矿井通风智能化技术研究及发展趋势

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月3期   作者:薛犇
[导读] 矿井通风智能化技术逐渐受到人们的重视
         摘要:矿井通风智能化技术逐渐受到人们的重视,通过矿井通风智能化技术的使用能够在很大程度上减少事故的发生,提高矿井工作的安全性。文章对矿井通风智能化技术的研究现状进行了综合、深入地探讨;并基于矿井通风智能化技术的发展现状,对其发展趋势进行了系统的研究,也指出通风智能化技术发展过程中易出现的问题。以期对矿井通风智能化技术研究领域有借鉴意义。
         关键词:通风;智能化;技术现状;趋势
         矿井通风有三大任务:第一,为满足矿井工作人员的呼吸,通风系统应向井下供给足够的新鲜空气;第二,为保证生产的安全性,通风系统应淡化井下的有毒有害气体及粉尘等;第三,为保障良好的井下作业工作环境,通风系统应适时调节井下环境的气候。由此可以看出,矿井通风系统是矿井作业安全性、高效性的基础保障,因此,矿井通风系统的智能化技术发展对保障矿井作业安全性有着重要意义。
         1矿井通风智能化设计研究现状
         1.1通风系统设计智能化软件                  
         目前,各个矿山所使用的通风系统智能化软件均不同,涉及到国内外先进的智能化软件,但是在实际的生产中均不能完全满足通风系统智能化运行状态的需要。现存的一些智能化软件大部分仅仅是单纯的计算软件或者仅仅在某一特定方面的优势比较明显,但是这就不能全面监视矿井中的通风状况。随着计算机技术的快速发展,面向对象语言开发功能将进一步强大,将会有更多的通风系统智能化软件随之问世,这就促进了人际交互界面的友好。其中,这些通风系统智能化软件应该包括下述几点基础内容:(1)基本数据采集模块;(2)网路生成与解算模块;(3)矿井通风系统基本输出和三维动态输出模块;(4)风机工作状况监测模块;(5)通风构筑物监测模块;(6)数据存储与分析模块;(7)技术经济计算模块;(8)专家系统库模块。                  
1.2 自动监测通风系统中的构筑物                  
         自动监测通风系统中的构筑物即是指在常规的通风构筑物设计的基础之上,另外增加带有开启调节、风质监测仪器和风速的动力设备。                  
         1.3控制单元                  
         将与之有关的所有参数完整地提取,为通风设备、通风工程和构筑物投资费用、运营费的计算提高有效的参考依据。提供决策预分析,可以由显示的结果或人为指令进行人为控制或者自动控制通风系统。该控制单元还必须能够建立关键的通风经济断面、魔阻、巷风量的数学模型,再结合统计出的实际数据进行适当的调整。                  
         矿井通风系统是一个动态系统,所以在设计过程中必须实时地修改调节数据,而人工进行数据采集到数据的处理分析又是一个十分繁重无味的任务,这就需要利用计算机、控制、现代仪器和管理技术,使计算机的便捷、存储量大的优势完全释放出累,进而可以为矿井开采提供优质高效的服务,这是构成矿上数字化生产的重要内容,也是实现通风系统智能化设计的关键步骤。

                  
         2矿井通风系统设备智能化研究现状
         矿井通风系统设备的发展是智能化发展的基础。对应通风系统布局和方式的不断创新,通风机性能也在大幅提升,我国目前常用的通风机设备主要有:主体通风机、局部通风机、以及配套使用的风筒(矿用)。此外,与矿井通风智能化同步开发出的智能传感器、通风机监测器、通风网络监测平台等也越来越先进、灵敏和准确。
         3矿井通风智能化技术发展趋势
   3.1 全自动管理系统
         矿井在发展的过程中生产数量会逐渐加大,矿井的规模也会不断加大,由此需要的通风系统走向复杂化,通风系统的管理工作内容也就会逐渐增加,管理工作逐渐走向复杂化,因此,需要建立具有智能化标准的全自动管理系统,通过这样的方式有效的减少人工工作量,并且能够提高管理工作的即时性和准确性。但是管理系统的建立是非常复杂的工作内容,不仅需要大量的资金支持,对技术水平的要求也是非常高的。计算机技术的发展促进矿井通风管理工作向着信息化和智能化的方向发展,计算技术所具有的控制技术对管理系统的建立起到积极的促进作用。
         3.2 自动检测技术
         根据矿井通风系统状态估计结果和用风点用风量预测结果,利用智能调风控风软件,计算包括调节设施和智能动力装备的全局最优调节方案,并发布调控命令,实现矿井通风系统远程调控。矿井通风系统自动化就是在不需要人工参与的前提下自动实现闭环运行,只有当出现故障和移装时才需要人工参与。利用该技术,不仅可以大幅度地减少瓦检、测风、方案优化、数据处理和系统调整等通风技术人员的数量,更重要的是能充分利用矿井物联网和自动化技术实现矿井通风系统的在线分析、识别、诊断和优调优控,确保矿井通风系统正常时期和灾变时期的按时按需低功耗最优供风。
         3.3 设计的精准化
         通风系统是保障矿井作业安全性的关键系统,通风系统的稳定性和可靠性关乎矿井作业人员的人身安全。因此,矿井通风智能化技术应是稳定的和可靠的。这就要求通风智能化技术中的监测系统、数据传输系统、执行系统等稳定、可靠地运行。所以,计算机算法的优化、简化,控制执行设计的精准化是矿井通风智能化技术的发展方向。
          3.4 发展高效先进的硬件通风设备。
         硬件设备是智能化系统的重要组成部分,是实现智能化工作的关键元素。因此,矿井通风智能化技术被应用的同时,应配以相应的通风硬件设备。即在进行通风智能化设计的同时,要对硬件通风设备进行匹配设计。这也是矿井通风智能化全面实施的必经之路。
         3.5引进国外先进的矿井通风智能化技术
         北美(美国、加拿大)对矿井作业智能化中的监测系统研究较早,随着现代科技的发展,矿井作业智能化系统的研究也越来越完善,比如,在线监测系统、实时通讯技术等。我国矿井作业智能化发展迅猛的同时,适度借鉴北美等矿井作业智能化技术,可以加快矿井智能化的发展进程。
          4 结束语
         矿井通风系统越来越数字化、信息化,智能化,精准化。未来的通风系统将是一种集网络分析、仿真模拟、通风系统异常诊断与评价、智能调控于一体的实时智能化系统,这种系统能够从多个方面综合衡量、调节通风系统,使之处于最优化的状态,通过矿井通风智能化技术水平的提高,有效的提高矿井工作的安全性,促进矿井行业的发展与进步。
         参考文献:
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