矿井智能通风关键科学技术问题综述

矿井智能通风关键科学技术问题综述

唐守军,1张连刚,2

山东能源集团鲁西矿业白庄煤矿1

山东卓祥安全管理咨询有限公司2

摘要：在矿山建设中，通风系统是改善矿山工作环境、调节井温湿度、稀释有害物质的装置，在矿山建设中也起着极其重要的作用。与西方发达国家相比，我国采矿技术仍存在较大差距，工人的施工条件相对较差，施工安全得不到保障。为此，对矿井通风系统进行了详细分析。

关键词：矿井智能通风；关键技术；智能化技术

矿业作为我国重要的基础能源产业，一直受到人们的关注。随着中国科技的不断创新和互联网+时代的出现，矿业的现代化和科技发展也与时俱进，取得了丰硕成果。在这些安全技术中，智能矿井通风技术的发展尤为突出，智能矿井通风技术是采矿业的一项重要安全技术。本文在查阅大量文献的基础上，对矿井通风智能技术的研究现状进行了全面深入的探讨，系统分析了矿井通风智能技术的发展趋势，指出了矿井通风智能技术发展中存在的问题。为矿井通风智能技术的研究提供参考。

1矿井通风智能技术研究现状

1.1矿井通风智能技术概述

矿井通风，即矿井通风系统，是煤矿生产中重要而安全的连接点之一，包括矿井通风网络、通风方式和通风方式。通风方法主要包括：提取、压榨和混合；通风网络（布局）主要包括简单网络和复杂网络；通风方式主要有对角线式、中心式、分区式和混合式。根据不同的矿井通风条件，对矿井通风系统进行了优化布置和网络设计。矿井通风有三个主要任务：

首先，为了适应矿工的呼吸，通风系统必须为底土提供足够的新鲜空气；

其次，为了保证生产安全，通风系统应稀释地下有毒有害气体和粉尘；

第三，为了保证良好的地下工作环境，通风系统应及时调整地下环境的气候。

从矿井通风系统的概况和任务不难看出，矿井通风系统是矿井安全和效率的基本保障，因此，矿井通风系统智能化技术的发展对提高矿井性能、保障矿井安全具有重要意义。

1.2矿井通风智能化技术的研究现状

（1）矿井通风系统智能化设计的研究现状。矿井通风系统智能化技术在通风设计中的研究主要体现在矿井通风系统三要素的智能化设计上。

矿井通风智能化技术要求通风网络布局更加节能。随着这项技术的发展，为了避免通风线路过长和通风阻力过大，许多矿业集团一方面在降低能耗的前提下，采用分区通风设计，方便通风智能系统中的数据采集和分析；另一方面，智能控制系统的反应速度大大提高。

矿井通风智能化技术大多采用混合式通风方式，其中多风巷道通风和U型通风在我国颇具代表性。在矿井通风智能技术的设计中，这些通风方式一方面可以减少数据传输通道；另一方面，它可以降低通风阻力。不仅实现了科学管理，而且大大提高了有效通风效率。

此外，矿井通风智能技术在提高通风可靠性方面的应用也越来越广泛。例如，通风智能通过先进的计算机技术开发了可靠性评估软件，该软件可以综合通风系统的日常数据、通风布局、通风阻力、通风量、通风硬件设备、通风数据传输等指标，对通风系统的可靠性进行综合评估，为了实时监测和调整通风系统的可靠性。

（2）矿井通风系统智能设备的研究现状。矿井通风系统设备的开发是智能化开发的基础。随着通风系统布局和方式的不断创新，风机的性能也得到了极大的提高。目前，我国常用的风机设备主要有：主风机、局部风机和配套风道（矿用）。

此外，随着矿井通风的智能化，同时开发的智能传感器、通风机监控器和通风网络监控平台正变得越来越先进、灵敏和准确。

2矿井通风智能技术的应用

在通风智能系统监控系统中应用变频器和PLC控制器，可以稳定、顺畅地传输数字信号，从而减少通风系统中其他硬件设备的机械消耗，延长硬件设备的使用寿命。

将先进的排序法、模糊评价法、专家评价法等算法应用于通风智能系统评价系统中，嵌入计算机软件中，实现通风系统的快速、高效科学管理。嵌入式综合算法的计算机智能通风系统已在谢庄矿得到应用。本文将结合矿井通风智能技术的发展现状和应用，深入探讨矿井通风智能技术的发展趋势。

3矿井通风智能技术的发展趋势

3.1进一步巩固和完善矿井通风智能技术

首先，矿井通风的智能化技术要注重稳定性和可靠性。通风系统是保证矿井安全运行的关键系统。通风系统的稳定性和可靠性关系到煤矿作业人员的人身安全。因此，矿井通风的智能化技术应该是稳定可靠的。这就要求通风智能技术中的监控系统、数据传输系统和执行系统稳定可靠地运行。因此，计算机算法的优化和简化以及控制执行设计的准确性是矿井通风智能技术的发展方向。

其次，矿井通风智能化技术应同时开发高效、先进的硬件通风设备。硬件设备是智能系统的重要组成部分，是实现智能工作的关键要素。因此，在应用矿井通风智能技术时，应配备相应的通风硬件设备。即在进行通风的智能化设计时，应进行硬件通风设备的匹配设计。这也是全面实施矿井智能通风的必由之路。

3.2提高监控系统的准确性

监控系统是矿井通风智能化技术的重要环节。只有做到准确、准确的监控，才能充分发挥通风智能技术在矿井运行中的作用。因此，零盲区监测系统和实时动态监测系统是矿井通风智能技术健康发展的关键。

3.3避免矿井通风智能技术可能带来的问题

一方面，随着矿井通风智能技术的快速发展，一些矿井在引进智能技术的过程中不合理，导致通风系统改造过于复杂，使得通风系统运行效率低下，难以调整和优化，影响通风系统完成基本任务的能力，降低效率、安全性和可靠性。

另一方面，在实现矿井智能通风的过程中，一些矿井没有同步的机械设备，导致设备与智能计算机系统不匹配，导致通风系统不稳定，不仅降低了矿井的工作效率，而且增加了系统维护的难度。

此外，数据监测、专家评估等智能软件应用不全面，导致整个通风系统数据混乱，无法准确评估送风量和地下环境，存在较大的安全隐患。

3.4提高通风技术的科学性

事实上，矿山生产存在很大的风险。为了保证井下作业人员的生命安全，必须从实际出发，科学选择矿井通风技术，确保所采用的通风技术科学有效，避免安全事故的发生，减少效益损失。由此可知，在矿山生产过程中，所采用的矿井通风技术必须具有较强的合理性，通过日常管理和维护可以有效避免。针对设备陈旧的问题，企业需要增加设备的资金投入，引进先进的生产设备。企业管理者应该从长远的角度看待这个问题。先进的设备可以保证煤炭开采的效率，减少安全问题的发生，促进企业生产，加快煤炭开采的机械化发展。在设备管理方面，企业要从日常管理入手，聘请专业的机电运输设备专业人员进行定期维修保养，并根据矿山情况对机电运输设备进行全面检查。一旦质量不合格，安装、运行或设备出现问题，应及时记录、更换和维修，以确保机电运输设备在投产前的安全性能达到标准。煤矿机电运输设备的维修，应当以确保安全为重点，按照国家验收制度和标准，确保机电运输设备的安全可靠。

3.5使用优良的通风设备

通风设备是矿井通风系统安全高效运行的技术和物质基础。甘河煤矿要建立新的通风设备采购清单，列出更可靠的设备生产品牌清单和黑名单，坚决采购质量可靠、成本低廉的通风设备；同时，建立对现有通风设备的及时检查维护制度，坚决执行“一用一备一检”制度，对存在安全隐患和老化的设备及时维修更换。

3.6逆向风控智能决策技术

虽然灾害期间有很多通风技术，如防爆门自动开启和复位、快速密封、气流引导等，但可能不包括瓦斯爆炸、火灾等事故的模拟和仿真技术，因为模拟和仿真技术只能用于演绎，培训和系统设计参考，不能用于灾难现场。在这些技术中，我认为最核心、最困难的是灾害期间的风向和风量控制。例如，智能防爆门和自动密封设施都可以归功于设备，并且有相对成熟的产品。

4结束语

随着我国煤矿领域高科技、安全环保的发展，矿井通风智能化技术将有很大的发展空间。开展矿井通风智能技术的应用和推广，一方面要及时发现稳定性差、设备与软件不匹配等问题，有效防止这些问题对矿井运行的影响；另一方面，要结合矿井通风智能技术的发展现状，制定智能技术更新方案，逐步提高智能技术的工作效率；最后，要重视国内外先进矿井通风智能技术的研究成果，并将其转化为工业应用，推动智能矿井领域的发展进程。

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