CN109578048A - 矿井智能通风***与控制方法 - Google Patents

矿井智能通风***与控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109578048A
CN109578048A CN201910046138.8A CN201910046138A CN109578048A CN 109578048 A CN109578048 A CN 109578048A CN 201910046138 A CN201910046138 A CN 201910046138A CN 109578048 A CN109578048 A CN 109578048A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
mine
controllable
exhaust passage
denoted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910046138.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109578048B (zh
Inventor
邓存宝
王雪峰
郭建威
郝朝瑜
陈曦
邓汉忠
张勋
戴凤威
黄戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201910046138.8A priority Critical patent/CN109578048B/zh
Publication of CN109578048A publication Critical patent/CN109578048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109578048B publication Critical patent/CN109578048B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F1/00—Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
    • E21F1/08—Ventilation arrangements in connection with air ducts, e.g. arrangements for mounting ventilators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Ventilation (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种矿井智能通风***与控制方法，属于矿井通风领域。所述通风***包括：矿井巷道、可控风窗、风速传感器、有害气体传感器、可控风机和***主机；所述矿井巷道模拟为由主进风道、主出风道、进风道、出风道、支路风道组成的矿井通风网络；本发明目的在于通过实时监测有害气体和风速信息，自动调整矿井中风窗开合程度及风机运行参数来完成矿井内自动按需调整通风量的需求。

Description

矿井智能通风***与控制方法
技术领域
本发明属于矿井通风领域，具体涉及一种矿井智能通风***与控制方法。
背景技术
矿井通风是采矿中的基础工作，通风可以降低井下的有害气体含量，同时使井下工作人员保持必要的氧气供给。由于矿井内巷道复杂，为保证风流的有效、可靠，需要在巷道内安装通风设施(如风门、风窗等)，通过增减和调整通风设施来改变矿井内风流的流动状态，从而控制不同巷道内的风压与风速，确保巷道内氧气的供给以及害气体不超限。矿井随掘进回采等工作的进行，有害气体和粉尘的产生会时刻变化，因此需要对于局部用风地点在合理的范围内进行频繁的风量调控。目前，井下普遍采用人工手动调节的方法改变局部风量，存在依赖经验以及调风滞后等问题，因此本文研究一种基于模糊控制的自动调节风窗***，通过对局部用风地点内有害气体浓度以及风速的监测，实时动态调整矿井风窗开合程度及风机运行参数来改变通风***，实现自动调节局部用风地点的风量，最大限度地保证巷道内有害气体浓度低于有害气体阈限值，同时确保极限风速在阈限值最大最小范围内。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种矿井智能通风***，包括：矿井巷道、可控风窗、风速传感器、有害气体传感器、可控风机和***主机；
所述矿井巷道模拟为由主进风道、主出风道、进风道、出风道、支路风道组成的矿井通风网络；
所述主进风道与外界连通；
所述进风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述出风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述支路风道有N条；对于任意一条支路风道，其进风端与所述进风道连通，其出风端与所述出风道连通；
所述可控风窗有N+2个，其中1个安装在进风道中紧邻出风口的位置，记为Cout；1个安装在出风道中紧邻进风口的位置，记为Cin；其他N个分别安装在各条支路风道内靠近其出风端的位置，记为Ci(i＝1,2…N)；
所述风速传感器有N个，记为Wi(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内靠近其进风端的位置；
所述有害气体传感器有N个，记为Ni(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内的可控风窗和风速传感器之间；
对于在同一支路风道中的可控风窗Ci、风速传感器Wi和有害气体传感器Ni，其下标号一致，例如：N4、W4、C4；
所述可控风机安装在主出风道的出风端；
所述***主机分别与可控风窗、风速传感器、有害气体传感器和可控风机连接；所述***主机为提供运算、存储、数据输入输出功能的硬件设备。
一种矿井智能通风***的控制方法，如图2所示，采用所述的矿井智能通风***，包括以下步骤：
步骤1，可控风机排风量开启为最大，各个可控风窗开启程度为最大，接收该风机影响巷道中所有有害气体和风速传感器数据；
有害气体的阈限值记为NT，即允许存在浓度的上限制；矿井巷道中有害气体的浓度在低于NT时允许工作，具体数值根据实际情况确定；
风速的阈限值下限记为Wmin，在矿井巷道中得风速不可以低于Wmin；
步骤2，如果Ni检测到的有害气体浓度大于有害气体的阈限值，即Ni＞NT，则将有害气体浓度小于阈限值的位置所对应的各个风窗，即Cj的开启程度调小，而Ci调大，进入步骤3；
如果Ni≤NT，则进入步骤3；
步骤3，如果Cj对应的各个风速传感器Wj检测到的实际风速均小于风速的阈限值下限，即Wj＜Wmin，则Cj开启程度均调大，返回步骤2；
否则进入步骤4；
步骤4，如果Ni≤NT，且Wi≥Wmin，则减少可控风机的排风量，返回步骤2；
否则进入步骤5；
步骤5，如果Ci开启程度达到最大，且Ni＞NT，则提高可控风机的排风量，进入步骤6；
否则返回步骤2；
步骤6，如果可控风机的排风量达到最大，且Ni＞NT，则***报警；
否则返回步骤2。
本发明的有益效果：
本发明提出一种矿井智能通风***与控制方法，目的在于通过实时监测有害气体和风速信息，自动调整矿井中风窗开合程度及风机运行参数来完成矿井内自动按需调整通风量的需求。
本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中所述矿井智能通风***的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中所述矿井智能通风***的控制方法的流程图。
图中：1、可控风窗；2、风速传感器；3、有害气体传感器；4、可控风机；5、主进风道；6、主出风道；7、进风道；8、出风道；9、支路风道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明做出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出一种矿井智能通风***，如图1所示，包括矿井巷道、可控风窗1、风速传感器2、有害气体传感器3、可控风机4和***主机；
所述矿井巷道模拟为由主进风道5、主出风道6、进风道7、出风道8、支路风道9组成的矿井通风网络；
所述主进风道与外界连通；
所述进风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述出风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述支路风道有N条；对于任意一条支路风道，其进风端与所述进风道连通，其出风端与所述出风道连通；本实施例中，N＝2；
所述可控风窗有N+2个，其中1个安装在进风道中紧邻出风口的位置，记为Cout；1个安装在出风道中紧邻进风口的位置，记为Cin；其他N个分别安装在各条支路风道内靠近其出风端的位置，记为Ci(i＝1,2…N)；所述可控风窗根据***主机发送的控制信号，改变风窗开启程度，起到改变局部风量的作用；
所述风速传感器有N个，记为Wi(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内靠近其进风端的位置；所述风速传感器用于获取风速信息；
所述有害气体传感器有N个，记为Ni(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内的可控风窗和风速传感器之间；所述有害气体传感器用于获取具体有害气体浓度信息；
对于在同一支路风道中的可控风窗Ci、风速传感器Wi和有害气体传感器Ni，其下标号一致，例如：N4、W4、C4；
所述可控风机安装在主出风道的出风端，用于对矿井巷道进行排风；所述可控风机根据***主机发送的控制信号，改变风机的工作频率，或者改变风机叶片的角度，从而改变运行参数；
本实施例中，所述可控风机采用变频风机，在满足供风量的前提下达到节电的作用；
所述***主机分别与可控风窗、风速传感器、有害气体传感器和可控风机连接；所述***主机为提供运算、存储、数据输入输出功能的硬件设备；
所述***主机中存储并执行矿井通风控制程序，接收矿井巷道中有害气体传感器和风速传感器数据，并使用该程序控制可控风窗开合程度以及可控风机的工作频率；
本发明提出一种矿井智能通风***的控制方法，采用所述矿井智能通风***，其特征在于，所述控制方法体现于矿井通风控制程序，包括以下步骤：
步骤1，可控风机排风量开启为最大，各个可控风窗开启程度为最大，接收该风机影响巷道中所有有害气体和风速传感器数据；
有害气体的阈限值记为NT，即允许存在浓度的上限制；矿井巷道中有害气体的浓度在低于NT时允许工作，具体数值根据实际情况确定；
风速的阈限值下限记为Wmin，在矿井巷道中得风速不可以低于Wmin；
步骤2，如果Ni检测到的有害气体浓度大于有害气体的阈限值，即Ni＞NT，则将有害气体浓度小于阈限值的位置所对应的各个风窗，即Cj的开启程度调小，而Ci调大，进入步骤3；
如果Ni≤NT，则进入步骤3；
步骤3，如果Cj对应的各个风速传感器Wj检测到的实际风速均小于风速的阈限值下限，即Wj＜Wmin，则Cj开启程度均调大，返回步骤2；
否则进入步骤4；
步骤4，如果Ni≤NT，且Wi≥Wmin，则减少可控风机的排风量，返回步骤2；
否则进入步骤5；
步骤5，如果Ci开启程度达到最大，且Ni＞NT，则提高可控风机的排风量，进入步骤6；
否则返回步骤2；
步骤6，如果可控风机的排风量达到最大，且Ni＞NT，则***报警；
否则返回步骤2。

Claims (2)

1.一种矿井智能通风***，其特征在于，包括：矿井巷道、可控风窗、风速传感器、有害气体传感器、可控风机和***主机；
所述矿井巷道模拟为由主进风道、主出风道、进风道、出风道、支路风道组成的矿井通风网络；
所述主进风道与外界连通；
所述进风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述出风道的进风端与主进风道连通，其出风端与主出风道连通；
所述支路风道有N条；对于任意一条支路风道，其进风端与所述进风道连通，其出风端与所述出风道连通；
所述可控风窗有N+2个，其中1个安装在进风道中紧邻出风口的位置，记为Cout；1个安装在出风道中紧邻进风口的位置，记为Cin；其他N个分别安装在各条支路风道内靠近其出风端的位置，记为Ci(i＝1,2…N)；
所述风速传感器有N个，记为Wi(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内靠近其进风端的位置；
所述有害气体传感器有N个，记为Ni(i＝1,2…N)，分别安装在各条支路风道内的可控风窗和风速传感器之间；
对于在同一支路风道中的可控风窗Ci、风速传感器Wi和有害气体传感器Ni，其下标号一致，例如：N4、W4、C4；
所述可控风机安装在主出风道的出风端；
所述***主机分别与可控风窗、风速传感器、有害气体传感器和可控风机连接；所述***主机为提供运算、存储、数据输入输出功能的硬件设备。
2.一种矿井智能通风***的控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的矿井智能通风***，包括以下步骤：
步骤1，可控风机排风量开启为最大，各个可控风窗开启程度为最大，接收该风机影响巷道中所有有害气体和风速传感器数据；
有害气体的阈限值记为NT，即允许存在浓度的上限制；矿井巷道中有害气体的浓度在低于NT时允许工作，具体数值根据实际情况确定；
风速的阈限值下限记为Wmin，在矿井巷道中得风速不可以低于Wmin；
步骤2，如果Ni检测到的有害气体浓度大于有害气体的阈限值，即Ni＞NT，则将有害气体浓度小于阈限值的位置所对应的各个风窗，即Cj的开启程度调小，而Ci调大，进入步骤3；
如果Ni≤NT，则进入步骤3；
步骤3，如果Cj对应的各个风速传感器Wj检测到的实际风速均小于风速的阈限值下限，即Wj＜Wmin，则Cj开启程度均调大，返回步骤2；
否则进入步骤4；
步骤4，如果Ni≤NT，且Wi≥Wmin，则减少可控风机的排风量，返回步骤2；
否则进入步骤5；
步骤5，如果Ci开启程度达到最大，且Ni＞NT，则提高可控风机的排风量，进入步骤6；
否则返回步骤2；
步骤6，如果可控风机的排风量达到最大，且Ni＞NT，则***报警；
否则返回步骤2。
CN201910046138.8A 2019-01-18 2019-01-18 矿井智能通风***与控制方法 Active CN109578048B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910046138.8A CN109578048B (zh) 2019-01-18 2019-01-18 矿井智能通风***与控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910046138.8A CN109578048B (zh) 2019-01-18 2019-01-18 矿井智能通风***与控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109578048A true CN109578048A (zh) 2019-04-05
CN109578048B CN109578048B (zh) 2021-01-01

Family

ID=65915267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910046138.8A Active CN109578048B (zh) 2019-01-18 2019-01-18 矿井智能通风***与控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109578048B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112211662A (zh) * 2020-09-27 2021-01-12 安徽铜冠智能科技有限责任公司 矿山采矿领域用智能通风***
CN112983526A (zh) * 2021-03-24 2021-06-18 重庆工程职业技术学院 一种煤矿用通风***及其控制方法
CN113565551B (zh) * 2021-06-11 2023-09-22 华能煤炭技术研究有限公司 自动增益控制的矿井通风方法、装置及***
CN118065961A (zh) * 2024-04-23 2024-05-24 徐州致拓自动化有限公司 一种矿用通风自动监测与控制***

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425442A (zh) * 2011-11-10 2012-04-25 辽宁工程技术大学 一种采矿区的变频调控通风***及方法
CN102889092A (zh) * 2012-10-29 2013-01-23 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 矿井多级机站通风技术***
CN102953745A (zh) * 2012-10-29 2013-03-06 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术***
CN103726865A (zh) * 2014-01-23 2014-04-16 大同煤矿集团衡安装备有限公司 远程智能化调节风窗
CN204082221U (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 中国矿业大学(北京) 采煤工作面煤与瓦斯突出报警***
CN104564120A (zh) * 2014-11-11 2015-04-29 中国矿业大学 一种矿井通风***运行状态控制决策方法
CN104832203A (zh) * 2015-05-19 2015-08-12 卢新明 矿井通风***在线闭环优调优控方法
CN104948215A (zh) * 2015-05-19 2015-09-30 卢新明 一种矿井通风***的联合优调优控方法
CN105275489A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 中煤科工集团重庆研究院有限公司 基于安全监控***数据的瓦斯突出识别方法
CN205260063U (zh) * 2015-12-30 2016-05-25 山东科技大学 一种长距离矿井通风***
CN106468281A (zh) * 2015-08-14 2017-03-01 六盘水师范学院 一种实现地下矿山井下风量按需分配的通风节能控制方法
RU2631946C1 (ru) * 2016-06-29 2017-09-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ проветривания тупиковой выработки
CN108590732A (zh) * 2018-07-03 2018-09-28 山东鼎安检测技术有限公司 一种矿井风门风窗实时自动监测控制***及控制方法
CN109083674A (zh) * 2018-10-30 2018-12-25 中国矿业大学(北京) 一种适用于切顶卸压110工法开采工作面的安全洁净通风***
CN109162749A (zh) * 2018-10-20 2019-01-08 山东东山王楼煤矿有限公司 一种矿井智能通风***
CN109162761A (zh) * 2018-09-13 2019-01-08 辽宁工程技术大学 一种煤层群多层采空区调压通风模拟分析装置及方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425442A (zh) * 2011-11-10 2012-04-25 辽宁工程技术大学 一种采矿区的变频调控通风***及方法
CN102889092A (zh) * 2012-10-29 2013-01-23 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 矿井多级机站通风技术***
CN102953745A (zh) * 2012-10-29 2013-03-06 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术***
CN103726865A (zh) * 2014-01-23 2014-04-16 大同煤矿集团衡安装备有限公司 远程智能化调节风窗
CN204082221U (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 中国矿业大学(北京) 采煤工作面煤与瓦斯突出报警***
CN104564120A (zh) * 2014-11-11 2015-04-29 中国矿业大学 一种矿井通风***运行状态控制决策方法
CN104832203A (zh) * 2015-05-19 2015-08-12 卢新明 矿井通风***在线闭环优调优控方法
CN104948215A (zh) * 2015-05-19 2015-09-30 卢新明 一种矿井通风***的联合优调优控方法
CN106468281A (zh) * 2015-08-14 2017-03-01 六盘水师范学院 一种实现地下矿山井下风量按需分配的通风节能控制方法
CN105275489A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 中煤科工集团重庆研究院有限公司 基于安全监控***数据的瓦斯突出识别方法
CN205260063U (zh) * 2015-12-30 2016-05-25 山东科技大学 一种长距离矿井通风***
RU2631946C1 (ru) * 2016-06-29 2017-09-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ проветривания тупиковой выработки
CN108590732A (zh) * 2018-07-03 2018-09-28 山东鼎安检测技术有限公司 一种矿井风门风窗实时自动监测控制***及控制方法
CN109162761A (zh) * 2018-09-13 2019-01-08 辽宁工程技术大学 一种煤层群多层采空区调压通风模拟分析装置及方法
CN109162749A (zh) * 2018-10-20 2019-01-08 山东东山王楼煤矿有限公司 一种矿井智能通风***
CN109083674A (zh) * 2018-10-30 2018-12-25 中国矿业大学(北京) 一种适用于切顶卸压110工法开采工作面的安全洁净通风***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张雪峰: "综放工作面均压通风技术分析与应用", 《江西煤炭科技》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112211662A (zh) * 2020-09-27 2021-01-12 安徽铜冠智能科技有限责任公司 矿山采矿领域用智能通风***
CN112983526A (zh) * 2021-03-24 2021-06-18 重庆工程职业技术学院 一种煤矿用通风***及其控制方法
CN113565551B (zh) * 2021-06-11 2023-09-22 华能煤炭技术研究有限公司 自动增益控制的矿井通风方法、装置及***
CN118065961A (zh) * 2024-04-23 2024-05-24 徐州致拓自动化有限公司 一种矿用通风自动监测与控制***

Also Published As

Publication number Publication date
CN109578048B (zh) 2021-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109578048A (zh) 矿井智能通风***与控制方法
CN102953745B (zh) 一种高效节能的矿井多级机站通风监控技术***
CN102652948B (zh) 多台并联通风柜的控制方法
CN102889092B (zh) 矿井多级机站通风***
CN101912863B (zh) 多台联运的通风柜排风控制***
CN109612045A (zh) 一种适用于建筑过渡季的自然通风与机械通风转换***
CN108590732A (zh) 一种矿井风门风窗实时自动监测控制***及控制方法
CN110513140B (zh) 一种促进煤层管网安全高效抽采瓦斯的控制***及方法
CN106839275A (zh) 中央空调监控***中冷冻泵智能节电控制方法
CN106869874A (zh) 一种远程控制天然气井开启与关闭的装置
CN110848775A (zh) 一种楼宇公用烟道***及其控制方法
CN107084502A (zh) 基于物联网的住宅新风正压保障***
CN102635924A (zh) 10kV配电站自动控制节能***
CN105804779B (zh) 一种煤矿井下风窗双气缸式自动调控***及其控制方法
CN202598765U (zh) 一种一次泵变流量***的优化控制装置
CN106155024A (zh) 一种无烟装煤集气管压力智能控制***
CN203533799U (zh) 一种通信机房智能温度控制***
CN110685948A (zh) 一种煤矿局部通风自动监控***控制方法、装置及处理器
CN208828080U (zh) 极地船舶机器处所的自动调节通风***
CN208347817U (zh) 一种矿井风门风窗实时自动监测控制***
CN209129590U (zh) 用于压力波通讯的注水井地面控制***
CN201306811Y (zh) 一种非智能空调的自适应控制***
CN206532394U (zh) 一种家居智能型燃气报警***
CN208137982U (zh) 一种智能化矿井通风调节***
CN202092275U (zh) 一种多工位自动变频节能通风除尘***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant