基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统的制作方法

本发明涉及智能通风，具体为基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统。

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，矿山通风系统的智能化可以实时监测矿山内的气体浓度、温度、湿度等参数，及时发现矿井内的危险情况，如有毒气体积聚、温度异常等，并采取相应的措施保障矿工安全。

2、矿井全生命周期开采(包括通风容易时期和困难时期)通风、盘区内不同作业工序的需风量有很大不同，但目前矿井各盘区均按照最大需风强度运行，造成巨大能源消耗，亟需开展多级通风自适应按需供风智能调控技术研究，以降低矿山通风的能源消耗。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，解决了目前矿井各盘区均按照最大需风强度运行，造成巨大能源消耗的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，包括：

3、风量计算模块，根据生产计划确定区域风量需求；

4、风机状态感知模块，在需风量下降或无人作业期间自动匹配风机运行状态；

5、热力状态可视模块，使盘区通风热力状态可视化；

6、通风动态解算模块，反映风量、风压和风阻之间的关系；

7、通风状态数据模块，建立通风状态数据库；

8、风量智能预测模块，对未来时段风量进行智能预测；

9、方案生成模块，快速生成响应风机节能调控方案；

10、决策生成模块，生成深井节能通风与热害治理智能决策。

11、优选的，所述风量计算模块包括传感数据采集单元，采集矿井内气压、温度、湿度、风机转速、风机电流和风机电压；风量测量单元，实时检测通风系统风量；故障诊断单元，负责检测传感器以及风机的工作状态。

12、优选的，所述风机状态感知模块包括状态检测单元，检测风机是否正常工作；振动分析单元，分析风机的振动情况；电流电压检测单元，检测风机的电流电压，判断风机负荷状态。

13、优选的，所述热力状态可视模块包括热力地图单元，将矿井内部热力状态以地图形式呈现；趋势分析单元，对历史数据进行趋势分析，识别热力状态的周期性变化；远程监控单元，对热力状态进行远程监控和管理。

14、优选的，所述通风动态解算模块包括通风网络模型建立单元，建立矿井通风系统的数学模型，包括风道、风机以及堵漏点；数学仿真单元，基于通风网络模型，对矿井通风系统进行动态解算，预测不同工况下的通风效果和参数变化；通风参数优化单元，根据实时解算结构，通过优化算法调整通风系统的参数。

15、优选的，所述通风状态数据模块包括传感器数据采集单元，负责采集矿井内部的通风状态相关数据，如风速、风量、气压、温度、湿度、气体浓度等；数据预处理单元，对采集到的原始数据进行预处理，包括去除噪声、数据滤波、数据插补等，以提高数据质量和准确性。

16、优选的，所述风量智能预测模块包括历史数据采集单元，负责采集过去的风量数据，包括风机运行时的风量、矿井内部的环境参数等历史数据；特征提取与选择单元，从历史数据中提取与风量相关的特征，并选择对预测有意义的特征，为模型建立提供合适的输入。

17、优选的，所述方案生成模块包括节能调控策略生成单元，基于实时数据和通风系统模型，通过算法或优化方法生成节能调控方案，包括调整风机转速、改变风道结构、优化风道布局等措施；效果评估与报告单元，对节能调控方案的实施效果进行评估，为决策提供参考。

18、优选的，所述决策生成模块包括热害评估与分析单元，对采集到的环境数据进行分析和评估，识别热害风险区域和程度，确定热害的影响范围和强度；热害治理方案生成单元，结合热害评估结果和通风调控方案，生成热害治理方案，包括增设冷却设备、改进通风系统结构、调整工作面布局等措施。

19、优选的，所述热力状态可视模块与决策生成模块为负反馈连接。

20、本发明提供了基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统。具备以下有益效果：

21、1、本发明需风量计算模块和风机状态感知模块，根据生产计划确定区域风量需求，建立基于井下作业工序、装备运行数量、井下温度等诸多因素的需风量自动计算方法，建立深井通风参数和风机状态的精准感知系统。

22、2、本发明建立变频状态下风机动态特性、功耗特征及控制模型，开发控制指令传输网络系统，在需风量下降或无人作业期间自动匹配风机运行状态或停开部分风机，对数十台风机实施“集中远控、按需运行”，避免局部出现循环风，保障工作面风流质量，实现矿井按需供风智能调控。

23、3、本发明研发矿区通风热力状态可视模块与通风系统动态解算模块，建立通风状态数据库及通风信息在线交互系统，研发矿井通风热环境信息大数据分析及需风量智能预测系统，研发快速响应风机节能调控方案自动生成系统，研制深井节能通风与热害治理智能决策软件平台。

技术特征：

1.基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述风量计算模块包括传感数据采集单元，采集矿井内气压、温度、湿度、风机转速、风机电流和风机电压；风量测量单元，实时检测通风系统风量；故障诊断单元，负责检测传感器以及风机的工作状态。

3.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述风机状态感知模块包括状态检测单元，检测风机是否正常工作；振动分析单元，分析风机的振动情况；电流电压检测单元，检测风机的电流电压，判断风机负荷状态。

4.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述热力状态可视模块包括热力地图单元，将矿井内部热力状态以地图形式呈现；趋势分析单元，对历史数据进行趋势分析，识别热力状态的周期性变化；远程监控单元，对热力状态进行远程监控和管理。

5.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述通风动态解算模块包括通风网络模型建立单元，建立矿井通风系统的数学模型，包括风道、风机以及堵漏点；数学仿真单元，基于通风网络模型，对矿井通风系统进行动态解算，预测不同工况下的通风效果和参数变化；通风参数优化单元，根据实时解算结构，通过优化算法调整通风系统的参数。

6.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述通风状态数据模块包括传感器数据采集单元，负责采集矿井内部的通风状态相关数据，如风速、风量、气压、温度、湿度、气体浓度等；数据预处理单元，对采集到的原始数据进行预处理，包括去除噪声、数据滤波、数据插补等，以提高数据质量和准确性。

7.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述风量智能预测模块包括历史数据采集单元，负责采集过去的风量数据，包括风机运行时的风量、矿井内部的环境参数等历史数据；特征提取与选择单元，从历史数据中提取与风量相关的特征，并选择对预测有意义的特征，为模型建立提供合适的输入。

8.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述方案生成模块包括节能调控策略生成单元，基于实时数据和通风系统模型，通过算法或优化方法生成节能调控方案，包括调整风机转速、改变风道结构、优化风道布局等措施；效果评估与报告单元，对节能调控方案的实施效果进行评估，为决策提供参考。

9.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述决策生成模块包括热害评估与分析单元，对采集到的环境数据进行分析和评估，识别热害风险区域和程度，确定热害的影响范围和强度；热害治理方案生成单元，结合热害评估结果和通风调控方案，生成热害治理方案，包括增设冷却设备、改进通风系统结构、调整工作面布局等措施。

10.根据权利要求1所述的基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，其特征在于，所述热力状态可视模块与决策生成模块为负反馈连接。

技术总结本申请涉及智能通风技术领域，公开了基于绿色矿山通风风机运行智能调控系统，包括：风量计算模块，根据生产计划确定区域风量需求；风机状态感知模块，在需风量下降或无人作业期间自动匹配风机运行状态；热力状态可视模块，使盘区通风热力状态可视化；通风动态解算模块，反应风量、风压和风阻之间的关系；通风状态数据模块，建立通风状态数据库；风量智能预测模块，对未来时段风量进行智能预测；方案生成模块，快速生成响应风机节能调控方案；决策生成模块。通过根据生产计划确定区域风量需求，建立基于井下作业工序、装备运行数量、井下温度等诸多因素的需风量自动计算方法，建立深井通风参数和风机状态的精准感知系统。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：2024/7/4