感应成型是智能负载头的一个主要部门，可以判断与纠正巷道截面成型过程中出现的错误，并实时控制自适应切割和切割头轨迹。

详细来讲，在对路段的形成误差进行调查和修正时，主要通过智能化测距手段与测角手段，指定路段的主要点，并建立路段的具体模型和标准模型，以此对巷道截面实施合理检测。