煤礦智能局部通風監控系統

于方洋

【摘要】煤礦局部通風監控系統是為煤礦井下掘進工作面設計的專用通風監測監控系統。系統采用先進的計算機網絡技術、變頻驅動技術、傳感技術、瓦斯涌出預測技術、智能通風技術、EMC抗干擾技術，實現掘進工作面通風設備的遠程監控和無人值守、掘進工作面環境參數的遠程監測、掘進工作面通風量的手動、自動調節。

【關鍵詞】通風監控;遠程監控;自動調節

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

煤礦掘進工作面瓦斯涌出量受井下地質構造和瓦斯本身分布不均勻等因素影響，是最易發生瓦斯積聚、發生瓦斯事故的地點之一，由于煤礦掘進工作面瓦斯涌出不均勻，經常出現瓦斯異常涌出量大，而一般情況下局部通風機風量固定，瓦斯涌出量大時風機不能增風而導致瓦斯超限，一旦瓦斯超限，只能停產人工排放瓦斯，不僅形成了瓦斯超限隱患，而且影響正常生產。盡管可以采取設置大風量風機解決超限問題，但在正常瓦斯涌出量情況下，一方面出現大馬拉小車現象，造成電能和風量浪費;另一方面風量過大，或造成粉塵量增大而導致粉塵污染加劇。因此，為避免掘進工作面瓦斯在異常涌出時出現的經常性超限，確保安全生產，從根本上解決掘進工作面瓦斯超限問題，需要對掘進工作面環境參數進行全面監控，根據環境參數調節通風量。

2.系統組成和工作原理

系統由通風機用隔爆兼本質安全型雙電源雙變頻調速器、瓦斯傳感器、風速傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器、井下監控分站、上位機等組成。

對于掘進工作面的智能化通風的控制依據以及效果評價，主要考察指標是掘進面的風量和瓦斯濃度。必須首先滿足掘進面工作所需要的最小風量條件，在此基礎上，通過局部通風系統智能調節風量輸出，控制瓦斯濃度在規程規定范圍之內，減小工作面粉塵濃度，改善工作面環境。

系統主機對通風系統運行數據進行處理，產生相應的圖形、報表、提示畫面等信息。監控主機的信息通過OPC/DDE等方式上網，相關部門可通過IE瀏覽數據，為合理調整通風設備參數、安排通風設備的工作時間提供依據。

系統主機不斷輪巡各監控站，監控站接收到主機對本機的輪巡命令后，判斷是否有數據變化，若有則將變化后的數據上傳，否則只回復確認信息，這樣在確保數據及時更新的同時，減少主傳輸通道的數據量，保證系統巡檢周期。

監控站對下行數據口的智能設備進行數據采集，智能設備按照優先級別上傳數據，關鍵的變位信息優先級別最高，報警信息次之，模擬量數據級別最低。監控主站對所采集到的數據進行預處理后，等待系統主機對本機的輪巡（見圖1）。

3.系統功能

（1）顯示雙電源開關和進線開關的狀態、參數并控制其合、分閘及故障復位;

（2）能夠根據監測到的信號（如瓦斯含量、風筒壓力、風速、風機溫度）判斷局扇風機的工作情況

（3）預留工業電視監測，通過安裝在風機負荷開關附近的攝像頭把現場的圖像傳送到地面監控室的顯示器上，值守人員可在地面控制中心遠方實時監視風機工作現場情況。

（4）統計主要設備運行時間、故障狀態等。實時數據記錄數據庫進一步完善設備管理。

（5）系統具備掉電監測功能，井下分站配備UPS電源，為瓦斯傳感器、風速傳感器、風壓傳感器、溫度傳感器、光端機、攝像儀等提供不間斷電源，能夠在地面持續監測井下風機工況。

（6）系統實時顯示各級設備的通訊狀態;

（7）參數、故障等內容在分站和地面主機上液晶顯示，同時都具備數據故障記憶保持等功能。

（8）就地自動方式下系統自動運行，在單臺風機故障時自動切換到副風機運行，運行過程中具備故障停車及瓦斯電閉鎖功能。

（9）操作人員在地面監控中心通過計算機鍵盤或鼠標，結合工控PC機屏信息及工業視頻大屏幕彩顯，在地面集控室實現對局扇風機的控制。

（10）出現設備故障需緊急停機情況時，局扇自動切換啟動備用局扇;平時使用人員可以每天在地面集控計算機上遠程控制風機的雙電源切換，同時監控計算機記錄下用戶的每次操作記錄。

（11）報表類型豐富，時報表、周報表、月報表可分別查詢各臺局扇風機的具體運行參數，并具備打印功能。

4.結語

對于整個礦井大系統而言，智能局部通風還必須考慮掘進面風量調節對整個系統的影響情況，這就需要進行礦井通風阻力測定，確定出礦井通風基礎參數，從而計算局部通風機風量調節時整個礦井通風系統的風量分布情況，通過進行通風系統調整，使整個礦井通風系統的風量分配符合生產實際的用風需求。

參考文獻

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