本發(fā)明涉及礦井智能通風(fēng)，具體為一種礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤礦礦井的供風(fēng)是保證礦井工作人員正常勞動和安全生產(chǎn)的基本條件，是礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，合理地進(jìn)行礦井通風(fēng)，對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測與智能化調(diào)控是創(chuàng)造適宜勞動的氣候環(huán)境條件，預(yù)防各類災(zāi)害事故，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的基本手段。

2、目前智能通風(fēng)系統(tǒng)主要存在以下問題：

3、(1)通風(fēng)環(huán)境監(jiān)測僅在安全監(jiān)控系統(tǒng)里布置了少量的風(fēng)速傳感器(且現(xiàn)有的風(fēng)速傳感器精度無法滿足實(shí)際需求)，不能夠全自動測風(fēng)功能，不具備通風(fēng)阻力監(jiān)測功能；

4、(2)掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)未實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速功能，未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測；

5、(3)井下的風(fēng)門、風(fēng)窗未實(shí)現(xiàn)量化自動控制和遠(yuǎn)程集中控制、功能；

6、(4)在地面未建立專業(yè)化的軟件平臺，未實(shí)時監(jiān)測井下環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)動力和通風(fēng)設(shè)施參數(shù)，未實(shí)現(xiàn)井下通風(fēng)狀態(tài)的三維動態(tài)可視化，不具備通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)解算功能，同時通風(fēng)系統(tǒng)不具備故障診斷、預(yù)測、預(yù)警功能，在災(zāi)變時期未實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動控制功能，未實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)防災(zāi)、減災(zāi)、控災(zāi)的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的是為了解決上述的問題，而提出的一種礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)。

3、(二)技術(shù)方案

4、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

5、一種礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)，包括礦井通風(fēng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、風(fēng)門風(fēng)窗自動化及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、局部通風(fēng)機(jī)智能控制系統(tǒng)、主通風(fēng)機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)和分析決策平臺，其中在礦井通風(fēng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)中根據(jù)礦井通風(fēng)阻力測定的原則，選取礦井一條通風(fēng)路線，在節(jié)點(diǎn)布置多參數(shù)傳感器，實(shí)時監(jiān)測礦每條巷道的始端、末端處氣壓、溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)量，計(jì)算節(jié)點(diǎn)空氣密度，逐段監(jiān)測測量巷道阻力，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)阻力在線監(jiān)測，并通過累加得到礦井總阻力；另外可以實(shí)時監(jiān)測礦井自然風(fēng)壓參數(shù)，掌握主要巷道風(fēng)阻參數(shù)，掌握礦井通風(fēng)阻力進(jìn)風(fēng)區(qū)、用風(fēng)區(qū)、回風(fēng)區(qū)三區(qū)阻力分布，風(fēng)門風(fēng)窗自動化及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中將自動化風(fēng)門和自動化風(fēng)窗的控制系統(tǒng)配置工業(yè)以太網(wǎng)傳輸接口，通過與井下環(huán)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)地面集控、調(diào)度的統(tǒng)一管控，局部通風(fēng)機(jī)智能控制系統(tǒng)中建立智能局部通風(fēng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程集中控制、視頻監(jiān)控、風(fēng)量定量調(diào)控、智能排放瓦斯功能，主通風(fēng)機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)中能夠就地和遠(yuǎn)程控制閘門的開度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，來改變主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，通過plc控制系統(tǒng)，地面接口與協(xié)議接入軟件平臺，可以實(shí)現(xiàn)地面風(fēng)量在線調(diào)節(jié)功能，分析決策平臺中實(shí)時顯示礦井各個用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)參數(shù)分布情況，同時，通風(fēng)信息管理平臺能夠集成安全監(jiān)控、光纖測溫、束管監(jiān)測等數(shù)據(jù)，能夠?qū)馂?zāi)監(jiān)測各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對礦井火災(zāi)進(jìn)行分析預(yù)警。

6、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

7、更進(jìn)一步的，所述在礦井通風(fēng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)中利用風(fēng)速風(fēng)向傳感器測點(diǎn)井下主要測風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)量的測量，利用多參數(shù)傳感器連續(xù)檢測溫度、濕度和大氣壓力，根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖布置風(fēng)速風(fēng)向傳感器，以進(jìn)行測定風(fēng)速風(fēng)量和風(fēng)向，同時為了整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還應(yīng)根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖選擇兩條通風(fēng)路線，進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測定路線多參數(shù)測量。

8、更進(jìn)一步的，所述在風(fēng)門風(fēng)窗自動化及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中地面集控軟件平臺集成視頻監(jiān)控技術(shù)，可以監(jiān)視各處風(fēng)門的情況，同時還設(shè)置有礦用隔爆兼本安型風(fēng)門監(jiān)控裝置主機(jī)，實(shí)現(xiàn)單套風(fēng)門獨(dú)立運(yùn)行，包括對各類傳感數(shù)據(jù)的采集、風(fēng)門開閉狀態(tài)反饋、語音燈光提示和風(fēng)門啟閉控，，在每道風(fēng)門外面還設(shè)置有語音燈光告警裝置，每道風(fēng)門還設(shè)置有兩對開閉狀態(tài)傳感器，每道風(fēng)門配置兩對紅外對射傳感器，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)門自動控制功能。

9、更進(jìn)一步的，所述自動化風(fēng)窗的控制系統(tǒng)通過采集礦用風(fēng)速傳感器監(jiān)測風(fēng)量信息，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的風(fēng)量值自動調(diào)節(jié)風(fēng)窗開度，實(shí)現(xiàn)區(qū)域局部通風(fēng)量保持在恒定值，在每個風(fēng)窗上安裝一臺隔爆兼本質(zhì)安全型電控箱，對風(fēng)窗氣動驅(qū)動裝置實(shí)行在線監(jiān)控，自動、手動控制風(fēng)窗的開度變化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)控，并具有自診斷功能，可局實(shí)現(xiàn)風(fēng)窗部通風(fēng)量的自動調(diào)節(jié)，裝置能通過以太網(wǎng)接入煤礦環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)窗調(diào)風(fēng)系統(tǒng)與全礦井的調(diào)風(fēng)系統(tǒng)信息共享。

10、更進(jìn)一步的，所述局部通風(fēng)機(jī)智能控制系統(tǒng)中由系統(tǒng)控制柜、上位機(jī)、前端采集傳感器組成，控制柜采用plc作為控制核心，采集機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、故障、溫度、振動等，以及環(huán)境參數(shù)采集，包括風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度、甲烷等，上位機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，與plc使用以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，把plc采集的數(shù)據(jù)讀入工控機(jī)并在界面上顯示，局部通風(fēng)機(jī)與主要通風(fēng)機(jī)共用一臺上位機(jī)，在調(diào)度室集中監(jiān)測、控制地面主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)用plc可編程控制箱就近置于局部通風(fēng)機(jī)旁，具備電通訊接口，可直接接入礦井工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，局部通風(fēng)機(jī)主、備兩臺風(fēng)之間設(shè)立關(guān)聯(lián)裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵自動切換、變頻控制。

11、更進(jìn)一步的，所述主通風(fēng)機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)利用傳感器監(jiān)測風(fēng)壓、軸溫、振動、頻率、開停、閘門開度、設(shè)備故障等，電參數(shù)電流、電壓、功率，且各項(xiàng)參數(shù)通過集中控制箱直接輸出至地面監(jiān)測平臺，風(fēng)量根據(jù)風(fēng)機(jī)或風(fēng)硐速壓和斷面積通過計(jì)算，或通過傳感器得到風(fēng)速和風(fēng)量，并上傳至地面監(jiān)測平臺，當(dāng)軸溫超過規(guī)定、閘門開度不滿足求、電流電壓不符合規(guī)定時，出現(xiàn)報(bào)警信息。

12、更進(jìn)一步的，所述在分析決策平臺中建立三維軟件平臺，并支持信息管理，實(shí)現(xiàn)“一鍵測風(fēng)”功能、通風(fēng)報(bào)表自動生成、通風(fēng)立體圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖自動繪制、通風(fēng)系統(tǒng)圖在線動態(tài)管理、通風(fēng)系統(tǒng)三維可視化，實(shí)時顯示礦井各個用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)參數(shù)分布情況，同時，通風(fēng)信息管理平臺能夠集成安全監(jiān)控、光纖測溫、束管監(jiān)測等數(shù)據(jù)，能夠?qū)馂?zāi)監(jiān)測各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對礦井火災(zāi)進(jìn)行分析預(yù)警。

13、更進(jìn)一步的，所述在分析決策平臺中還包括通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時解算和智能通風(fēng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)，其中在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時解算中建立傳感器數(shù)據(jù)與通風(fēng)報(bào)警、通風(fēng)控制的關(guān)聯(lián)規(guī)則，支持用戶自定義規(guī)則設(shè)置，針對不同瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)量、火災(zāi)、設(shè)備故障，設(shè)置報(bào)警等級和控制目標(biāo)，在智能通風(fēng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)布置輔助決策、風(fēng)窗調(diào)節(jié)位置及調(diào)節(jié)量的輔助決策、通風(fēng)動力調(diào)節(jié)的輔助決策、通風(fēng)動力故障智能診斷、通風(fēng)設(shè)施故障智能診斷和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷功能，基于感知信息進(jìn)行井下風(fēng)門、風(fēng)窗的智能開啟和關(guān)閉與調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對井下局部通風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程集中控制、遠(yuǎn)程啟停功能，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)測、監(jiān)視和監(jiān)控。

14、(三)有益效果

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果：

16、1.實(shí)時測風(fēng)在提高了礦井的測風(fēng)精度和頻度、減少人工風(fēng)量檢測的工作量的同時，還可適度減少測風(fēng)員工的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)測風(fēng)工作的有人巡檢、無人值守，從而減少開支；

17、2.智能通風(fēng)系統(tǒng)項(xiàng)目將使得復(fù)雜的通風(fēng)阻力測定工作變成生產(chǎn)礦井的日常行為，相關(guān)專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員可隨時掌握每條巷道的通風(fēng)狀態(tài)，在提高管理效率的同時，節(jié)省了大量費(fèi)用；

18、3.智能通風(fēng)系統(tǒng)的使用，將使管理人員及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，及時發(fā)現(xiàn)無謂的漏風(fēng)、供風(fēng)不足及供風(fēng)過剩等情況，通過智能化的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最為合理有效供風(fēng)，使得礦井的通風(fēng)系統(tǒng)時刻保持最佳的工作狀態(tài)，從而大幅度減少通風(fēng)過程中的能源消耗；

19、4.智能通風(fēng)系統(tǒng)的使用，配合通風(fēng)模擬，匹配最優(yōu)化的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案，從而避免建設(shè)不必要的通風(fēng)設(shè)施和通風(fēng)巷道，在保證礦井通風(fēng)需求和通風(fēng)安全的前提下，節(jié)約大量通風(fēng)工程建設(shè)費(fèi)用；

20、5.智能通風(fēng)系統(tǒng)的使用將有效減少通風(fēng)安全事故，減少因通風(fēng)不正常引起的停工停產(chǎn)事故，從而保證礦井生產(chǎn)安全有序進(jìn)行；

21、6.實(shí)現(xiàn)礦井風(fēng)量的精準(zhǔn)監(jiān)測、自適應(yīng)調(diào)節(jié)、通風(fēng)災(zāi)變聯(lián)動控制；大幅度提高通風(fēng)系統(tǒng)自動化、信息化、智能化及災(zāi)變應(yīng)急控風(fēng)能力水平。最終達(dá)到通風(fēng)自動化減人、智能化分析與決策、遠(yuǎn)程無人化控制的目標(biāo)。