淮河能源潘二煤矿通风一区 安徽淮南 232001
摘要：矿井通风是保证煤矿生产安全最为重要的技术手段，在实际矿井生产的过程中，需要不断将新鲜空气运输到地下，才能够保证矿井员工正常呼吸。不仅如此，矿井通风还具有稀释井下有毒气体、矿尘，提高井下员工人身安全的重要作用。矿井通风技术的智能化发展有助于提升其使用性能，对保障矿井通风安全具有十分重要的意义。鉴于此，文章首先对矿井通风技术的现状进行了分析，然后研究了其智能化发展方向，以供参考。
关键词：矿井通风；技术现状；发展展望
1矿井通风智能化技术研究现状
1.1在线识别技术
对于矿井状态识别技术的研究，主要是因为矿井当中风阻、风压、风量在进行调风控风的过程中具有可变性，仅仅依靠机械进行平均值的测定已经无法满足现阶段矿井通风的智能化发展需求。一些相关专家提出了根据测量矿井通风进行风阻精算的理论，但该方法除需要对矿井通风系统进行人工调节以外，还需要进行地点、时间、以及调节量的设置，一旦其中某一环节出现失误，则会影响计算的准确性，从而影响整体安全质量。目前，我国已经具有局部漏风、漏风通道的相关测量方法，但仍缺少完整的矿井通风系统漏风点、漏风通道的计算方法和识别模型。
1.2在线调节技术
国内学术界关于矿井通风系统调节装置以及调节方法的研究还不够成熟，无论是在理论层次还是实际当中，矿井通风系统都只能够进行局部的监测和调节。相关学者曾提出，通过对矿井当中风道卷帘们高度的不断调节，依靠风的流速使卷帘门的风量能够达到预期值。但由于矿井中不同风道之间的相互制约，风道整体处于平衡状态，导致该方法在实际当中很难实现。相关科研人员研发了百叶式、眷恋式、推拉式以及组合式门窗调控装置，这一系列调控装置能够在不影响正常运行的前提下，实现对通风量的大范围调节，同时根据检测数据状态识别、处理、以及方案计算，便能够实现矿井通风系统的智能化转变。
1.3整体优化技术
想要实现矿井通风系统的故障诊断，则需要全面掌握风阻异常识别、热力风压异常、构筑物状态异常等诸多知识，通过对风道参数的识别以及状态识别的方式进行故障解决。在进行矿井通风系统优化的过程中，通常采用的方法为最大路通法、线性规划法、固定风量法、非线性规划法等。其中，最大路通法与线性规划法计算结果相较模糊，只能够在特定条件下计算近似结果。而固定量法所计算的风阻值可能为负值，不可行。非线性规划法虽不曾简化系统，但在实际应用过程中仍有很多不可行之处。例如，若风压调节值正负数与风流方向不同时，则只能借助辅助通风机进行调节，这是与实际情况相背离的。
2矿井通风技术中需优化的问题分析
2.1风量动态定量调节
（1）按需分风风量的动态确定。目前的用风地点风量是根据温度、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、最多工作人数等进行预先计算而确定的，每个月进行一次风量计算来配风，而上述参数在每个用风地点是随着生产的推进不断变化的，经常会出现风量过大导致的能耗浪费或风量不足导致的瓦斯超限等问题，因此需要一种基于新型传感技术的需风量动态分析预测模型和风量调控决策方法，为实现按需精准分风创造条件。（2）风窗调节的智能决策与控制。虽然目前出现了一些远程自动控制风窗，可以实现风窗开口面积的自动调节，但依然是通过“监测－调节”的循环与验证，解放了人员，但并未提高调控速度，同时因风量的精准监测问题没有得到解决，无法实现真正的风量定量调节；在煤矿井下的风量调节往往是多组通风设施同时调节，才可在不影响其他区域安全生产的前提下实现调控地点的按需分风。因此，风量调控还需解决3个问题：①实现风窗的远程无人自主调控；②风窗过风量的快速精准调控；③多组通风设施并行调控前提下调控设施数量、调控设施位置、调控量的智能最优决策。
2.2通风隐患自动识别与灾变应急控制
矿井通风的最终目的是保证井下安全生产，目前可通过监测实现风速超限、风流短路、风路阻塞、角联风路等隐患的判识，但对于煤与瓦斯突出、火灾、瓦斯爆炸等重大事故等的判识依然是技术难题，因此通风网络决策应与上述灾害研究相结合，研发重大灾害超前预测预警机制和预防及控制手段。
3矿井智能通风技术发展展望
3.1智能感知
（1）井下巷道通风参数的智能感知。其关键研究内容包括：①稳定可靠的煤矿井下巷道全断面风速超声波或多普勒激光雷达监测装备，实现风速监测精度的提升；②考虑风流脉动特征的高精度单点平均风速监测技术和断面风速传感器安装位置确定方法，使传感器监测数据真实反映巷道实际风速；③满足全网络风阻(摩擦阻力)精确反演的高精度矿井绝对压力、相对压力监测装备，实现通风网络精确动态建模。（2）通风系统图形数据的智能感知。其关键研究内容包括：①基于惯性导航、陀螺精准定位的矿井动态三维图构建方法，实现通风系统图绘制的自动化，彻底解放人工繁琐劳动；②基于灾害控制需要的机电设备、风流障碍物定位技术与装备，为灾害风流控制与应急响应决策提供依据。通过上述通风系统图形及其基础数据的准确掌控，为实现通风系统智能建模、通风管理智能决策、通风隐患智能感知、通风灾害智能控制提供基础数据保障。
3.2智能决策
（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。（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）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。通过上述技术与装备的研发，实现智能通风系统模型的快速构建、通风系统调控的自主决策。
3.3应急调控
（1）通风灾变的准确判识与辅助决策。①基于通风网络与监测数据联动分析的煤与瓦斯突出、火灾、爆炸等灾变快速判识技术，及时发现事故发生时间、地点；②灾害气体波及范围监测与智能预测技术，事故发生后自动标出灾害气体已确认波及范围和下一步可能波及范围，给出灾害气体控制与疏导、人员撤离、机电设备断电等决策建议；③灾变条件下通风智能决策方法，能够对灾区环境信息交互感知，研判区域灾情状态，提出最佳灾区隔离与控制方案。（2）通风灾变应急控制装备。①高可靠性抗冲击自动复位防爆门及其附属装置，确保灾变时期不仅能快速打开，而且能自动复位；②灾变区域隔离门，在系统发出报警信息后，通过自主决策灾变区域，可实现区域隔离门的远程开闭，缩小灾变区域范围。通过发展灾变信息判识方法、灾变应急控风装备和智能控灾决策技术，形成一套矿井灾变通风智能控制技术装备体系，实现灾变时期有效减灾、控灾，减少人员伤亡和经济损失。
结语
综上所述，矿井通风技术对于保障我国矿产开采安全而言意义重大，相关企业只有不断强化矿井通风技术的应用与优化才能进一步提升矿产开采工作的效率和安全性。所以，在今后的发展过程中，要注重对智能化矿井通风技术的应用，提升矿井通风智能化程度，进而有效提升矿井通风质量，保证矿产开采安全稳定进行。
参考文献
[1]刘剑,郭欣.基于风量特征的矿井通风系统阻变型单故障源诊断[J].煤炭学报,2018,43(1)：143-149.
[2]卢建军.矿井通风智能化技术研究现状与发展方向[J].煤炭科学技术,2016,44(7)：47-52.