礦井通風(fēng)系統(tǒng)智能化改造

隨著智能化礦山建設(shè)與 5G 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代化礦井提升機械化水平的基礎(chǔ)上，煤礦正朝向自動化和智能化方向不斷發(fā)展。煤礦安全生產(chǎn)的前提條件是必須具備可靠穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)，包括完善的通風(fēng)設(shè)計、通風(fēng)方式、大功率通風(fēng)機及通風(fēng)路線等。相較于傳統(tǒng)通風(fēng)方式，現(xiàn)在的通風(fēng)系統(tǒng)多采用人工定點測風(fēng)站檢測，通過構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施 (如風(fēng)門、風(fēng)障、風(fēng)橋等) 進行風(fēng)量調(diào)節(jié)和風(fēng)路改造。隨著礦井開采規(guī)模增加和通風(fēng)路線增長，依靠人工方式測風(fēng)已經(jīng)不能滿足對特殊地點長時間、連續(xù)測風(fēng)作業(yè)的需求，尤其是具有有毒有害氣體的地點，人員無法及時進行風(fēng)量、風(fēng)流檢測?；诖?，建設(shè)高度自動化的智能通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。摩擦襯墊

1 智能通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

智能通風(fēng)系統(tǒng)主要運用信息集成技術(shù)實時采集礦井各作業(yè)地點的通風(fēng)參數(shù)，自動計算網(wǎng)絡(luò)動態(tài)和區(qū)域風(fēng)阻，實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)險辨識與隱患排查、多維一體化動圖屏顯、關(guān)聯(lián)報警和聯(lián)動控制等，最終實現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行智能化自主調(diào)配，在具體應(yīng)用中達到智能預(yù)警、快速調(diào)風(fēng)、高效避險、控風(fēng)減災(zāi)的效果。

結(jié)合某礦通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，與智能通風(fēng)系統(tǒng)新技術(shù)進行平臺融合，打造無人化測風(fēng)、自動調(diào)風(fēng)、區(qū)域智能反風(fēng)、火災(zāi)預(yù)警防控等功能的智能化技術(shù)體系。投入使用后，該體系可逐漸消除礦井測風(fēng)盲區(qū)，替代人工監(jiān)測盲巷和高濃度有毒有害氣體區(qū)域，進行煤層自燃和有發(fā)火周期的采掘作業(yè)地點風(fēng)量、風(fēng)壓監(jiān)測，針對礦井火災(zāi)可形成快速預(yù)警和反風(fēng)控制機制，最大限度降低災(zāi)害損失。智能通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)主要由自主感知模塊、決策預(yù)警模塊和多元數(shù)控平臺等不同功能模塊融合組成。

1.1 自主感知模塊

通過分析全礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在主要供回風(fēng)地點安裝風(fēng)量、風(fēng)壓傳感器，實時監(jiān)測所有巷道的基本動態(tài)通風(fēng)參數(shù)，確保無人狀態(tài)下所有數(shù)據(jù)的真實性和準確性。長時間連續(xù)監(jiān)測，便于通過大數(shù)據(jù)比對發(fā)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的弱點和隱患風(fēng)險，與礦井現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)連接，完成通風(fēng)系統(tǒng)的瞬時動態(tài)模擬捕捉與監(jiān)控。

1.2 決策預(yù)警模塊

在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上快速構(gòu)建礦井通風(fēng)系統(tǒng)模型，對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)實時采集測算。通過各類型傳感器監(jiān)測 CO、CH4 等氣體濃度，構(gòu)建礦井采掘地點和井筒、大巷等多維動態(tài)圖。將現(xiàn)場實際安裝的監(jiān)測傳感器與對應(yīng)傳感器采集回傳數(shù)據(jù)相連接，當(dāng)超過設(shè)定上限指標時，系統(tǒng)自動報警，形成快速反應(yīng)處置機制，以便通風(fēng)系統(tǒng)自動切換、調(diào)節(jié)風(fēng)流方向，優(yōu)化風(fēng)險地點的供風(fēng)量，實現(xiàn)自動化控制。

1.3 多元數(shù)控平臺

利用較成熟的 GIS 技術(shù)搭建礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)格模擬平臺。結(jié)合多元耦合技術(shù)、冗余分析技術(shù)等先進技術(shù)手段，對各點自動采集通風(fēng)參數(shù)信息快速計算解析，形成高效靈敏分析機制。依托礦井局域網(wǎng)絡(luò)，形成智能通風(fēng)裝備與技術(shù)的互通升級。在原有監(jiān)測監(jiān)控各類傳感器、采集器等設(shè)備基礎(chǔ)上，將束管監(jiān)測系統(tǒng)、光纖測溫系統(tǒng)、預(yù)警管控系統(tǒng)、局部風(fēng)機智能調(diào)控系統(tǒng)、工作面應(yīng)急反風(fēng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)一同并入多元數(shù)控平臺，形成多個系統(tǒng)集中監(jiān)控調(diào)度的綜合化應(yīng)用平臺，提高監(jiān)控利用率。