一种矿山深井通风参数测试系统的制作方法

本发明涉及矿井通风，具体为一种矿山深井通风参数测试系统。

背景技术：

1、矿井通风在矿山安全生产中具有举足轻重的地位，为了实现高效、绿色的新型矿山开采，通风节能与智能控制成为亟待解决的关键课题，近年来，我国和国际上在矿井通风安全及智能调控领域开展了众多理论和技术研究，然而，当前仍存在一些突出问题，如深部矿井通风智能控制理论尚不完善，绿色智能节能调控手段不足，深井热害问题日益严重等。

2、深井通风面临着更为复杂的地质条件和环境因素，使得通风系统运行难度加大，此外，随着矿山开采深度的增加，热害问题日益突出，对矿井通风提出了更高的要求。

3、为了解决这些问题，研究人员提出了通过矿山神经通风参数测试实现智能控制的方法，这种方法被认为是常规手段之一，具有较高的实用价值，因此提出一种矿山深井通风参数测试系统，为矿井通风参数测试提供有力支持。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿山深井通风参数测试系统，解决了深部矿井通风智能控制理论尚不完善，绿色智能节能调控手段不足，深井热害问题日益严重的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种矿山深井通风参数测试系统，包括：

3、风速分布特征模块，研究不同形状巷道中风速分布特征；

4、风速传感模块，建立各类巷道涡街风速与风量的关联关系；

5、风量计算模块，建立基于井下作业工序、装备运行熟料、井下温度等诸多因素的需风量自动计算方法；

6、风机状态感知模块，对风机的状态进行监测；

7、传感优化模块，建立通风监测传感器优化布局；

8、通风网络分析模块，建立通风网络实时信息反演分析。

9、优选的，所述风速分布特征模块包括：数据采集单元，负责采集深井内部各个位置的风速数据；数据处理与分析单元，将采集到的风速数据进行处理和分析，以提取出风速分布的特征，包括数据清洗、去噪、校正等预处理步骤，以及风速分布的统计分析、频谱分析、空间分布分析等。

10、优选的，所述风速传感模块包括：传感器单元，负责直接测量风速；信号处理单元，传感器测量得到的是模拟信号，对这些原始信号进行处理，转换成可以被数字设备读取的格式；数据采集单元，负责将处理后的信号转换成数字信号，并进行数据采集。

11、优选的，所述风量计算模块包括：风道结构单元，对于复杂的风道结构，需要考虑风道的形状、长度和曲率等因素，这些参数将影响通风系统的阻力和风速分布，从而影响风量的计算；风量计算算法单元，基于风速、截面积和阻力损失等参数，使用特定的计算算法来估算深井内的风量，常见的算法包括平均风速法、动量法、静压法等。

12、优选的，所述风机状态感知模块包括：状态识别单元，基于数据处理与分析的结果，这个模块用于识别风机的工作状态，例如正常运行、异常运行、停机等状态；远程监控单元，方便管理人员实时监控风机的状态，包括远程访问接口、网络连接设备等，用于远程查看风机状态和接收警报信息。

13、优选的，所述传感优化模块包括：算法融合单元，将多个传感器的数据进行融合，整合不同传感器的信息，减少单一传感器的局限性，提高对风机状态的全局感知；自适应采样率调整单元，针对风机状态的变化情况，系统可以根据需要调整传感器的采样率。

14、优选的，所述通风网络分析模块包括：网络拓扑构建单元，用于构建矿山通风系统的网络拓扑结构，将矿井中的各个通风设备(如风机、风门、风道等)以及其连接关系表示为一个图形模型，以便后续的分析和模拟；气流路径分析单元，模拟气流在通风系统中的流动路径；气流分布模拟单元，基于通风系统的拓扑结构和气流参数，模拟不同位置的气流分布情况。

15、优选的，所述风速分布特征模块还包括可视化单元，将处理和分析得到的风速分布特征以直观的方式呈现给用户，包括生成风速分布的图表、热力图、立体图等，以便用户更直观地理解深井内部的风速分布情况。

16、优选的，所述风量计算模块还包括：阻力损失单元，考虑通风系统中各个部分的阻力损失，包括管道摩擦阻力、弯头阻力、分支管阻力等。

17、优选的，所述传感优化模块还包括能耗优化单元：优化传感器工作模式和数据传输方式，以降低系统的能耗。

18、本发明提供了一种矿山深井通风参数测试系统。具备以下有益效果：

19、1、本发明通过基于超声传感器的巷道风量在线监测技术，研究不同形状巷道中风速分布特征，确定与风量关系稳定的风速特征点，布置涡街风速传感器，建立各类巷道涡街风速与风量关联关系，实现巷道风量在线实时高精度测定，风量测定误差小于5％。

20、2、本发明通过综合考虑井下作业工序、装备运行数量、井下温度等诸多因素，建立基于这些因素的需风量自动计算方法，以及构建精准的通风参数和风机状态感知系统，为矿井的安全生产和高效运行提供有力保障，不仅有助于提升矿井的生产效率和经济效益，还能为员工的健康和安全创造更加良好的工作环境。

21、3、本发明建立通风监测传感器优化布局、井巷风阻平差及通风网络实时信息反演分析方法，通过合理的井巷设计和风流调节措施，可以有效降低风阻，提高通风效果，通过对通风网络中各节点的实时监测数据进行分析，可以反演出通风网络的实际运行状态，进而为优化通风系统提供依据。

技术特征：

1.一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风速分布特征模块包括：数据采集单元，负责采集深井内部各个位置的风速数据；数据处理与分析单元，将采集到的风速数据进行处理和分析，以提取出风速分布的特征，包括数据清洗、去噪、校正等预处理步骤，以及风速分布的统计分析、频谱分析、空间分布分析等。

3.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风速传感模块包括：传感器单元，负责直接测量风速；信号处理单元，传感器测量得到的是模拟信号，对这些原始信号进行处理，转换成可以被数字设备读取的格式；数据采集单元，负责将处理后的信号转换成数字信号，并进行数据采集。

4.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风量计算模块包括：风道结构单元，对于复杂的风道结构，需要考虑风道的形状、长度和曲率等因素，这些参数将影响通风系统的阻力和风速分布，从而影响风量的计算；风量计算算法单元，基于风速、截面积和阻力损失等参数，使用特定的计算算法来估算深井内的风量，常见的算法包括平均风速法、动量法、静压法等。

5.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风机状态感知模块包括：状态识别单元，基于数据处理与分析的结果，这个模块用于识别风机的工作状态，例如正常运行、异常运行、停机等状态；远程监控单元，方便管理人员实时监控风机的状态，包括远程访问接口、网络连接设备等，用于远程查看风机状态和接收警报信息。

6.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述传感优化模块包括：算法融合单元，将多个传感器的数据进行融合，整合不同传感器的信息，减少单一传感器的局限性，提高对风机状态的全局感知；自适应采样率调整单元，针对风机状态的变化情况，系统可以根据需要调整传感器的采样率。

7.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述通风网络分析模块包括：网络拓扑构建单元，用于构建矿山通风系统的网络拓扑结构，将矿井中的各个通风设备(如风机、风门、风道等)以及其连接关系表示为一个图形模型，以便后续的分析和模拟；气流路径分析单元，模拟气流在通风系统中的流动路径；气流分布模拟单元，基于通风系统的拓扑结构和气流参数，模拟不同位置的气流分布情况。

8.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风速分布特征模块还包括可视化单元，将处理和分析得到的风速分布特征以直观的方式呈现给用户，包括生成风速分布的图表、热力图、立体图等，以便用户更直观地理解深井内部的风速分布情况。

9.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述风量计算模块还包括：阻力损失单元，考虑通风系统中各个部分的阻力损失，包括管道摩擦阻力、弯头阻力、分支管阻力等。

10.根据权利要求1所述的一种矿山深井通风参数测试系统，其特征在于，所述传感优化模块还包括能耗优化单元：优化传感器工作模式和数据传输方式，以降低系统的能耗。

技术总结本申请涉及矿井通风技术领域，公开了一种矿山深井通风参数测试系统，包括：风速分布特征模块，研究不同形状巷道中风速分布特征；风速传感模块，建立各类巷道涡街风速与风量的关联关系；风量计算模块，建立基于井下作业工序、装备运行熟料、井下温度等诸多因素的需风量自动计算方法；风机状态感知模块，对风机的状态进行监测；传感优化模块，建立通风监测传感器优化布局；通风网络分析模块，建立通风网络实时信息反演分析。通过研究不同形状巷道中风速分布特征，确定与风量关系稳定的风速特征点，布置涡街风速传感器，建立各类巷道涡街风速与风量关联关系，实现巷道风量在线实时高精度测定，风量测定误差小于5％。技术研发人员：赵先明,向阳,林昀受保护的技术使用者：北京红山信息科技研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18