中国平煤神马集团夏店煤业公司 河南省平顶山市 467544
摘要：矿井通风工作是决定煤矿能否安全生产的关键因素之一，煤矿在扩大生产规模、革新采掘技术谋求增产的同时，也应加强矿井通风技术管理，提升煤炭开采过程中的安全系数，最大限度地保护矿工的生命安全，同时避免生产事故的发生给企业带来损失。本文基于我国矿井通风技术现状及智能化发展展望展开论述。
关键词：我国矿井；通风技术现状；智能化发展展望
引言
通风系统是矿井的“血液循环系统”，是保障矿井安全生产的基石。通风系统出现故障往往导致风流紊乱、风流短路、用风地点风量不足等安全隐患，严重时甚至导致矿井灾害的发生。尤其在发生瓦斯爆炸、煤尘爆炸、火灾、煤(岩)与瓦斯突出等灾害时，通风系统遭到破坏，快速恢复矿井正常通风是遏制事故扩大和应急响应的关键所在。长期以来，如何保障通风可靠、监控有效、管理到位是矿井通风工作面临的重大难题。
1智能通风的原理
矿井智能通风是通过智能控制实现按需供风，稳定、经济地向矿井连续输送新鲜空气，供人员呼吸，稀释并排出有害气体和粉尘，改善矿井气候条件及救灾时具有一定智能调控风流的作业。其内涵是将信息采集处理技术、控制技术与通风系统深度融合，按照“平战结合”的理念实现按需供风及异常灾变状态下智能决策与应急调控（1）通风系统经济可靠与灾情预警，达到安全、经济目标：保障通风系统日常运行的可靠性与经济性，生产过程中风量做到按需供风；满足通风异常的自动感知、诊断与预警。（2）通风系统的全程自动化，达到智能调控目标：运用互联网、物联网、人工智能、大数据、新材料，先进制造，信息通信和自动化技术，建设智慧矿山通风系统，实现分析决策与联动调控，灾变条件下能够实现防灾、减灾、控灾和主动救灾等全过程的自动化与智能化。
2矿井通风技术
在煤矿开采的过程中，采用相应的机械通风技术措施，合理调配井下各地点风量，促使新鲜空气能够进入到矿井井下，以减少井下瓦斯以及粉尘等有毒有害气体的浓度，切实实现有毒有害气体的稀释，对工作人员的工作环境进行有效改善，对各项安全措施进行落实。根据目前的情况来看，在对矿井通风系统以及安全监控系统进行构建的过程中，应用了声光报警系统、传感器探测技术以及数据互联网技术等多种现代化的技术，能够有效实现井下各项重要参数指标的监控，使工作人员能够实时获取矿井内的动态实时信息，从而更加有效的对矿井生产开展指挥工作，有利于强化井下作业的安全性。当前矿井通风技术的特点主要在以下两个方面：（1）矿井通风技术具有较高的实用性，保障其在实际应用过程中能够对井下对于新鲜空气的需求进行充分满足，起到对矿井井下空气进行调节的作用，同时对井下的气候条件进行调节，保障井下工作人员能够具有良好的氧气供给，机电设备的正常运行，最终能够实现对井下的施工环境的优化，从而提升煤矿开采工作的安全性；（2）在开展实践工作的过程中，能够实现对有毒有害气体起到有效的稀释和淡化作用，因为技术人员、机械设备性能以及矿井下工作环境等多方面因素均能够对矿井工作产生重要的影响，所以要求矿井通风技术具有良好的变性特点。
3智能决策
1)数据驱动的矿井通风网络快速构建。其关键研究内容包括:①兼顾传感器布置数量少和通风网络无盲区监测的传感器优化布置方法，实现网络实时监测数据获取全覆盖;②矿井通风系统动态图形与监测数据的融合技术，实现图形与数据、数据与数据的融合、共享与联动分析;③多源数据优选与网络模型实时更新修正技术，实现真实有效数据的筛选，保证通风网络模型真实可靠。2)通风调控的联动分析与智能决策。其关键研究内容包括:①主要通风机、局部通风机与通风网络自适应和远程智能调控，实现风机运行与通风网络需风量相适应;②按需分风智能决策与自主调控技术，当局部区域需风量变动时系统智能决策并远程自主调控通风设施，实现风量供需平衡。3)通风隐患的智能识别与及时报警。
其关键研究内容包括:①基于图像识别的矿井通风系统合规性判识方法，为及时调整通风系统布局提供技术手段;②基于监测分析结果的通风隐患智能识别与优化技术，实现通风隐患在线排查，智能决策提醒;③全矿井有毒有害气体分布云图生成及分级评价技术，实现有毒有害气体从点监测向空间面域分析评价的转变。通过上述技术与装备的研发，实现智能通风系统模型的快速构建、通风系统调控的自主决策。
4矿井通风异常诊断与预警
矿井通风异常诊断、灾害影响范围确定与预警是通风调节合理控风的关键依据。矿井通风异常状态诊断方法主要是结合多传感器信息融合处理技术、大量历史数据、矿井通风网络实时解算数据，获得通风动力、通风网络和通风设施异常下通风参数的时空响应特征，考虑渐变到突变、量变到质变，运用神经网络、机器学习、模糊数学等方法，构建通风系统异常诊断模型，实现矿井通风参数异常状态的原因、模式的快速诊断与定位。通风灾变影响范围的快速确定与预警则是基于通风网络模拟建立灾害源场模拟和灾害影响区模拟的等效模型，以火灾、爆炸或煤岩动力灾害下风网风烟流传输特性为分析依据，结合多元信息感知参数，应用通风网络实时解算方法获取不同约束情况下通风网络通风参数数据，快速预警通风系统灾害类型和灾害影响范围。
5矿井通风发展展望
在煤矿矿井的安全生产过程中通风系统是重要的基础设施，通过建立完善的通风系统能够充分满足煤矿矿井的实际生产需求，在现代化煤矿矿井的生产过程中，要求通风机必须要能够在灾变时期实现正常运转，与此同时还能够针对通风机风流进行快速调控，这样才能充分保证实际的安全生产要求。针对矿井建设的初期阶段，必须要对矿井通风系统的整体布局进行合理考虑，并选择最佳的通风方式，针对整个通风网络进行进一步简化，并最大程度缩减通风距离，实现对通风阻力的最大程度控制，并针对各种通风设施进行合理布置，并针对各种通风设施的管理和调控。另外，为了充分保证煤矿井下生产开采的安全进行，要针对先进高效的通风机装备不断加大研发力度，利用先进的人工智能技术来全面推动井下通风技术的快速发展，与此同时还要针对煤矿井下通风系统监测研制出具有更高精度，运行更加可靠的通信监测设备，实现整个煤矿矿井的无盲区监测，在此基础上才能够让煤矿井下通风系统的管理水平得到全面提升。
结束语
与我国大多数煤矿具有比较特殊的赋存条件，导致超过97%的煤矿矿井必须要采取井工开采方式，而在这种开采方式下，通风系统是充分保证煤矿井下安全生产的基本条件。在当前整个煤炭领域不断加快现代化矿井建设的前提下，煤矿开采过程中的综合机械化水平得到了全面提升，这在很大程度上对我国矿井通风技术发展形成了极大促进作用，也实现了各种通风新设备的不断创新升级，在当前煤矿系统的优化升级改造过程中低能耗、安全、可靠成为了基本准则。
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作者简介：赵玉贵 男 汉 1971年11月23日 河南省平顶山市 中国平煤神马集团夏店煤业公司安检科科长 矿建助理工程师 河南理工大学采矿工程 本科 中国平煤神马集团夏店煤业公司 467544 矿山安全建设管理及矿井通风现状及智能化发展展望。