【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁矿井下巷道内风流参数监测和矿井通风系统智能调节，特别是指一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法。
技术介绍
1、矿井通风是矿山的“血液循环系统”，为井下爆破、煤岩层中有毒、有害气体排放、矿工职业健康等提供了新鲜空气，井下开采过程中，会伴随着有害气体的产生且矿井通风存在不确定性因素，一氧化碳浓度随时会发生变化。因此，需对铁矿井下巷道内一氧化碳浓度进行实时监测，通过监测一氧化碳浓度和风量的变化及时发现矿井通风的潜在问题，并及时制定措施进行调整，也是矿井安全管理的重要工作。
2、随着昼夜气候的变化，通风环境也会随之相变化，且不同位置处通风要求也不尽相同；而传统监测系统采集数据通常为一维数据，缺少监测数据的时间点和位置，若根据数据采集的时间段和位置进行分析可更为科学地调节通风系统。
3、铁矿行业对矿井安全监测系统实时信息的利用水平较为欠缺,通风监测参数仍停留在一次利用的水平,即直接显示各传感器采集的数据、统计处理和超限报警等简单功能,还不能根据被监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提出相应的调整措施，更没有实现利用监测系统的实时信息对通风系统实施及时调控。当前，我国大多数矿井的通风控制仍主要由人工操作来完成，人工调节方式精度差,工作量大,需要对通风设施进行反复调试以达到要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对传统监测系统采集数据为一维数据，缺少监测数据的时间点和位置，且对矿井安全监测系统实时信息的利用水平较为欠缺，与矿井
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的：
3、一方面，本专利技术提供一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，该方法由基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节系统实现，该系统包括：数据监测仪、现场测量组件、通风系统自动调节模块、数据传输模块以及通风系统智能分析模块、现场通风设施或风机；
4、该方法包括：
5、s1、选取矿山井下各水平的回风、进风巷道，靠近辅助风扇、靠近采区、掘进区域的巷道进行设备布点，其中风速传感器布置于巷壁两侧中等高度处，一氧化碳传感器布置于巷道顶板距地面2/3高度；数据监测仪控制现场测量组件采集井巷环境数据，数据监测仪对采集数据进行计算处理；
6、s2、数据监测仪通过数据传输模块将监测数据无线传输至通风系统智能分析模块，根据该测点长期监测记录的一氧化碳浓度与风速数据进行二次拟合，得到二者线性数值关系公式，由于不同测点环境具有差异性，因此还需在上述公式基础上进行调整；
7、所述一氧化碳浓度与风速的关系公式的表达式为：
8、ci＝(-0.4611+a)*si*vi+2.2564+b (1)；
9、式(1)中，ci为某测点处一氧化碳浓度，si为某测点处巷道截面积，vi为某测点处风速，a、b为曲线拟合调整系数；
10、s3、根据提前设置的井下一氧化碳浓度最高值cmax及所处巷道最低风量阈值qmin进行通风环境情况判别；若两数据同时正常则继续进行监测，若异常则进行下一步；
11、s4、通风系统智能分析模块通过以下步骤分析确定最优的通风系统调节方案：第一，若风量和一氧化碳浓度同时不满足规定要求，则将此时现场一氧化碳浓度cn代入该测点的一氧化碳浓度与风速的关系公式，反算出此时的需风量qr并与qmin进行比较，取较大值，得到风机调整系数k1；第二，若只有风量满足要求，则将此时现场一氧化碳浓度cn2代入该测点的一氧化碳浓度与风速的关系公式，反算出此时的需风量qr2，得到风机调整系数k2；第三，若只有一氧化碳浓度满足要求，则根据该位置处最低需风量qmin进行调整，得到风机调整系数k3；通风系统智能分析模块完成以上步骤后，对通风系统自动调节模块发出信号；
12、所述风机调整系数k1的表达式为：
13、qr＞qmin时：
14、qr≤qmin时：
15、所述风机调整系数k2的表达式为：
16、
17、所述风机调整系数k3的表达式为：
18、
19、s5、通风系统自动调节模块，按照风机调整系数ki增加风机开启数量ni，增加风机扇叶角度θi，相应地调节巷道通风设施和风机工况点；并继续进行下一次监测和数据记录；
20、所述风机扇叶增加角度θi的表达式为：
21、θi＝(ki-1)θ0 (6)；
22、式(6)中，θ0为监测点所处水平处的风机扇叶原始角度。
23、所述风机增加数量ni的表达式为：
24、ni＝(ki-1)n0 (7)；
25、式(7)中，n0为监测点所处水平处的风机原始数量。
26、可选地，s1中的数据监测仪采用树莓派raspberry pi。
27、可选地，s1中的数据监测仪控制现场测量组件进行数据采集，包括：
28、数据监测仪控制现场测量组件进行一氧化碳浓度采集、风速采集、数据时间采集、数据监测位置信息采集，及采集数据的二次处理，进行数据上传。
29、可选地，s1中的现场测量组件包括一氧化碳传感器、gnss传感器、风速传感器。
30、可选地，s2中的数据传输模块包括：通信模块、电缆网线以及便携式wi-fi。
31、可选地，s3中的通风系统智能分析模块包括：物联网平台以及pc端。
32、可选地，一氧化碳传感器采用sen0466传感器。
33、可选地，gnss传感器采用lc76g gnss module。
34、另一方面，本专利技术提供一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节系统，该系统包括：数据监测仪、现场测量组件、通风系统自动调节模块、数据传输模块以及通风系统智能分析模块、现场通风设施或风机；
35、其中：
36、现场测量组件、数据传输模块分别与数据监测仪相连接。
37、数据监测仪，用于控制现场测量组件进行数据采集，将采集的数据通过数据传输模块传输至通风系统智能分析模块。
38、现场测量组件，用于数据采集，并将采集的数据传输至数据监测仪。
39、通风系统智能分析模块，用于根据采集的数据进行异常判别，根据数据分析结果进行通风系统优化方案制定，并向通风系统自动调节模块传输信号。
40、可选地，数据监测仪采用树莓派raspberry pi。
41、可选地，现场测量组件包括一氧化碳传感器、gnss传感器、风速传感器。
42、可选地，数据传输模块包括：通信模块、电缆网线以及便携式wi-fi。
43、可选地，通风系统自动调节模块用于调节风机工况点及风窗、风门调节。
44、可选地，通风系统智能分析模块包括：物联网平台以及pc端。
45本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于，所述方法由基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节系统实现，所述系统包括：数据监测仪、现场测量组件、通风系统自动调节模块、数据传输模块以及通风系统智能分析模块、现场通风设施或风机；
2.根据权利要求1所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于，所述S1中的数据监测仪控制现场测量组件采集井巷环境数据，包括：实时获取巷道内环境一氧化碳浓度、风速、数据采集时间点、数据监测位置信息。
3.根据权利要求1所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于所述的S1中的现场测量组件包括一氧化碳传感器、GNSS传感器、风速传感器；
4.根据权利要求3所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于所述的一氧化碳传感器采用I2C传感器。
5.根据权利要求3所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于所述的GNSS传感器采用LC76G GNSS定位模块。
6.根据权利要求1所述的基于风流参数在线监测
7.一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节系统，其特征在于，所述系统包括：数据监测仪、现场测量组件、通风系统自动调节模块、数据传输模块以及通风系统智能分析模块、现场通风设施或风机；
...【技术特征摘要】
1.一种基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于，所述方法由基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节系统实现，所述系统包括：数据监测仪、现场测量组件、通风系统自动调节模块、数据传输模块以及通风系统智能分析模块、现场通风设施或风机；
2.根据权利要求1所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于，所述s1中的数据监测仪控制现场测量组件采集井巷环境数据，包括：实时获取巷道内环境一氧化碳浓度、风速、数据采集时间点、数据监测位置信息。
3.根据权利要求1所述的基于风流参数在线监测的矿井通风系统智能调节方法，其特征在于所述的s1中的现场测量组件包括一氧化碳传感器、gnss传感器、风速传感器；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓云，任海龙，张宝金，张洪昌，李云涛，迟强，张振江，许瑞斋，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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