礦井通風(fēng)系統(tǒng)智能化改造及其應(yīng)用（下）(圖文)
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3.3 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化
結(jié)合礦井現(xiàn)有通風(fēng)條件和系統(tǒng)優(yōu)化需求，制定改進(jìn)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(yùn)巷安裝 2 道風(fēng)門(mén),，213107 膠帶巷安裝 1 道風(fēng)門(mén),，在 213107輔運(yùn)巷及專回各安裝 1 道風(fēng)門(mén),。采煤工作面風(fēng)流優(yōu)化系統(tǒng)如圖4 所示,。其中編號(hào) 1、3,、4 為自吸風(fēng)門(mén),；編號(hào) 2、5 為自調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén),。正常通風(fēng)時(shí),，打開(kāi) 2、3,、4 等風(fēng)門(mén),，形成 U 形全負(fù)壓通風(fēng)，關(guān)閉 1,、5 風(fēng)門(mén)形成閉合回路,；發(fā)生災(zāi)變需要反風(fēng)時(shí),，則打開(kāi)關(guān)閉的 1,、5風(fēng)門(mén)，形成風(fēng)向逆流,，由 1 號(hào)風(fēng)門(mén)進(jìn)風(fēng),，5 號(hào)風(fēng)門(mén)回風(fēng)，其余 2,、3,、4 號(hào)風(fēng)門(mén)關(guān)閉,，可實(shí)現(xiàn)反風(fēng)效果。
圖4 采煤工作面風(fēng)流優(yōu)化系統(tǒng)
3.3.2 開(kāi)拓大巷災(zāi)變條件下優(yōu)化方案 當(dāng)開(kāi)拓大巷某一地點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)等事故時(shí),，由于明火存在火風(fēng)壓,，在自然通風(fēng)條件下，明火與有毒有害氣體會(huì)隨風(fēng)流向下游區(qū)域蔓延,。為準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)災(zāi)變后的氣體特征,，需要安裝煙霧和 CO 報(bào)警傳感器。當(dāng)監(jiān)測(cè)氣樣指標(biāo)超限時(shí),，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)膠回聯(lián)巷處的 2 道風(fēng)門(mén),，實(shí)現(xiàn)局部巷道的風(fēng)流短路，改變供風(fēng)方向,，切斷向下游蔓延的氣體擴(kuò)散通道,，從而達(dá)到保護(hù)下風(fēng)側(cè)作業(yè)人員生命安全的效果。風(fēng)流短路調(diào)控路線如圖5所示,。
圖5 風(fēng)流短路調(diào)控路線
3.3.3 掘進(jìn)工作面優(yōu)化方案 在掘進(jìn)工作面新鮮風(fēng)流進(jìn)風(fēng)側(cè)安裝有 2 臺(tái)變頻軸流式局部通風(fēng)機(jī),，在巷道風(fēng)門(mén)里正頭、?；乜诎惭b有甲烷傳感器,。對(duì)風(fēng)筒安裝風(fēng)壓傳感器，結(jié)合掘進(jìn)期間實(shí)際瓦斯涌出量和濃度指標(biāo),，系統(tǒng)自行計(jì)算供風(fēng)量是否滿足風(fēng)排瓦斯需求,，通過(guò)變頻實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)。掘進(jìn)工作面優(yōu)化布置如圖6 所示,。
圖6 掘進(jìn)工作面優(yōu)化布置
3.4 構(gòu)建智能通風(fēng)系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)分析礦井通風(fēng)能力與現(xiàn)狀,，針對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)條件與優(yōu)化升級(jí)要求，構(gòu)建智能化通風(fēng)系統(tǒng)平臺(tái),。
(1) 經(jīng)過(guò)對(duì)礦井各巷道坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行采集,，建立數(shù)字化礦井模型，更加直觀展現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的多維動(dòng)態(tài)系統(tǒng),；經(jīng)過(guò)對(duì)巷道主要測(cè)站安裝傳感器,，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集通風(fēng)數(shù)據(jù)，將鼠標(biāo)點(diǎn)擊在巷道模型任一點(diǎn)上進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)觀測(cè),，屏幕上會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)地點(diǎn)傳感器的所有回傳信息,，如傳感器編號(hào)、運(yùn)行狀態(tài),、是否報(bào)警,、安裝位置名稱、監(jiān)測(cè)風(fēng)速指標(biāo),、zui大預(yù)警指標(biāo)和甲烷,、一氧化碳等氣體濃度,，可供管理技術(shù)人員進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)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(fēng)設(shè)施風(fēng)門(mén)自動(dòng)調(diào)控,。通過(guò)在配電點(diǎn)安裝視頻攝像裝置監(jiān)控風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài),，聯(lián)網(wǎng)并入多元遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，在屏幕上可顯示風(fēng)門(mén)狀態(tài),、安裝位置,、局部通風(fēng)機(jī)變頻功率、風(fēng)速,、風(fēng)量以及風(fēng)門(mén)異常開(kāi)啟持續(xù)時(shí)長(zhǎng)等參數(shù),。當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常，需要立即作出調(diào)控時(shí),，可通過(guò)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程自控系統(tǒng)改變風(fēng)門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài),；同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)風(fēng)門(mén)風(fēng)量變化參數(shù)，滿足調(diào)控要求后自動(dòng)停止風(fēng)門(mén)移動(dòng),。風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程自控系統(tǒng)顯示界面如圖8 所示,。
圖8 風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程自控系統(tǒng)顯示界面
(3) 為提升防災(zāi)抗災(zāi)應(yīng)急能力，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了火災(zāi)氣體異常監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng),，作為子系統(tǒng)可并入多元數(shù)控平臺(tái),，與智能通風(fēng)模塊、監(jiān)測(cè)監(jiān)控模塊,、束管監(jiān)測(cè)模塊和風(fēng)機(jī)檢測(cè)模塊等功能模塊一起使用,。其主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括主通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量、壓差,，各采掘地點(diǎn)的供,、回風(fēng)量數(shù)據(jù)，束管監(jiān)測(cè)到的 CO,、CO2 指標(biāo),、傳感器監(jiān)測(cè)的 CH4 指標(biāo)，各地點(diǎn)異常高溫的火災(zāi)響應(yīng)預(yù)警級(jí)別等,。通過(guò)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行系統(tǒng)性綜合分析,，得出科學(xué)災(zāi)害評(píng)估結(jié)論，利用實(shí)時(shí)反饋信息,，制定合理應(yīng)急救援方案,。多元數(shù)控平臺(tái)和監(jiān)控如圖9 所示,。
圖9 多元數(shù)控平臺(tái)和監(jiān)控
4 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)對(duì)礦井現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估,，指出存在人工監(jiān)測(cè)工效低,、持續(xù)時(shí)間短、易產(chǎn)生巡檢盲區(qū),、有漏檢可能等弊端,，體現(xiàn)出對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)升級(jí)改造的迫切性需求。對(duì)智能通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析,，結(jié)合礦井自身現(xiàn)有條件,，針對(duì)采煤工作面、掘進(jìn)工作面和易發(fā)生災(zāi)變的開(kāi)拓大巷等地點(diǎn)制定優(yōu)化調(diào)風(fēng)方案,，提高通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,。通過(guò)優(yōu)化升級(jí)后的智能化通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入運(yùn)行，礦井在生產(chǎn)期間能夠更直觀分析調(diào)整各地點(diǎn)需風(fēng)量,，有利于礦井通風(fēng)安全和有效調(diào)度,，有效避免了火災(zāi)等事故發(fā)生，為實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)有效和本質(zhì)安全奠定了基礎(chǔ),。
鶴壁市雙民礦山機(jī)械有限公司是以制造大型礦山提升設(shè)備,，電器成套自動(dòng)化控制系統(tǒng)為主的科研型高科技企業(yè)，是國(guó)家礦山專用設(shè)備及配件產(chǎn)品定點(diǎn)生產(chǎn)單位,。主要生產(chǎn),、銷(xiāo)售JTK、JTP,、JTPB,、JK、JKB,、JKM,、JKMD型系列礦用提升絞車(chē)、礦井提升機(jī),、多繩摩擦式提升機(jī),、JZ型
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