矿井通风智能化理论与技术

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷第9期   作者:任冠华
[导读] 本文主要研究矿井通风智能化理论与技术,首先讲矿井自然分风智能化计算理论
        摘要:本文主要研究矿井通风智能化理论与技术,首先讲矿井自然分风智能化计算理论,其次讲了煤矿通风智能化在矿井中应用,最后讲了矿井智能通风技术发展展望。其目的在于保障煤矿安全开采,降低对工作人员身体的危害。
        关键词:矿井通风;智能化伦理;技术
        引言
        矿产资源为我国重要资源,在社会经济发展中具有至关重要的作用。在新时期背景下,大众对矿产资源的需求量逐渐加大,随着矿井的加深,工作人员在具体作业中常常会吸入一些有毒害的气体,危害身体健康。在煤矿开采中,由于设备散热和天气等原因影响,矿井的温湿度会提升,进而形成不良气候,影响开采工作顺利进行。在科技的飞速发展下,让矿井通风技术和工艺得到了创新和优化,通过合理运用这些新技术与工艺,可以实现完善系统功能的作用,让系统的通风作用发挥出最大化。以下主要内容是矿井通风的重要性与矿井通风技术。
        1自然分风智能化计算理论
        自然分风计算理论是实现通风自动化和智能化的基础理论,也是一切矿井通风仿真模拟计算和实时解算的核心理论,而实时解算又是矿井通风智能化的基础。
        2煤矿通风智能化在矿井中应用
        近年来我们紧紧围绕智能化建设总体目标,制定了年度规划,成立了专项小组、明确路线图、进度表和时间节点,定期召开智能化建设推进会,树立专业配合、部门协作、上下联动的“一盘棋”思想,密切配合,在各自分管范围内积极主动的推进“智能化”建设,形成强大工作合力,实施周通报、月考核、年评比,有力推进智能化开采循序渐进。首先引进主扇风机无人化管理系统。该系统一般由五大单元组成:集中控制单元、传动单元、控制单元与下层数据收集及数据传输,集中控制部分一般实行对系统的远距离操控与系统参数的即时监控,在安全管理及智能化方面主要有以下优点:(1)通风风机无人化管理自动化系统在施工作业现场使用以后,因为优化了风机设备的控制策略和风机送风能力,提升了煤矿井下通风系统的安全可靠性;(2)降低了通风系统设备的送风量损失,提升了设备的工作效率;(3)大量降低了煤矿井下通风安全系统的用电损耗;显著地改进了设备起动时电流对电动机设备的冲击,最大限度地减少了现场相关操作者的作业强度;(4)降低由于操作者手动作业可能产生的错误操作。其次我们正在积极洽谈煤矿井下通风管理视频监控系统。该系统一般是采用现代计算机技术的三维立体可视化解决方案,搭建煤矿井下通风安全管理系统参数化数据库,把没有具体形象的煤矿井下通风安全数据实行彩色三维立体投影,把煤矿井下全部巷道的通风信息数据和通风安全系统图像和数据实行交互。在常规二维平面图像的前提下实施改造,采用多维空间建模与分析功能强大的GIS技术为基础平台,能够对矿井进行三维模型创立,还原巷道的真实形状。采用分层管理方式实现对系统中巷道、构筑物和风机的分要素层管理。为煤矿井下通风管控系统搭建巨大的参数处理数据库,切实解决实际煤矿挖掘生产作业中煤矿井下通风系统管控操作难度大的现象。
        3矿井智能通风技术
        3.1智能决策
        3.1.1数据驱动的矿井通风网络快速构建。其关键研究内容包括:①兼顾传感器布置数量少和通风网络无盲区监测的传感器优化布置方法,实现网络实时监测数据获取全覆盖;②矿井通风系统动态图形与监测数据的融合技术,实现图形与数据、数据与数据的融合、共享与联动分析;③多源数据优选与网络模型实时更新修正技术,实现真实有效数据的筛选,保证通风网络模型真实可靠。
        3.1.2通风调控的联动分析与智能决策。

其关键研究内容包括:①主要通风机、局部通风机与通风网络自适应和远程智能调控,实现风机运行与通风网络需风量相适应;②按需分风智能决策与自主调控技术,当局部区域需风量变动时系统智能决策并远程自主调控通风设施,实现风量供需平衡。3.1.3通风隐患的智能识别与及时报警。其关键研究内容包括:①基于图像识别的矿井通风系统合规性判识方法,为及时调整通风系统布局提供技术手段;②基于监测分析结果的通风隐患智能识别与优化技术,实现通风隐患在线排查,智能决策提醒;③全矿井有毒有害气体分布云图生成及分级评价技术,实现有毒有害气体从点监测向空间面域分析评价的转变。
        3.2提升通风技术的科学性
        其实,矿井生产有很强的风险性,为了保证井下工作人员的生命安全,需要从实际着手,科学选择矿井通风技术,保证所利用的通风技术科学有效,以免出现安全事故,减少效益损失。从而得知,矿井生产过程中,所使用的矿井通风技术务必要有较强的合理过日常的管理及检修来有效避免。对于设备老旧问题,需要企业加大对于设备的资金投入,引进先进的设备来投入生产。企业的管理者应当以长远的眼光来看待这一问题,先进的设备能够保障煤矿开采的高效性,减少安全问题的发生,推动企业的生产,加速煤矿开采的机械化发展。而针对设备的管理,企业应当从日常管理入手,聘请专业的机电运输设备的专业人员进行定期的检修与保养,并根据开采情况,对机电运输设备进行彻底的检查,一旦发生质量不达标,安装、操作或设备存在问题时,及时记录并进行更换、修理,确保机电运输设备的安全性能达标后再投入生产。在煤矿机电运输设备的检修工作中,一切以保证安全性为主,遵照国家的验收制度及标准,保障机电运输设安全可靠。
        3.3使用优良的通风设备
        通风设备是矿井通风系统安全高效运行的技术与物质基础,干河煤矿必须建立新的通风设备采购清单,列出较为可靠的设备生产品牌清单与黑名单,坚决购买质量可靠、成本较低的通风设备;同时,建立现有通风设备的按时检测与维修制度,坚决贯彻“一用、一备、一检”制度,对存在安全隐患以及老化的设备,及时进行维修与更换。
        3.4反风控制智能决策技术
        虽然灾变时期的通风技术较多,例如防爆门的自动开启和复位,快速密闭,风流导向等。但可以不包括像瓦斯爆炸、火灾等事故的仿真和模拟技术,因为仿真和模拟技术只能进行推演、培训和系统设计参考,不能用于灾变现场。在这些技术中,我认为最核心的和最困难的当属灾变时期的风向和风量控制,像智能防爆门、自动密闭设施可归结为装备类,已有比较成熟的产品。
        3.5增强多风多机站布置的合理性
        对多风多机站进行合理布置,能够确保通风系统的运行效率,充分发挥其包含的性能,利用科学手段合理布置多风多机站于通风系统中,能够切实提升矿井作业中传送风力的速度,并减少实际作业时间,对一些能源耗费进行有效控制,减少成本,进而提升煤矿企业的经济效益与社会效益。在我国,矿井通风技术已经存在了几十年,另外,随着科技的深入发展,及有关人员对矿井通风机的全方位研究,使得矿井通风技术实现了长足发展。在矿井通风技术飞速发展的背景下,通过对多机站与多风机不断变换,能够切实优化通风系统的实际性能,促进井中有毒害的气体大量排放,实现矿井换气和通风。由于矿井通风系统内运用的多风多机站能够有效调节风量,运用风机达到控制的目标,在某个程度上可以促进通风技术进一步发展,进入实现减少财力以及物力的目的。
        参考文献
        [1]栾王鹏.矿井智能通风与实时监测控制系统[J].山东煤炭科技,2019(5):183-185.
        [2]常万众,丁银磊,张立红.三维通风智能决策分析系统在通风管理中的应用[J].煤矿现代化,2018(1):11-13.
        [3]王学芳.矿井PLC智能通风系统及其应用分析[J].煤炭与化工,2018,41(8):99-100.
        
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