本发明专利技术提供一种矿井主扇的智能控制系统，包括矿井通风三维仿真系统、传感器、主扇和矿井智能通风调控系统；本发明专利技术还提供了一种矿井主扇的智能控制方法，包括以下步骤：应用矿井通风三维仿真系统软件建立矿井通风网络解算模型；对主扇风机的工况参数、主要通风巷道的风流参数进行监测，将监测数据及时传输到矿井智能通风调控系统，从而实现矿井通风参数风量、风压及有毒有害气体浓度、温度的实时监测和显示，直观表达矿井通风和主扇运行工况状态；矿井智能通风调控系统根据监测数据和矿井通风网络解算模型，对矿井通风网络进行实时计算。本发明专利技术构建矿井智能通风系统，实现矿井通风系统运行的智能化，主扇和辅扇等实时智能调控。控。
【技术实现步骤摘要】
一种矿井主扇的智能控制系统与方法
[0001]本专利技术涉及矿井通风
，具体涉及一种矿井主扇的智能控制系统与方法。
技术介绍
[0002]矿井通风系统作为地下矿山开采的八大系统之一，是矿井开采安全生产的重要保障。矿井通风的目的是为井下作业人员提供新鲜空气，并排除采矿作业过程中产生的粉尘、有毒有害气体等，为井下作业人员创造良好的工作环境。
[0003]近年来，随着矿业开采的迅速发展，矿井开采深度逐步增加，矿井通风系统的网络结构也越来越复杂，釆用人工手段对复杂通风网络实施解算已经不能跟上产业的发展，不仅不便于管理而且不易及时发现和消除安全隐患。
[0004]随着对矿井通风的深入研究和探讨，国内外已经开发出很多计算机模拟管理系统，使得计算机在矿井生产作业中的应用也变得普遍起来。国内外的科技人员在矿井通风网络计算机解算、实现矿井通风系统的三维可视化、主扇远程控制等方面取得了丰硕的成果。但与此同时，也存在通风网络的实时解算、主扇运行的智能控制等方面的不足。目前，矿井通风网络解算未能与矿井主扇及风流参数监测系统结合，无法自动根据井下的实际通风状况通过调控主扇的运行工况来调节主要通风巷道的风流参数，未实现主扇的智能控制。
[0005]因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供高效的一种矿井主扇的智能控制系统与方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种矿井主扇的智能控制系统，包括矿井通风网络模拟计算系统、传感器、主扇和矿井智能通风调控系统；
[0008]所述传感器包括风速、风压、温度、CO浓度等传感器；
[0009]所述矿井通风网络模拟计算系统用于建立矿井通风网络解算模型；
[0010]所述传感器用于监测井下关键位置的风量、风压和有毒有害气体浓度、温度等参数；
[0011]所述主扇用于矿井通风；
[0012]所述矿井智能通风调控系统用于控制主扇运行。
[0013]优选的，所述矿井通风网络模拟计算系统、传感器和主扇均与矿井智能通风调控系统信号连接。
[0014]本专利技术还提供了一种矿井主扇的智能控制方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1)、应用矿井通风网络模拟计算系统软件建立矿井通风网络解算模型；
[0016]步骤2)、对主扇风机的工况参数、主要通风巷道的风流参数进行监测，将监测数据及时传输到矿井智能通风调控系统，从而实现矿井通风参数——风量、风压及有毒有害气体浓度、温度的实时监测和显示，直观表达矿井通风和主扇运行工况状态；
[0017]步骤3)、矿井智能通风调控系统根据步骤2得到的监测数据和步骤1得到的矿井通
风网络解算模型，对矿井通风网络进行实时计算；
[0018]根据井下关键位置的风量、风压、有毒有害气体浓度、温度等参数，基于矿井通风智能算法模型等对矿井进风量和作业区域的进风量实时预测，得到预测值，预测值与设定值进行分析比较、决策是否调节主扇风机的运行参数、风门的开关等，以及显示其状态指示；矿井智能通风调控系统做出的决策指令通过中控平台发送到主扇风机等控制装置。
[0019]优选的，在步骤1中：
[0020]矿井通风网络模拟计算系统包括矿井通风网络解算模型、自然风压计算模型、主扇特性曲线拟合模型；
[0021]分析不同气候条件下地表、井下气温变化特性，应用矿井通风网络模拟计算系统建立矿井通风网络解算模型；
[0022]实验分析矿井主扇运行工况随气温变化的规律，应用矿井通风网络模拟计算系统建立自然风压计算模型与主扇特性曲线拟合模型。
[0023]优选的，步骤2包括以下步骤：
[0024]2.1)、在需要感知的通风巷道上安装相应的传感器，传感器监测平均风速、风压、温度和CO浓度等，共同发送到矿井智能通风调控系统；
[0025]2.2)、监测主扇风机的平均风速、风压等运行工况状态；发送到矿井智能通风调控系统；
[0026]由平均风速可得到风量。
[0027]优选的，在步骤3中：
[0028]矿井智能通风调控系统包括以下功能：
[0029]主屏显示矿井通风系统立体图，立体图上标注巷道风流参数；
[0030]主屏显示风机运行状态；
[0031]报警系统；
[0032]根据感知到的风速和风压值，通过控制主扇风机电机的运行频率调节主扇风机的风量和风压。
[0033]优选的，在步骤3中：
[0034]设定值是预先在矿井智能通风调控系统中设置井下作业区域的风量参数的阈值；预测时考虑多主扇风机间的相互影响；在矿井通风智能调控系统中合理设置井下交接班时间的需风量；
[0035]当预测值大于设定值25％时，矿井通风系统智能算法模型发出指令，调低主扇风机电机的运行频率，达到通风节能的效果；当进入作业区域的风量小于设定值25％时，矿井通风系统智能算法模型发出指令，适当调大主扇风机电机的运行频率，确保井下作业区域的通风效果。
[0036]优选的，在步骤3中：
[0037]在温度传感器监测到的风温大于预警温度且小于等于报警温度时，且CO浓度达到预警浓度时，则判断为将要发生火灾，进行火警预警；
[0038]在温度传感器监测到的风温大于报警温度时，则判断为已经发生火灾，进行火警报警。
[0039]本专利技术一种矿井主扇的智能控制系统与方法的技术优势为：
[0040]1、构建矿井智能通风系统，实现矿井通风系统运行的智能化，主扇和辅扇等实时智能调控；
[0041]2、在调度室主控机和手机上实现矿井通风安全可视化管理；
[0042]3、实现风险预警预报；
[0043]4、实现主扇无人值守。
具体实施方式
[0044]下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0045]实施例1、一种矿井主扇的智能控制系统，包括矿井通风网络模拟计算系统、传感器、主扇风机和矿井智能通风调控系统；
[0046]主扇风机安装在矿井回风井井口风洞或井下回风石门；
[0047]矿井通风网络模拟计算系统、传感器和主扇风机均与矿井智能通风调控系统信号连接；
[0048]传感器包括风速、风压和温度等传感器；
[0049]矿井通风网络模拟计算系统用于建立矿井通风网络实时解算模型，含矿井通风网络解算模型；
[0050]传感器用于监测井下关键位置的风量、风压、有毒有害气体浓度、温度等参数；有毒有害气体浓度包括CO浓度等；
[0051]主扇风机用于矿井通风；
[0052]矿井智能通风调控系统用于控制主扇风机；
[0053]一种矿井主扇的智能控制系统与方法，包括以下步骤：
[0054]步骤1)、应用矿井通风网络模拟计算系统软件建立矿井通风网络解算模型；
[0055]建立矿井通风网络实时解算模型主要考虑以下两点：
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿井主扇的智能控制系统，其特征在于：包括矿井通风网络模拟计算系统、传感器、主扇和矿井智能通风调控系统；所述传感器包括风速、风压、温度、CO浓度等传感器；所述矿井通风网络模拟计算系统用于建立矿井通风网络解算模型；所述传感器用于监测井下关键位置的风量、风压和有毒有害气体浓度、温度等参数；所述主扇用于矿井通风；所述矿井智能通风调控系统用于控制主扇运行。2.根据权利要求1所述的一种矿井主扇的智能控制系统，其特征在于：所述矿井通风网络模拟计算系统、传感器和主扇均与矿井智能通风调控系统信号连接。3.利用如权利要求1
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2任一所述的一种矿井主扇的智能控制系统的一种矿井主扇的智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)、应用矿井通风网络模拟计算系统软件建立矿井通风网络解算模型；步骤2)、对主扇风机的工况参数、主要通风巷道的风流参数进行监测，将监测数据及时传输到矿井智能通风调控系统，从而实现矿井通风参数——风量、风压及有毒有害气体浓度、温度的实时监测和显示，直观表达矿井通风和主扇运行工况状态；步骤3)、矿井智能通风调控系统根据步骤2得到的监测数据和步骤1得到的矿井通风网络解算模型，对矿井通风网络进行实时计算；根据井下关键位置的风量、风压、有毒有害气体浓度、温度等参数，基于矿井通风智能算法模型等对矿井进风量和作业区域的进风量实时预测，得到预测值，预测值与设定值进行分析比较、决策是否调节主扇风机的运行参数、风门的开关等，以及显示其状态指示；矿井智能通风调控系统做出的决策指令通过中控平台发送到主扇风机等控制装置。4.根据权利要求3所述的一种矿井主扇的智能控制方法，其特征在于：在步骤1中：矿井通风网络模拟计算系统包括矿井通风网络解算模型、自然风压计算模型、主扇特性曲线拟合模型；分析不同气候条件下地表...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海宁，董军庭，陈寅，张迎宾，刘欣，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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