于方洋

【摘要】煤礦局部通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)是為煤礦井下掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)的專(zhuān)用通風(fēng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感技術(shù)、瓦斯涌出預(yù)測(cè)技術(shù)、智能通風(fēng)技術(shù)、EMC抗干擾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面通風(fēng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守、掘進(jìn)工作面環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、掘進(jìn)工作面通風(fēng)量的手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】通風(fēng)監(jiān)控;遠(yuǎn)程監(jiān)控;自動(dòng)調(diào)節(jié)

Intelligent monitoring system of coal mine local ventilation

Tian Di（Chang Zhou）Automation Company Limited ?YU Fang-yang

Abstract：Mine local ventilation monitoring system is a special ventilation monitoring system design for underground coal mine heading face.The system adopts computer and network technology，variable frequency drive technology， advanced sensor technology，gas emission prediction technology，intelligent ventilation technology，EMC anti-jamming technology，the remote monitoring of implementation of the tunneling working surface ventilation equipment remote monitoring and unattended，the tunneling working surface of environmental parameters measured，the tunneling working surface ventilation manual，automatic regulation.

Key words：Ventilation monitoring;Remote monitoring;Automatic regulation

1.引言

煤礦掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量受井下地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯本身分布不均勻等因素影響，是最易發(fā)生瓦斯積聚、發(fā)生瓦斯事故的地點(diǎn)之一，由于煤礦掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯異常涌出量大，而一般情況下局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量固定，瓦斯涌出量大時(shí)風(fēng)機(jī)不能增風(fēng)而導(dǎo)致瓦斯超限，一旦瓦斯超限，只能停產(chǎn)人工排放瓦斯，不僅形成了瓦斯超限隱患，而且影響正常生產(chǎn)。盡管可以采取設(shè)置大風(fēng)量風(fēng)機(jī)解決超限問(wèn)題，但在正常瓦斯涌出量情況下，一方面出現(xiàn)大馬拉小車(chē)現(xiàn)象，造成電能和風(fēng)量浪費(fèi);另一方面風(fēng)量過(guò)大，或造成粉塵量增大而導(dǎo)致粉塵污染加劇。因此，為避免掘進(jìn)工作面瓦斯在異常涌出時(shí)出現(xiàn)的經(jīng)常性超限，確保安全生產(chǎn)，從根本上解決掘進(jìn)工作面瓦斯超限問(wèn)題，需要對(duì)掘進(jìn)工作面環(huán)境參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)控，根據(jù)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)通風(fēng)量。

2.系統(tǒng)組成和工作原理

系統(tǒng)由通風(fēng)機(jī)用隔爆兼本質(zhì)安全型雙電源雙變頻調(diào)速器、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器、井下監(jiān)控分站、上位機(jī)等組成。

對(duì)于掘進(jìn)工作面的智能化通風(fēng)的控制依據(jù)以及效果評(píng)價(jià)，主要考察指標(biāo)是掘進(jìn)面的風(fēng)量和瓦斯?jié)舛取１仨毷紫葷M(mǎn)足掘進(jìn)面工作所需要的最小風(fēng)量條件，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)局部通風(fēng)系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)風(fēng)量輸出，控制瓦斯?jié)舛仍谝?guī)程規(guī)定范圍之內(nèi)，減小工作面粉塵濃度，改善工作面環(huán)境。

系統(tǒng)主機(jī)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的圖形、報(bào)表、提示畫(huà)面等信息。監(jiān)控主機(jī)的信息通過(guò)OPC/DDE等方式上網(wǎng)，相關(guān)部門(mén)可通過(guò)IE瀏覽數(shù)據(jù)，為合理調(diào)整通風(fēng)設(shè)備參數(shù)、安排通風(fēng)設(shè)備的工作時(shí)間提供依據(jù)。

系統(tǒng)主機(jī)不斷輪巡各監(jiān)控站，監(jiān)控站接收到主機(jī)對(duì)本機(jī)的輪巡命令后，判斷是否有數(shù)據(jù)變化，若有則將變化后的數(shù)據(jù)上傳，否則只回復(fù)確認(rèn)信息，這樣在確保數(shù)據(jù)及時(shí)更新的同時(shí)，減少主傳輸通道的數(shù)據(jù)量，保證系統(tǒng)巡檢周期。

監(jiān)控站對(duì)下行數(shù)據(jù)口的智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，智能設(shè)備按照優(yōu)先級(jí)別上傳數(shù)據(jù)，關(guān)鍵的變位信息優(yōu)先級(jí)別最高，報(bào)警信息次之，模擬量數(shù)據(jù)級(jí)別最低。監(jiān)控主站對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，等待系統(tǒng)主機(jī)對(duì)本機(jī)的輪巡（見(jiàn)圖1）。

3.系統(tǒng)功能

（1）顯示雙電源開(kāi)關(guān)和進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、參數(shù)并控制其合、分閘及故障復(fù)位;

（2）能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)（如瓦斯含量、風(fēng)筒壓力、風(fēng)速、風(fēng)機(jī)溫度）判斷局扇風(fēng)機(jī)的工作情況

（3）預(yù)留工業(yè)電視監(jiān)測(cè)，通過(guò)安裝在風(fēng)機(jī)負(fù)荷開(kāi)關(guān)附近的攝像頭把現(xiàn)場(chǎng)的圖像傳送到地面監(jiān)控室的顯示器上，值守人員可在地面控制中心遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視風(fēng)機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)情況。

（4）統(tǒng)計(jì)主要設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、故障狀態(tài)等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步完善設(shè)備管理。

（5）系統(tǒng)具備掉電監(jiān)測(cè)功能，井下分站配備UPS電源，為瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器、溫度傳感器、光端機(jī)、攝像儀等提供不間斷電源，能夠在地面持續(xù)監(jiān)測(cè)井下風(fēng)機(jī)工況。

（6）系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示各級(jí)設(shè)備的通訊狀態(tài);

（7）參數(shù)、故障等內(nèi)容在分站和地面主機(jī)上液晶顯示，同時(shí)都具備數(shù)據(jù)故障記憶保持等功能。

（8）就地自動(dòng)方式下系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，在單臺(tái)風(fēng)機(jī)故障時(shí)自動(dòng)切換到副風(fēng)機(jī)運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中具備故障停車(chē)及瓦斯電閉鎖功能。

（9）操作人員在地面監(jiān)控中心通過(guò)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)，結(jié)合工控PC機(jī)屏信息及工業(yè)視頻大屏幕彩顯，在地面集控室實(shí)現(xiàn)對(duì)局扇風(fēng)機(jī)的控制。

（10）出現(xiàn)設(shè)備故障需緊急停機(jī)情況時(shí)，局扇自動(dòng)切換啟動(dòng)備用局扇;平時(shí)使用人員可以每天在地面集控計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的雙電源切換，同時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下用戶(hù)的每次操作記錄。

（11）報(bào)表類(lèi)型豐富，時(shí)報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表可分別查詢(xún)各臺(tái)局扇風(fēng)機(jī)的具體運(yùn)行參數(shù)，并具備打印功能。

4.結(jié)語(yǔ)

對(duì)于整個(gè)礦井大系統(tǒng)而言，智能局部通風(fēng)還必須考慮掘進(jìn)面風(fēng)量調(diào)節(jié)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響情況，這就需要進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，確定出礦井通風(fēng)基礎(chǔ)參數(shù)，從而計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分布情況，通過(guò)進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，使整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配符合生產(chǎn)實(shí)際的用風(fēng)需求。

參考文獻(xiàn)

[1]周慶生，祝龍記.局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2004（04）：42-44.

[2]楊九生，李松秀，李高峰.采掘工作面局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用[J].中國(guó)西部科技，2010（22）：45-46.

[3]聶文艷，金林，王仲根.變頻技術(shù)和模糊控制在局部通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2006（8）：147-149.