煤矿智能局部通风监控系统

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【摘要】煤矿局部通风监控系统是为煤矿井下掘进工作面设计的专用通风监测监控系统。系统采用先进的计算机网络技术、变频驱动技术、传感技术、瓦斯涌出预测技术、智能通风技术、EMC抗干扰技术，实现掘进工作面通风设备的远程监控和无人值守、掘进工作面环境参数的远程监测、掘进工作面通风量的手动、自动调节。

【关键词】通风监控;远程监控;自动调节

Intelligent monitoring system of coal mine local ventilation

Tian Di（Chang Zhou）Automation Company Limited  YU Fang-yang

Abstract：Mine local ventilation monitoring system is a special ventilation monitoring system design for underground coal mine heading face.The system adopts computer and network technology，variable frequency drive technology， advanced sensor technology，gas emission prediction technology，intelligent ventilation technology，EMC anti-jamming technology，the remote monitoring of implementation of the tunneling working surface ventilation equipment remote monitoring and unattended，the tunneling working surface of environmental parameters measured，the tunneling working surface ventilation manual，automatic regulation.

Key words：Ventilation monitoring;Remote monitoring;Automatic regulation

1.引言

煤矿掘进工作面瓦斯涌出量受井下地质构造和瓦斯本身分布不均匀等因素影响，是最易发生瓦斯积聚、发生瓦斯事故的地点之一，由于煤矿掘进工作面瓦斯涌出不均匀，经常出现瓦斯异常涌出量大，而一般情况下局部通风机风量固定，瓦斯涌出量大时风机不能增风而导致瓦斯超限，一旦瓦斯超限，只能停产人工排放瓦斯，不仅形成了瓦斯超限隐患，而且影响正常生产。尽管可以采取设置大风量风机解决超限问题，但在正常瓦斯涌出量情况下，一方面出现大马拉小车现象，造成电能和风量浪费;另一方面风量过大，或造成粉尘量增大而导致粉尘污染加剧。因此，为避免掘进工作面瓦斯在异常涌出时出现的经常性超限，确保安全生产，从根本上解决掘进工作面瓦斯超限问题，需要对掘进工作面环境参数进行全面监控，根据环境参数调节通风量。

2.系统组成和工作原理

系统由通风机用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速器、瓦斯传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、粉尘传感器、井下监控分站、上位机等组成。

对于掘进工作面的智能化通风的控制依据以及效果评价，主要考察指标是掘进面的风量和瓦斯浓度。必须首先满足掘进面工作所需要的最小风量条件，在此基础上，通过局部通风系统智能调节风量输出，控制瓦斯浓度在规程规定范围之内，减小工作面粉尘浓度，改善工作面环境。

系统主机对通风系统运行数据进行处理，产生相应的图形、报表、提示画面等信息。监控主机的信息通过OPC/DDE等方式上网，相关部门可通过IE浏览数据，为合理调整通风设备参数、安排通风设备的工作时间提供依据。

系统主机不断轮巡各监控站，监控站接收到主机对本机的轮巡命令后，判断是否有数据变化，若有则将变化后的数据上传，否则只回复确认信息，这样在确保数据及时更新的同时，减少主传输通道的数据量，保证系统巡检周期。

监控站对下行数据口的智能设备进行数据采集，智能设备按照优先级别上传数据，关键的变位信息优先级别最高，报警信息次之，模拟量数据级别最低。监控主站对所采集到的数据进行预处理后，等待系统主机对本机的轮巡（见图1）。

3.系统功能

（1）显示双电源开关和进线开关的状态、参数并控制其合、分闸及故障复位;

（2）能够根据监测到的信号（如瓦斯含量、风筒压力、风速、风机温度）判断局扇风机的工作情况

（3）预留工业电视监测，通过安装在风机负荷开关附近的摄像头把现场的图像传送到地面监控室的显示器上，值守人员可在地面控制中心远方实时监视风机工作现场情况。

（4）统计主要设备运行时间、故障状态等。实时数据记录数据库进一步完善设备管理。

（5）系统具备掉电监测功能，井下分站配备UPS电源，为瓦斯传感器、风速传感器、风压传感器、温度传感器、光端机、摄像仪等提供不间断电源，能够在地面持续监测井下风机工况。

（6）系统实时显示各级设备的通讯状态;

（7）参数、故障等内容在分站和地面主机上液晶显示，同时都具备数据故障记忆保持等功能。

（8）就地自动方式下系统自动运行，在单台风机故障时自动切换到副风机运行，运行过程中具备故障停车及瓦斯电闭锁功能。

（9）操作人员在地面监控中心通过计算机键盘或鼠标，结合工控PC机屏信息及工业视频大屏幕彩显，在地面集控室实现对局扇风机的控制。

（10）出现设备故障需紧急停机情况时，局扇自动切换启动备用局扇;平时使用人员可以每天在地面集控计算机上远程控制风机的双电源切换，同时监控计算机记录下用户的每次操作记录。

（11）报表类型丰富，时报表、周报表、月报表可分别查询各台局扇风机的具体运行参数，并具备打印功能。

4.结语

对于整个矿井大系统而言，智能局部通风还必须考虑掘进面风量调节对整个系统的影响情况，这就需要进行矿井通风阻力测定，确定出矿井通风基础参数，从而计算局部通风机风量调节时整个矿井通风系统的风量分布情况，通过进行通风系统调整，使整个矿井通风系统的风量分配符合生产实际的用风需求。

参考文献

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[2]杨九生，李松秀，李高峰.采掘工作面局部通风机变频调速装置的应用[J].中国西部科技，2010（22）：45-46.

[3]聂文艳，金林，王仲根.变频技术和模糊控制在局部通风机中的应用[J].煤矿机械，2006（8）：147-149.

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