現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)研究

王明龍 丁忠波

摘? 要：為了滿(mǎn)足我國(guó)工業(yè)發(fā)展的需求，同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)展環(huán)境保護(hù)，降低在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的由于對(duì)礦井下的環(huán)境狀態(tài)不了解，而導(dǎo)致礦井內(nèi)工作人員的工作安全、工作效果得不到保障等一系列問(wèn)題，需要分析現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的使用效果以及應(yīng)用前景，從而提高礦井中工作的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：礦井;智能通風(fēng)系統(tǒng);應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0063-02

Abstract： In order to meet the needs of China's industrial development， at the same time improve economic benefits， carry out environmental protection， and reduce the lack of understanding of the environmental state under the mine in the process of industrial development， resulting in a series of problems in the mine， such as work safety， work effect can not be guaranteed and so on， it is necessary to analyze the use effect and application prospect of the modern mine intelligent ventilation system， so as to improve the overall quality of the work in the mine.

Keywords： mine; intelligent ventilation system; application

現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的出現(xiàn)是科技進(jìn)步的體現(xiàn)，給工業(yè)不斷向前發(fā)展帶來(lái)積極正面的影響。智能通風(fēng)系統(tǒng)具有可以自動(dòng)感知瓦斯?jié)舛取⒅悄苷{(diào)節(jié)礦井通風(fēng)風(fēng)速等優(yōu)點(diǎn)，兼具智能通風(fēng)、抽排瓦斯、數(shù)據(jù)分析以及報(bào)警預(yù)警等多方面功能。通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)礦井分風(fēng)解算、優(yōu)調(diào)優(yōu)控、優(yōu)選主要通風(fēng)機(jī)裝置等工作，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造、配風(fēng)調(diào)風(fēng)、合理性檢驗(yàn)等計(jì)算。各類(lèi)型數(shù)據(jù)可以通過(guò)三維可視化平臺(tái)展現(xiàn)出來(lái)，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)科學(xué)管理提供有效的技術(shù)手段。智能通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠大大減少人力和物力的浪費(fèi)，減少事故發(fā)生的可能性，保障礦井內(nèi)安全生產(chǎn)作業(yè)，提高工作的整體質(zhì)量。

1 現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 現(xiàn)代性和科學(xué)性

現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)之所以應(yīng)用在當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展中，是由于該通風(fēng)系統(tǒng)擁有其獨(dú)有的現(xiàn)代性和科學(xué)性的優(yōu)勢(shì)和功能。目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在煤礦行業(yè)?，F(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)比起原本所使用的通風(fēng)系統(tǒng)而言，技術(shù)含量更高，科學(xué)性更強(qiáng)，利用現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)礦井下的通風(fēng)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)回傳到系統(tǒng)中，便于實(shí)時(shí)檢測(cè)分析，以達(dá)到聯(lián)動(dòng)控制。

1.2 及時(shí)獲取大數(shù)據(jù)信息

對(duì)工程技術(shù)人員而言，可以利用現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集并且整理分析礦井中的一系列相關(guān)數(shù)據(jù)。運(yùn)用系統(tǒng)中含有通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式、通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制模式、三維通風(fēng)系統(tǒng)模式，都可以掌握礦井內(nèi)的狀況，提高礦井內(nèi)的整體工作質(zhì)量。安全管理人員通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式掌握當(dāng)前礦井通風(fēng)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行過(guò)程，防止出現(xiàn)瓦斯事故。通風(fēng)監(jiān)測(cè)控制模式主要是針對(duì)礦井中的風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)礦井下的通風(fēng)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)礦井內(nèi)環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)速。利用三維通風(fēng)系統(tǒng)模擬仿真礦井下的實(shí)際狀態(tài)，確保工程技術(shù)人員在智能終端使用中分析當(dāng)前的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)獲得最佳的礦井管理質(zhì)量，既優(yōu)化風(fēng)量的供給，延長(zhǎng)了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的使用周期，降低系統(tǒng)能耗，又達(dá)到礦井通風(fēng)系統(tǒng)正常時(shí)期和災(zāi)變時(shí)期的按時(shí)按需最優(yōu)供風(fēng)。

2 現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)工作的實(shí)用性

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)的信息技術(shù)發(fā)展速度越來(lái)越快。在新的形勢(shì)下，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為虛擬空間的傳輸平臺(tái)在各行各業(yè)被運(yùn)用得越來(lái)越廣泛，煤礦開(kāi)采行業(yè)也需要有效利用好這一科學(xué)技術(shù)，提高現(xiàn)代煤礦行業(yè)的健康發(fā)展效果，并且減少事故發(fā)生的可能性，降低事故發(fā)生的頻率?，F(xiàn)代煤礦開(kāi)采工作首先要考慮如何降低安全事故的發(fā)生，礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)則可以完成這一項(xiàng)工作，其整體的實(shí)用性非常高，這與智能系統(tǒng)所蘊(yùn)含的高端技術(shù)密不可分。由此可見(jiàn)，技術(shù)的發(fā)展，使得我國(guó)當(dāng)前煤礦工作的質(zhì)量以及工作安全性都有了顯著的提升。而在智能通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)用性上，主要表現(xiàn)在了自動(dòng)性、安全性和時(shí)效性。在現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)中主要采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行控制，并且整體的自動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)圖案，提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的使用效果，使整體的系統(tǒng)功能變得更加強(qiáng)大。傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)其功能過(guò)分單一，智能通風(fēng)系統(tǒng)則能在不同的時(shí)間傳遞不同的信號(hào)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速，安全性更高。比起過(guò)去的工作方式，其工作的穩(wěn)定性也能夠得到有效的改善。智能通風(fēng)系統(tǒng)在沒(méi)有被研發(fā)的時(shí)候，煤礦安全事故頻頻發(fā)生，煤礦安全成為了我國(guó)煤炭經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最讓人無(wú)法預(yù)估的事情。無(wú)論是煤礦中的瓦斯爆炸或者是其他的事故，其發(fā)生頻率都相對(duì)較高，導(dǎo)致不少工作人員傷亡，其帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)人們對(duì)煤礦工作的擔(dān)心在逐步上升。

隨著現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，煤礦的相關(guān)事故逐步減少，其在一定程度上保證了人們的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全。實(shí)踐表明，相比于傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)而言，利用煤礦智能通風(fēng)系統(tǒng)能直接提高通風(fēng)的整體效果，滿(mǎn)足當(dāng)前煤礦的發(fā)展需求。此外，由于現(xiàn)代煤礦智能通風(fēng)系統(tǒng)本身所具有的時(shí)效性非常強(qiáng)，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，瞬間檢測(cè)到煤礦礦井下通風(fēng)的整體狀況，可以確保每一名工作人員能很好的掌握礦井的通風(fēng)情況以及在礦井工作時(shí)的工作質(zhì)量。

3 現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)工作的原理

通常情況下，現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)裝置相對(duì)于復(fù)雜，本身的零件較多，但在使用時(shí)功能強(qiáng)大，能夠直接有效地遏制煤礦事故的發(fā)生，并且保障礦井工作人員在工作時(shí)的工作安全性以及工作穩(wěn)定性。在現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)中，其主要的零部件包括了單片機(jī)，人機(jī)界面，風(fēng)速傳感器、通信模塊、控制模塊、報(bào)警模塊、瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯?。多?shù)情況下，智能通風(fēng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，將其檢測(cè)后所得到的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到單片機(jī)上，能夠幫助運(yùn)行人員預(yù)測(cè)即將要發(fā)生的事故，降低事故發(fā)生的頻率。瓦斯?jié)舛榷鄶?shù)情況下都是由智能通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，在礦井工作中，如果瓦斯?jié)舛炔荒芗皶r(shí)的被檢測(cè)出，瓦斯?jié)舛冗^(guò)高會(huì)引發(fā)瓦斯爆炸。因此，做好礦井的安全防護(hù)，了解當(dāng)前礦井中的瓦斯?jié)舛龋秦?fù)責(zé)礦井工作人員的主要工作內(nèi)容，也是必須考慮并認(rèn)真對(duì)待的工作內(nèi)容。

為智能礦井通風(fēng)系統(tǒng)能隨時(shí)檢測(cè)出礦井下的數(shù)據(jù)，提高檢測(cè)的整體效果，而且濃度值會(huì)自動(dòng)地反映在單片機(jī)上，當(dāng)風(fēng)速不符合規(guī)定要求時(shí)，智能通風(fēng)系統(tǒng)能自動(dòng)控制并調(diào)節(jié)風(fēng)速，使得風(fēng)速能始終平衡在規(guī)定區(qū)間，實(shí)現(xiàn)礦井的經(jīng)濟(jì)通風(fēng)。一旦發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，智能控制板又不能調(diào)節(jié)風(fēng)速、不能調(diào)節(jié)濃度時(shí)，該瓦斯就已經(jīng)處于高危階段，很有可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生爆炸。面對(duì)這種高危的風(fēng)險(xiǎn)下，運(yùn)行人員應(yīng)該及時(shí)與相關(guān)人員進(jìn)行溝通，并且讓工作人員快速撤離。這種方式能極大的減少礦井瓦斯事故，同時(shí)能夠降低經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡。在通常情況下，現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)都可以通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)來(lái)稀釋瓦斯的濃度，這相比于傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)而言，有了非常大的進(jìn)步，雖然現(xiàn)在礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的原理相比于傳統(tǒng)的工作原理而言更加復(fù)雜，但是其工作的質(zhì)量以及工作的有效性都提高很多。

4 現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)的工作前景

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的不斷發(fā)展，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”以及機(jī)械自動(dòng)化能夠提高現(xiàn)代智能礦井通風(fēng)系統(tǒng)的使用效果。當(dāng)然，在系統(tǒng)使用中仍然存在著一些有待優(yōu)化的問(wèn)題，其中包括了用風(fēng)點(diǎn)和礦井需風(fēng)量計(jì)算之間的問(wèn)題。在原本使用至現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，雖然已經(jīng)建立了一些計(jì)算方式，但是這些計(jì)算方法都是建立在已知炮煙產(chǎn)生量、粉煤塵產(chǎn)生量、環(huán)境溫度、人員數(shù)量等一系列參數(shù)的基礎(chǔ)上，由于每一個(gè)礦井、每一個(gè)用風(fēng)點(diǎn)其工藝差別相對(duì)較大，因此無(wú)法用完全統(tǒng)一的方式進(jìn)行用戶(hù)需風(fēng)量的計(jì)算，并且統(tǒng)一使用一種計(jì)算方式對(duì)于礦井的安全而言并不是最可靠的。當(dāng)前在我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》中并沒(méi)有具體的需風(fēng)量計(jì)算公式，需要根據(jù)每一個(gè)煤礦企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行制定。但是無(wú)論是自動(dòng)調(diào)風(fēng)還是人工調(diào)風(fēng)，需風(fēng)量超前計(jì)算都是一個(gè)不可回避的問(wèn)題。在當(dāng)前發(fā)展中需要解決這一問(wèn)題，并且找到最佳的計(jì)算模式與計(jì)算方式。關(guān)于現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的過(guò)程中，可以選擇的優(yōu)化方式有以下幾種分別是線(xiàn)性規(guī)劃法、最大通路法、非線(xiàn)性規(guī)劃法以及固定風(fēng)量法等。

現(xiàn)代礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)中的可靠度和靈敏度是發(fā)展中的重點(diǎn)，也是日后在研究中不可忽略的部分。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)的使用過(guò)程中，還需要不斷尋找發(fā)展的方向以及未來(lái)的發(fā)展空間，其中包括了以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

4.1 對(duì)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的等效簡(jiǎn)化

通過(guò)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的等效簡(jiǎn)化能夠不斷優(yōu)化礦井內(nèi)的傳感器以及調(diào)控設(shè)施的布置方案，無(wú)論是利用氣壓，風(fēng)速，溫度、粉塵，甲烷、一氧化碳等傳感器，還是各類(lèi)風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗等調(diào)控設(shè)施，都能提高礦井的工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)道、風(fēng)阻、自然風(fēng)壓以及熱力風(fēng)壓的管理權(quán)限管理，感知當(dāng)前的礦井狀態(tài)，能夠隨時(shí)隨地地保證所有工作人員在工作時(shí)的安全性以及工作的穩(wěn)定性，降低由于工作安全性較差而導(dǎo)致的一系列負(fù)面問(wèn)題。

4.2 對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化整體使用效果

通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)是礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)信息來(lái)源的感知神經(jīng)，礦內(nèi)風(fēng)速、溫度和氣體濃度檢測(cè)技術(shù)在精度和可靠性方面都能滿(mǎn)足智能控風(fēng)的參數(shù)感知需求。通過(guò)對(duì)礦井內(nèi)所有環(huán)境參數(shù)預(yù)知，能夠了解當(dāng)前的環(huán)境發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及環(huán)境中所涉及到的指標(biāo)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)網(wǎng)實(shí)時(shí)解算與智能調(diào)控，提高環(huán)境的整體應(yīng)用質(zhì)量。根據(jù)目前礦井中的通風(fēng)狀態(tài)以及通風(fēng)效果進(jìn)行分析，在使用時(shí)一定要考慮到如何提高礦井的整體屬性，還需要利用智能調(diào)幅、調(diào)風(fēng)軟件計(jì)算礦井的使用狀態(tài)以及使用效果，無(wú)論是其調(diào)節(jié)設(shè)施或者是智能動(dòng)力設(shè)備都能達(dá)到全局的最優(yōu)調(diào)節(jié)方案，并且發(fā)布調(diào)控指令，實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)控。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)發(fā)展速度越來(lái)越快，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)在日常作業(yè)中重視使用的效果。相比于傳統(tǒng)的礦井通風(fēng)而言，其科學(xué)性、穩(wěn)定性和安全性均得到了有效的提升，大幅降低了煤礦事故發(fā)生的幾率，這是一項(xiàng)非常成功的改進(jìn)，滿(mǎn)足了我國(guó)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的有效提升，減少了事故的出現(xiàn)。

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