矿井通风系统智能化改造及其应用（中）(图文)

时间：2024-04-08 08:20:43  点击数：

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2.2 传感器布局优化
      为监测矿井通风系统是否正常稳定运行，需要在各个采掘工作面安装风速、风压传感器，秉持安装设备少、监控范围广的原则，zui大限度满足装备多用的目的。通过分析风流路线、通风方式、断面形状和面积、供风目的等，将风压传感器 (FY) 和风速传感器 (FS) 按照图3 所示路线进行布置，发挥测点zui大功能。
 

      针对井下各地点作业内容与通风不同方式，尤其是在绕道车场、分支岔路巷道和联络巷等地点，需要安装传感器进行监测。此外，在 Y 形和 U 形通风方式的采煤工作面回风流侧也容易出现风流不稳定现象；在主要运输大巷、掘进工作面设置有调节风窗的风门前后，由于运输需要经常开启风门，容易导致风流扰动影响较大，产生局部风速、风压变化。这些地点均需要安装传感器加强监测。

2.3 智能决策与控制功能
      在构建智能通风监测系统前，通过对矿井所有巷道进行通风参数和有害气体实测采集，根据监测内容分类与功能需要，可在预警系统中预先设定安全指标的上限预警值。当监测数据超过预警指标时，按照自动化控制指令进行程序化操作，分级下达诸如自动反风、开闭风门、调整调节风窗扇叶角度、火灾信息监控报警等智能化操作，实现危险作业地点自动、无人化监管。

3 智能通风系统技术应用
3.1 工程概况
      某矿核定生产能力为 150 万 t/a，属于高瓦斯矿井。水文地质条件中等，井田范围内呈单一向斜构造，延伸方向为北向西，煤层整体为近水平，赋存倾角为 3°～4°，属多煤层开采方式。自上而下可采煤层为 1-2 上煤组、1-2 煤组、2-2 煤组、2-3 煤组、3-1 煤组和 4-2 煤组。其中 3-1 煤组和 4-2 煤组为全井田范围可采煤层，赋存稳定，煤层厚度为 3.7～6.8 m，平均煤厚 5.2 m；1-2 上煤组、1-2 煤组、2-2 煤组、2-3 煤组仅一采区和三采区可采，煤层赋存不稳定，平均煤厚 2.9 m。矿井采用一采一备布置方式，共 5 条掘进巷道。工作面煤层自下而上逐层开采煤层群，形成下保护层工作面。通风方式为中央并列抽出式，其中主副斜井为供风巷道，回风斜井为主要回风巷道。地面风机广场安装有 FBCDZ-8No30/2×630型对旋轴流通风机 2 台，可提供 140～286 m3/s 的额定风量，一用一备，接入双回路双电源供电。目前，经过通风阻力测定和实际风量核定，矿井拥有 8 321 m3/min 的总进风量和 8 413 m3/min 的总回风量，风机负压为 1 830 Pa。

3.2 升级需求
      为打造智能化矿山和高产有效矿井，需对现有通风系统和监测监控系统进行升级改造。结合矿井现有条件，需要解决如下问题：①依靠人工监测方式效率低下，实测数据精度低，无法实现通风参数动态变化条件下的连续观测，反馈信息不及时，统计分析周期较长，不能满足数据参数的可视化工作要求；②无法有效掌握全流程、全 网络各地点路线的通风系统情况，存在监控盲区和漏检区域，尤其是安装有局部通风机的地区，可能存在串联通风和局部涡流循环风等现象，具有较高安全隐患；③通防部门技术管理人员无法准确掌握全部井下通风网络的准确数据，在制定调风优化方案时考虑不全 面，存在计划失真，通风线路不合理，盲巷和通风阻力较大，影响系统优化调整，甚至有些巷道不能按照生产需求进行合理调配风量，造成瓦斯积聚和风量不足现象；④ 在供配电硐室和车场配电点等安装有多组机电设备的区域，需要安排专职瓦检员或者以定点巡查方式进行瓦斯监测，既浪费人力，也无法确保在发生机电设备过载、短路引起火灾等灾变时，瓦检人员能够快速调度抵达现场；⑤ 当需要对配风地点进行调风时，仍需人工调整调节风窗和过风断面，无法实现自动调节。