[發(fā)明專利]一種煤礦通風智能管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210169694.2
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102704979A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟志強;紀洪廣;何偉;張月征;向鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 孟志強
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F17/18;H04N7/18;F04D27/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦通風的智能管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

據(jù)諸多煤礦事故調(diào)查結(jié)果表明，煤礦發(fā)生的重大災害事故，一般都與礦井通風統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。礦井通風系統(tǒng)是煤礦安全的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，因此，建立穩(wěn)定、可靠、簡單的通風系統(tǒng)顯得尤其重要。煤礦生產(chǎn)的多變性決定了礦井通風系統(tǒng)的動態(tài)性，必須采用高科技手段、引進先進技術(shù)、利用自動化管理系統(tǒng)，定期測試、檢查、評估各項通風參數(shù)，及時采集、分析通風系統(tǒng)的運行信息，擬定各個生產(chǎn)時期的最優(yōu)化風流調(diào)整方案，預報通風系統(tǒng)遠期運行狀態(tài)，以提高礦井通風管理水平，并運用專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)與理論，制定災變時期風流調(diào)度

近年來，許多院校和科研院所研制出了多種主通風機的監(jiān)測、監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)或儀器儀表，并在現(xiàn)場進行了試驗、應(yīng)用。如，中國礦業(yè)大學研制出的礦井主通風機在線監(jiān)測與通訊系統(tǒng)，其監(jiān)測風量的方法解決了礦井惡劣通風條件下，在線監(jiān)測風流含塵、潮濕、脈動、可靠性及準確性差等關(guān)鍵技術(shù)難題，提高了礦井通風設(shè)備自動化、科學化管理水平。該系統(tǒng)在兗礦集團有限公司鮑店煤礦、濟寧二號煤礦、濟寧許廠煤礦等投入使用，至今系統(tǒng)性能可靠，在國內(nèi)礦井主通風機在線監(jiān)測監(jiān)控方面處于前列。

但是，存在的缺點也非常明顯，如，目前的各種智能系統(tǒng)僅僅側(cè)重于對風機自身的監(jiān)測，但是在對礦井巷道中得風量數(shù)據(jù)仍采用人工測量的方式，或者僅僅利用風量傳感器來實現(xiàn)，但是這個方式不僅僅費時費力，而且因為人工測量以及傳感器的使用條件及場合的限制，影響數(shù)據(jù)的準確性。此外，由于缺乏異常數(shù)據(jù)的預警以及分析功能，使得風機異常時很難及時排除故障。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述的不足，本發(fā)明提供一種煤礦通風智能管理系統(tǒng)，其利用計算機作為主控模塊，實現(xiàn)對井巷風量的實時檢測，在風量異常時發(fā)出預警，并對異常情況進行分析。同時控制通風設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況，生成風量實時模擬圖像以及將各類數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種煤礦通風智能管理系統(tǒng)，包括：

風量檢測模塊，通過對井下風速、溫度、巷道斷面積的測量，獲得風量數(shù)據(jù)；

通風預警模塊，根據(jù)風量檢測模塊檢測的風量數(shù)據(jù)，與主控模塊中的預設(shè)的安全運行風量數(shù)據(jù)進行比較，對風量異常情況進行預警，輸出預警數(shù)據(jù)，利用異常情況定位機制，查找異常風量所在巷道位置，將該位置以及異常風量數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)上傳至管理數(shù)據(jù)服務(wù)器，通知管理人員，并保存數(shù)據(jù)供修正波動相關(guān)度使用；

通風異常分析模塊，根據(jù)通風預警模塊的預警數(shù)據(jù)，通過主控模塊進行風量異常分析；

通風設(shè)備控制模塊，監(jiān)測通風設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，接收主控模塊發(fā)出的設(shè)備控制信息，控制風機運轉(zhuǎn)狀況；

圖像模擬模塊，根據(jù)風量檢測模塊的風量數(shù)據(jù)，結(jié)合主控模塊中的預設(shè)風量數(shù)據(jù)，生成風量實時模擬圖像；

數(shù)據(jù)輸出模塊，將風量數(shù)據(jù)、通風預警數(shù)據(jù)、通風異常分析數(shù)據(jù)、設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。

主控模塊，完成風量計算、通風系統(tǒng)波動相關(guān)度矩陣構(gòu)建、通風設(shè)備運轉(zhuǎn)等工作。

更進一步，所述的風量檢測模塊通過超聲波測量巷道風速，并且采用溫度補償對風速進行修正，利用激光測距原理獲得巷道斷面積，進而獲得風量數(shù)據(jù)。所述的風量計算公式為：風量Q＝S*V，所述的S為巷道的斷面積，所述的V為經(jīng)修正后的風速。

更進一步，所述的風量檢測模塊包括風速檢測單元、巷道斷面積測量單元、溫度檢測單元。

更進一步，所述的風速檢測單元包括一對超聲波收發(fā)探頭。

更進一步，所述的溫度檢測單元包括一熱敏溫度探頭。

更進一步，所述的巷道斷面積測量單元包括激光探頭，帶動激光探頭做圓周運動的驅(qū)動電動機，用于放置激光探頭和驅(qū)動電動機的支架。

更進一步，所述的通風預警模塊包括預警裝置。

更進一步，所述的預警裝置為信號燈。

更進一步，通風異常分析模塊接收異常風量數(shù)據(jù)，分析該異常風量數(shù)據(jù)相對于通風正常時的變化值；通過計算井下通風系統(tǒng)的波動相關(guān)度，獲得風量波動相關(guān)度矩陣；利用波動相關(guān)度分析各巷道對風量異常巷道的影響，分析是否發(fā)生了巷道的短路或者斷路。

更進一步，所述的圖像模擬模塊還可以根據(jù)通風設(shè)備運行狀況以及巷道通風系統(tǒng)波動相關(guān)度矩陣，構(gòu)建礦井通風最佳狀態(tài)圖像。

本申請所取得的有益效果為：