浅析煤矿智能通风系统

浅析煤矿智能通风系统

摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。要实现稳定安全的矿井通风，需要对通风系统的隐患和参数进行实时监测。煤炭资源广泛应用于工业生产，可以促进社会和经济的进步。因此，相关单位需要根据当前矿井通风安全管理和控制工作，进行科学改进和优化，以提高矿井建设的可靠性。本文研究了煤矿通风管理重要性，对矿井的智能化通风控制系统进行研究，最后研究了智能化通风系统的组成进行探讨，以供参考。

关键词：煤矿通风；安全管理；通风系统

引言

矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，安全可靠的矿井通风系统是防止各种灾害发生的重要保障。矿井通风系统是一个复杂的、随机的、非稳定的系统，伴随着新鲜风流的不断供入，井下风门的开合、采掘布局的调整、地面气温的变化都时刻影响着矿井通风系统。因此，开展矿井通风系统动态预警分析研究具有重要意义。

1煤矿通风管理重要性

其一，煤矿通风需对应的通风系统来支撑。通过运行矿井通风系统，能够在矿井中导入新鲜空气，保证矿井内部空气流通，并稀释矿井内可能存在的有毒气体，使其浓度降低，从而保证矿井内作业人员的生命安全。其二，矿井通风系统的应用为作业人员提供了足量的氧气，使其一方面不至于因人员过多而缺氧，另一方面能够调节矿井内部的温度效应及空气密度，为作业人员创造一个相对较好的作业环境，并保证安全生产。但是因矿井开采环境的不确定性、多变性及复杂性，无形中提升了矿井通风难度，因此在实际通风管理中，往往会因一些简单的细节问题而影响整体的矿井开采工作，并埋下安全隐患。因此矿井开采单位在通风管理过程中应当有意识地把握其中的关键、主要因素，分析矿井具体的通风状况，并以此为基础进行通风系统的完善，避免安全生产事故的发生。

2矿井的智能化通风控制系统的研究

煤矿井下智能化通风控制系统的研究，需要充分考虑煤矿实际工作环境，借鉴工业4.0的理念，以建立网络信息传输为基础，使机器设备、信息存储、生产装备融合成一体，在生产体系中各部分能够单独运行的同时，可实现信息自动的交换，从而确保生产能够高效安全的运行。矿井通风设计必须考虑分析井下工作状况，也要考虑通风设备安装的地点位置。过去矿井通风存在着很难兼顾运行设备与统计信息分析结果之间的调控，也不能达到井下通风量按需供给的要求，工业4.0以及智能化系统能够很好解决上述问题。矿井的智能化通风控制系统的研究可分成7步，包含理论性的认证、智能控制系统的设计、系统实验与调试、完善研发、专家评估认证、现场测试认证和产品市场投放。在系统设计的过程中，必须保证软件与硬件的匹配合理，确保智能通风控制系统具有一定的经济、实用、准确、安全、平稳的性能，在设计中要充分考虑系统存在或可能出现的诸多问题，在认证的环节中，要提出通风整改、优化建议。以工业4.0为指导，在矿井内安装各类传感器，通过网络连接，由处理器CPS分析后将控制指令发送到执行器，由执行器完成控制，最终确保矿井通风有序、协调进行。

3智能化通风系统组成

3.1智能通风管控系统组成

结合矿井通风基础设施设备、智能通风系统监测（风速、风压、环境有毒有害气体等）、通风机在线监测、远程可控的通风系统设施设备以及其他智能通风子系统，形成智能通风管控系统，集管控分析决策于一体，为矿井安全生产服务，达到“减人、提效、保安”的目标。智能通风管控系统由通风状态感知、通风系统分析决策、通风智能调控等模块组成。通风状态感知模块负责依据获取到的通风状态数据，通过通风状态求解模型得到通风系统运行状态参数。通风系统分析决策模块负责对通风系统进行模拟仿真，对通风系统异常状态、隐患等进行识别，同时具备三维可视化仿真交互界面。通风智能调控模块负责执行分析决策下达的调控命令，具备远程风门调控、远程风窗调控、局部通风机智能调控、灾变应急控制等功能。智能通风管控系统提供了统一的用户交互界面，将风网监测信息、通风机监测信息、火灾监测信息、安全监测信息集中展示管理。

3.2合理选择通风设备

矿井通风仪器的类别较多，针对通风仪器展开选取过程中，需要良好的关注煤矿中风量的具体状况，针对所有通风仪器展开合理的装设，在保证矿井通风性能的同时保证通风工作的安全性。需要科学的关注矿井通风阻力相关的条件，保证通风仪器拥有较高的安全性能。良好的开展瓦斯管控工作，保证施工区域内部风量能够达到施工要求。若是想要良好的规避碳化物出现堆积情况，需要针对煤矿中风量展开测算，同时将这部分数据当作基础，科学的针对回风巷展开规划。为了保证施工巷道的通风性能，需要应用相应的通风装置。矿井进行掘进施工期间，如果出现瓦斯堆积情况，需要第一时间采用巷道末端释放的方式进行通风。如果通风仪器未达到施工标准，可能会影响通风质量。对此，需要及时的引进先进的通风仪器，若是仪器应用时间比较长，必须定期进行检修与维护，对于出现磨损或损坏的部件需要及时的替换，进而确保通风仪器运转的安全性。

3.3通风系统可靠性预警分析

通风系统可靠性是指矿井在生产过程中，保持系统各环节正常运行、各地点风量分配合理、抵抗灾变的能力。通风系统的可靠性一般用指标来衡量，如技术性、经济性、安全可靠性指标。通常把表征警情严重程度划分为3个警限:“无警”、“轻警”、“重警”。“无警”表征着评价对象合格，“轻警”表征着评价对象基本合格，“重警”表征着评价对象不合格、需整改。

3.4强化安全保障

首先，需安装先进的测量系统及监控系统，安排专人负责监控矿井各个位置的温度情况及工作人员作业情况，对于发现的问题通过告警系统及时传递至地面控制中心并提供相应的解决建议，以此来快速解决相应问题。其次，在矿井各个通风机位置安装瓦斯传感系统，在线监控瓦斯浓度，若是瓦斯浓度超过规定标准，传感系统也会处罚告警装置，以便及时地检查其具体状况，必要时启动应急程序，最大限度地保护井下作业人员的人身安全。

3.5通风系统基本特征分析及可视化

数字化矿井通风系统和动态通风网路解算为煤矿通风辅助决策提供了分析平台。但从海量的基础数据中选取需要的数据并进行特征分析，并不是一件容易的事。为此需要开发通风系统特征分析功能，提供各种通风系统特征的分析，如瓦斯浓度分析、通风阻力分布分析、超风速微风分析、通风机工况点分析、自然风压分析等，还可以巷道贯通后的风量模拟、反风演习模拟等，实现实时、动态、合理和科学的通风管理。

结语

综上所述，文章根据煤矿实际工作情况，系统的分析了煤矿目前通风现状，通过分析找出煤矿在通风方面所存在的不足，针对不足分析探讨了通风实现智能化的需求，根据4.0理论制定出煤矿安全通风智能控制的总体方案。并通过智能化的设计，使得煤矿的通风控制更可靠、更安全、反应速度更快，对巷道风量控制进行了应用效果分析,风量满足使用要求。

参考文献

[1]谢元新,王鹤,赵英新,等.矿井智能通风系统的研究[J].硅谷,2015,8(01):39+30.

[2]杨杰,赵连刚,全芳.煤矿通风系统现状及智能通风系统设计[J].工矿自动化,2015,41(11):74-77.

[3]葛恒清.基于PSO算法的煤矿通风系统优化与调控[D].北京:中国矿业大学,2020.

[4]欧阳博文.基于神经网络理论矿井通风系统安全综合评价研究[D].西安:西安科技大学,2006.

[5]曹鹏飞.煤矿通风系统的虚拟可视化研究[D].邯郸:河北工程大学,2011.