[發明專利]礦井通風監測與遠程控制系統及智能決策方法

在審

• 申請號: 202210048873.4
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114396313A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 錢會發;何敏;武福生;卜滕滕;昌偉鋒
• 申請（專利權）人: 天地（常州）自動化股份有限公司;中煤科工集團常州研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F1/00
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 吳霜

1.一種礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于，包括：

井下風網監控系統，所述井下風網監控系統用于實時監測井下通風網絡分支的環境參數和通風參數，并對通風設施的狀態進行監測與調控；

地面風機變頻監控系統，所述地面風機變頻監控系統用于實時監測地面風機的運行工況參數，并完成對地面風機運行頻率的調控；

工業以太網通信系統，所述工業以太網通信系統用于將獲取的井下通風網絡分支的環境參數、井下通風網絡分支的通風參數、地面風機的運行工況參數、通風設施的狀態參數以及地面監控中心的控制指令進行上行下行傳輸；

地面監控中心，所述地面監控中心用于實時監控整個礦井通風網絡的運行參數，通風異常時，獲取排除通風異常的調節方案。

2.根據權利要求1所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述井下風網監控系統包括：

井下監控分站，所述井下監控分站用于實時監測井下通風網絡分支的環境參數和通風參數，以及對通風設施進行監控與調節；

通風參數監測模塊，所述通風參數監測模塊用于實時監測井下通風網絡分支的通風參數；

環境參數采集模塊，所述環境參數采集模塊用于實時監測井下通風網絡分支的環境參數；

通風設施控制模塊，所述通風設施控制模塊用于井下通風網絡分支中通風設施的狀態調節與控制。

3.根據權利要求2所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述通風參數包括風速、風量、通風阻力、風壓、溫度以及濕度。

4.根據權利要求2所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述環境參數包含CH₄濃度、CO濃度、0₂濃度、CO₂濃度以及溫濕度。

5.根據權利要求1所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述礦井通風監測與遠程控制系統主要由智能感知設備、井下監控分站、智能執行器、PLC控制柜、中層光纖環網、環網接入器、工控機和通信電纜組成；

所述PLC控制柜的模擬量輸入端子通過所述通信電纜與所述智能感知設備相連；

所述地面風機變頻監控系統中的變頻器與通風電機連接并自動獲取該通風電機運行參數；

所述井下監控分站通過所述通信電纜與所述智能感知設備相連，獲取通風參數和環境參數，然后通過所述中層光纖環網和所述環網交換機與上層監控終端的工控機通信。

6.根據權利要求1所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述礦井通風監測與遠程控制系統包括多源數據的融合算法模塊、通風網絡解算模塊以及系統自診斷模塊；

所述多源數據的融合算法模塊用于對井下風網的通風參數、環境參數的監測數據進行融合，并根據相應規則進行預測預警；

所述通風網絡解算用于井下通風網絡分支風量分配的仿真模擬計算；

所述系統自診斷模塊用于對通風網絡、系統及設備的異常情況或故障進行自診斷。

7.根據權利要求6所述的礦井通風監測與遠程控制系統，其特征在于：所述的多源數據的融合算法模塊、通風網絡解算模塊以及系統自診斷模塊全部集成在礦井通風監測與遠程控制系統的上位機里。

8.一種如權利要求1-7任意一項所述的礦井通風監測與遠程控制系統的智能決策方法，其特征在于：地面監控中心會根據井下通風網絡異常分支的環境參數和通風參數，通過分析確定最小余樹分支，智能地計算出通風系統消除異常的調控方案。

9.如權利要求8所述的礦井通風監測與遠程控制的智能決策方法，其特征在于：地面監控中心的服務器運用數據庫中預置的通風模型和監測的通風參數高速地進行通風網絡的迭代解算與風網分支通風的安全風險檢驗，實現調節方案的超前模擬，仿真驗證擬定的調節方案，保障調節過程的安全。

10.如權利要求8所述的礦井通風監測與遠程控制的智能決策方法，其特征在于：當井下監控分站監測到關聯分支通風異常需要調節通風系統時，井下監控分站將井下通風網絡異常分支的環境參數、通風參數傳輸至地面監控中心，并發出報警；同時，提出關聯風網分支風阻調節、主風機變頻調節、聯合調節來消除通風異常的方法，并建立了智能化調節的相關模型和智能決策。