礦井通風系統(tǒng)智能化改造及其應用（下）(圖文)
時間：2024-04-09 08:51:25 點擊數(shù)：
3.3 設計方案優(yōu)化
結合礦井現(xiàn)有通風條件和系統(tǒng)優(yōu)化需求，制定改進方案。
3.3.1 采煤工作面優(yōu)化方案
以213107 工作面為例，分別在 213106 輔運巷安裝 2 道風門，213107 膠帶巷安裝 1 道風門，在 213107輔運巷及?；馗靼惭b 1 道風門。采煤工作面風流優(yōu)化系統(tǒng)如圖4 所示。其中編號 1、3、4 為自吸風門；編號 2、5 為自調節(jié)風門。正常通風時，打開 2、3、4 等風門，形成 U 形全負壓通風，關閉 1、5 風門形成閉合回路；發(fā)生災變需要反風時，則打開關閉的 1、5風門，形成風向逆流，由 1 號風門進風，5 號風門回風，其余 2、3、4 號風門關閉，可實現(xiàn)反風效果。
圖4 采煤工作面風流優(yōu)化系統(tǒng)
3.3.2 開拓大巷災變條件下優(yōu)化方案 當開拓大巷某一地點發(fā)生火災等事故時，由于明火存在火風壓，在自然通風條件下，明火與有毒有害氣體會隨風流向下游區(qū)域蔓延。為準確監(jiān)測災變后的氣體特征，需要安裝煙霧和 CO 報警傳感器。當監(jiān)測氣樣指標超限時，系統(tǒng)自動打開膠回聯(lián)巷處的 2 道風門，實現(xiàn)局部巷道的風流短路，改變供風方向，切斷向下游蔓延的氣體擴散通道，從而達到保護下風側作業(yè)人員生命安全的效果。風流短路調控路線如圖5所示。
圖5 風流短路調控路線
3.3.3 掘進工作面優(yōu)化方案 在掘進工作面新鮮風流進風側安裝有 2 臺變頻軸流式局部通風機，在巷道風門里正頭、?；乜诎惭b有甲烷傳感器。對風筒安裝風壓傳感器，結合掘進期間實際瓦斯涌出量和濃度指標，系統(tǒng)自行計算供風量是否滿足風排瓦斯需求，通過變頻實現(xiàn)風量調節(jié)。掘進工作面優(yōu)化布置如圖6 所示。
圖6 掘進工作面優(yōu)化布置
3.4 構建智能通風系統(tǒng) 經(jīng)過分析礦井通風能力與現(xiàn)狀，針對現(xiàn)有通風條件與優(yōu)化升級要求，構建智能化通風系統(tǒng)平臺。
(1) 經(jīng)過對礦井各巷道坐標參數(shù)進行采集，建立數(shù)字化礦井模型，更加直觀展現(xiàn)通風網(wǎng)絡的多維動態(tài)系統(tǒng)；經(jīng)過對巷道主要測站安裝傳感器，實時監(jiān)測采集通風數(shù)據(jù)，將鼠標點擊在巷道模型任一點上進行多角度旋轉觀測，屏幕上會自動出現(xiàn)對應地點傳感器的所有回傳信息，如傳感器編號、運行狀態(tài)、是否報警、安裝位置名稱、監(jiān)測風速指標、zui大預警指標和甲烷、一氧化碳等氣體濃度，可供管理技術人員進行綜合分析評價，實現(xiàn)礦井通風的可視化、數(shù)字化管理。巷道數(shù)字化模型效果如圖7 所示。
圖7 巷道數(shù)字化模型效果
(2) 通風設施風門自動調控。通過在配電點安裝視頻攝像裝置監(jiān)控風門開閉狀態(tài)，聯(lián)網(wǎng)并入多元遠程控制系統(tǒng)，在屏幕上可顯示風門狀態(tài)、安裝位置、局部通風機變頻功率、風速、風量以及風門異常開啟持續(xù)時長等參數(shù)。當通風網(wǎng)絡異常，需要立即作出調控時，可通過風門調節(jié)遠程自控系統(tǒng)改變風門的開閉狀態(tài)；同時實時監(jiān)測過風門風量變化參數(shù)，滿足調控要求后自動停止風門移動。風門調節(jié)遠程自控系統(tǒng)顯示界面如圖8 所示。
圖8 風門調節(jié)遠程自控系統(tǒng)顯示界面
(3) 為提升防災抗災應急能力，系統(tǒng)開發(fā)了火災氣體異常監(jiān)測報警系統(tǒng)，作為子系統(tǒng)可并入多元數(shù)控平臺，與智能通風模塊、監(jiān)測監(jiān)控模塊、束管監(jiān)測模塊和風機檢測模塊等功能模塊一起使用。其主要監(jiān)測內容包括主通風機供風量、壓差，各采掘地點的供、回風量數(shù)據(jù)，束管監(jiān)測到的 CO、CO2 指標、傳感器監(jiān)測的 CH4 指標，各地點異常高溫的火災響應預警級別等。通過對相關信息進行系統(tǒng)性綜合分析，得出科學災害評估結論，利用實時反饋信息，制定合理應急救援方案。多元數(shù)控平臺和監(jiān)控如圖9 所示。
圖9 多元數(shù)控平臺和監(jiān)控
4 結語 通過對礦井現(xiàn)有通風系統(tǒng)現(xiàn)狀進行評估，指出存在人工監(jiān)測工效低、持續(xù)時間短、易產(chǎn)生巡檢盲區(qū)、有漏檢可能等弊端，體現(xiàn)出對通風系統(tǒng)升級改造的迫切性需求。對智能通風監(jiān)測系統(tǒng)主要功能和技術特點進行分析，結合礦井自身現(xiàn)有條件，針對采煤工作面、掘進工作面和易發(fā)生災變的開拓大巷等地點制定優(yōu)化調風方案，提高通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過優(yōu)化升級后的智能化通風監(jiān)測系統(tǒng)投入運行，礦井在生產(chǎn)期間能夠更直觀分析調整各地點需風量，有利于礦井通風安全和有效調度，有效避免了火災等事故發(fā)生，為實現(xiàn)礦井高產(chǎn)有效和本質安全奠定了基礎。
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