一种矿井通风系统自动调节系统.pdf

本发明公开了一种矿井通风系统自动调节系统，包括通风参数采集及监测模块、通风数据智能分析模块和通风设施自动控制模块；通风参数采集及监测模块包括瓦斯浓度传感器和风速传感器，瓦斯浓度传感器和风速传感器设置在矿井各巷道及需风点，通过监控主机实时显示、存储瓦斯浓度传感器和风速传感器监测到的数据；通风数据智能分析模块将接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，为通风设施自动控制模块提供响应信号；通风设施自动控制模块根据响应信号对各巷道通风设施或矿井主通风机进行调控。本发明对监测数据进行了深度分析，以找出最优的调风方案，将原先由人工方式完成的工作交由计算机完成，提高了效率和准确性，简化了工作量。

1.  一种矿井通风系统自动调节系统，其特征在于：包括通风参数采集及监测模块、 通风数据智能分析模块和通风设施自动控制模块；所述通风参数采集及监测模块包括瓦 斯浓度传感器和风速传感器，所述瓦斯浓度传感器和风速传感器设置在矿井各巷道及需 风点，通过监控主机实时显示、存储瓦斯浓度传感器和风速传感器监测到的数据，并通 过监控主机将监测到的数据传输给通风数据智能分析模块；所述通风数据智能分析模块 将接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，为通风设施自动控制模块提供响应信 号；所述通风设施自动控制模块接收响应信号，并根据响应信号对各巷道通风设施或矿 井主通风机进行调控，使矿井各巷道及需风点的瓦斯浓度和风速在设定范围内。

2.  根据权利要求1所述的矿井通风系统自动调节系统，其特征在于：所述通风数 据智能分析模块将接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，具体包括以下内容：
a.将监测的实际风量与设定的合理需风量进行对比，判断全矿井或采区的风量是否 满足要求；
b.将监测的巷道风流内实际瓦斯浓度与规定要求的最高瓦斯浓度进行对比，判断巷 道的通风风流风质是否满足要求；
c.若a的判断结果和/或b的判断结果不满足要求，通过以下步骤分析确定出最优的 井下调风方案，步骤为：
步骤一：判断矿井主通风机的供风量是否满足全矿井的风量需求：如果矿井主通风 机的供风量大于全矿井的风量需求，则进入步骤二；否则，进入步骤三；
步骤二：如果矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量需求，则进行风量分配方案 的调整，判断各个采区的实际风量与需风量的差值：逐步减少差值最大的部分采区的供 风量，同时逐步增大差值最小的部分采区的供风量，最终达到各个采区的供风量满足要 求；
步骤三：如果矿井主通风机的供风量小于全矿井的风量需求，则改变矿井主通风机 的工况点，增加矿井主通风机的供风量，直至矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量 需求，然后进入步骤二。

一种矿井通风系统自动调节系统
技术领域
本发明涉及一种矿井通风系统自动调节系统，基于矿井通风参数自动进行矿井通风 调节。
背景技术
煤炭行业对矿井安全监测系统实时信息的利用水平还较薄弱，通风监测参数仍停留 在一次使用的水平上，即直接显示各传感器采集的数据、统计处理和超限报警等简单功 能，还不能根据被监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提出专家决策方 案，更没有实现利用监测系统的实时信息对通风系统实施及时调控。当前，我国大多数 矿井的通风控制仍主要由人工操作来完成，人工调节方式精度差，工作量大，需要对通 风设施进行反复调试以达到要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种矿井通风系统自动调 节系统，对矿井通风系统参数进行监测，并基于监测数据自动对矿井通风进行调节。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种矿井通风系统自动调节系统，包括通风参数采集及监测模块、通风数据智能分 析模块和通风设施自动控制模块；所述通风参数采集及监测模块包括瓦斯浓度传感器和 风速传感器，所述瓦斯浓度传感器和风速传感器设置在矿井各巷道及需风点，通过监控 主机实时显示、存储瓦斯浓度传感器和风速传感器监测到的数据，并通过监控主机将监 测到的数据传输给通风数据智能分析模块；所述通风数据智能分析模块将接收到的数据 与设定的合理值进行对比分析，为通风设施自动控制模块提供响应信号；所述通风设施 自动控制模块接收响应信号，并根据响应信号对各巷道通风设施(风窗、风门等)或矿 井主通风机进行调控，使矿井各巷道及需风点的瓦斯浓度和风速在设定范围内。
所述通风数据智能分析模块将接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，具体包 括以下内容：
a.将监测的实际风量与设定的合理需风量进行对比，判断全矿井或采区的风量是否 满足要求；
b.将监测的巷道风流内实际瓦斯浓度与规定要求的最高瓦斯浓度进行对比，判断巷 道的通风风流风质是否满足要求；
c.若a的判断结果和/或b的判断结果不满足要求，通过以下步骤分析确定出最优的 井下调风方案，步骤为：
步骤一：判断矿井主通风机的供风量是否满足全矿井的风量需求：如果矿井主通风 机的供风量大于全矿井的风量需求，则进入步骤二；否则，进入步骤三；
步骤二：如果矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量需求，则进行风量分配方案 的调整(调整连通各个采区的通风设施，使得风量在采区之间进行重新分配)，判断各 个采区的实际风量与需风量的差值(考虑正负)：逐步减少差值最大的部分采区的供风 量，同时逐步增大差值最小的部分采区的供风量，最终达到各个采区的供风量满足要求；
步骤三：如果矿井主通风机的供风量小于全矿井的风量需求，则改变矿井主通风机 的工况点，增加矿井主通风机的供风量，直至矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量 需求，然后进入步骤二。
有益效果：本发明提供的矿井通风系统自动调节系统，能够根据监测到的实际风速 和瓦斯浓度数据，自动对比实际风量与设定的合理需风量之间的关系，如果不满足要求， 则可以通过通风设施自动控制模块对矿井通风系统进行合理调节，以达到合理供风量的 要求，采用本发明的系统可避免了人工的现场测试，然后进行调风方案设计与人工现场 实施操作，不仅降低了人工负担、而且提高了调节的精度。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明实现过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种矿井通风系统自动调节系统，包括通风参数采集及监测模块、通 风数据智能分析模块和通风设施自动控制模块；所述通风参数采集及监测模块包括瓦斯 浓度传感器和风速传感器，所述瓦斯浓度传感器和风速传感器设置在矿井各巷道及需风 点，通过监控主机实时显示、存储瓦斯浓度传感器和风速传感器监测到的数据，并通过 监控主机将监测到的数据传输给通风数据智能分析模块；所述通风数据智能分析模块将 接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，为通风设施自动控制模块提供响应信号； 所述通风设施自动控制模块接收响应信号，并根据响应信号对各巷道通风设施(风窗、 风门等)或矿井主通风机进行调控，使矿井各巷道及需风点的瓦斯浓度和风速在设定范 围内。
所述通风数据智能分析模块将接收到的数据与设定的合理值进行对比分析，具体包 括以下内容：
a.将监测的实际风量与设定的合理需风量进行对比，判断全矿井或采区的风量是否 满足要求；
b.将监测的巷道风流内实际瓦斯浓度与规定要求的最高瓦斯浓度进行对比，判断巷 道的通风风流风质是否满足要求；
c.若a的判断结果和/或b的判断结果不满足要求，通过以下步骤分析确定出最优的 井下调风方案，如图2所示，具体步骤为：
步骤一：判断矿井主通风机的供风量是否满足全矿井的风量需求：如果矿井主通风 机的供风量大于全矿井的风量需求，则进入步骤二；否则，进入步骤三；
步骤二：如果矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量需求，则进行风量分配方案 的调整(调整连通各个采区的通风设施，使得风量在采区之间进行重新分配)，判断各 个采区的实际风量与需风量的差值(考虑正负)：逐步减少差值最大的部分采区的供风 量，同时逐步增大差值最小的部分采区的供风量，最终达到各个采区的供风量满足要求；
步骤三：如果矿井主通风机的供风量小于全矿井的风量需求，则改变矿井主通风机 的工况点，增加矿井主通风机的供风量，直至矿井主通风机的供风量大于全矿井的风量 需求，然后进入步骤二。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。