高效节能的矿井通风风扇控制系统及其运行方法与流程

本发明涉及矿井通风环境监测领域，具体为高效节能的矿井通风风扇控制系统及其运行方法。

背景技术：

1、矿井是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。有时把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等也称为矿井，矿井通风是一项至关重要的工程措施，通过保障空气质量、排除有害气体、控制环境条件等方式，确保矿工的生命安全和工作环，地下矿井中可能存在一些有害气体，如甲烷、一氧化碳、硫化氢等，这些气体对人体有毒，通过引入新鲜空气，将矿井内的有害气体、热量和湿度排出，保持空气清新。

2、目前的矿井通风监测大致分为空气流量监测，使用空气流量计或风速仪器监测矿井中的空气流速和流量，以确保空气循环畅通，并达到设计要求的通风效果，风流路径监测，通过放置风流追踪剂或者使用烟雾仪器来追踪空气流动路径，以评估通风系统的有效性和通风路径的合理性，有毒气体监测，定期监测矿井中有毒气体(如一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等)的浓度，以及可燃气体(如甲烷、乙烷等)的浓度，以防止中毒和爆炸危险，温度和湿度监测，监测矿井中的温度和湿度变化，以确保矿井内部的环境条件适宜工作人员的健康和安全，并防止设备的过热或者腐蚀，压力监测，监测矿井内外的气压差异，以确保通风系统的正常工作和防止地质灾害的发生，如突水、突泥等，烟尘和颗粒物监测，监测矿井中烟尘、粉尘和其他颗粒物的浓度，以评估通风系统的效率和矿工的健康风险。

3、目前的井下通风系统设计并不合理，首先无法根据矿井实际的通风需求进行通风参数设置，影响矿井的正常运行，同时通风系统缺乏智能化管理和监测手段，无法实时监测通风系统运行状态，难以及时发现和解决问题，而且通风系统的安全监测手段不足，无法对矿井内部的气体浓度、温湿度等参数进行及时监测，难以保障矿工的安全。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了高效节能的矿井通风风扇控制系统及其运行方法，解决了现有通风系统无法根据矿井实际的通风需求进行通风参数设置，缺乏智能化管理和监测手段和安全监测手段不足的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：高效节能的矿井通风风扇控制系统，包括plc控制系统，所述plc控制系统电连接有通风检测模块，用于对矿井的通风状态进行检测，所述plc控制系统电连接有通风控制模块，用于对矿井内通风设备进行控制，所述plc控制系统电连接有报警模块，用于对矿井内的的异常检测进行报警，所述plc控制系统电连接有数据管理模块，用于收集存储矿井内的通风和监测数据，所述plc控制系统还电连接有运维管理模块，用于对矿井内的通风设备进行管理、评估和可视化展示。

3、优选的，所述通风检测模块包括风量检测单元、风力检测单元和风压检测单元，所述风量检测单元与通风检测传感器建立电连接，所述风力检测单元与涡街风速传感器建立电连接，所述风压检测单元与光干涉式大气静压测定传感器建立电连接。

4、优选的，所述通风控制模块包括开关控制单元和参数控制单元，所述通风控制模块与风机群建立电连接，所述开关控制单元与变频器建立电连接，所述参数控制单元与电压传感器、电流传感器和转速传感器建立电连接。

5、优选的，所述报警模块包括瓦斯浓度检测单元、温湿度检测单元、防火检测单元和声光报警单元，所述瓦斯浓度检测单元与瓦斯浓度传感器建立电连接，所述温湿度检测单元与温湿度传感器建立电连接，所述防火检测单元与烟雾传感器建立电连接，所述声光报警单元与声光报警器建立电连接。

6、优选的，所述数据管理模块包括数据接收模块、数据分类存储模块和数据融合模块，所述数据接收模块用于接受来自通风检测模块的数据，所述数据分类存储平台包括分布式关系型数据库、分布式非关系型数据库和pi数据库，用于对接收的数据进行分类存储，所述数据融合模块包括数据筛选单元、数据转换单元和映射融合单元，用于对数据分类存储模块中的多源数据进行档案数据融合、业务数据融合和运行数据融合。

7、优选的，所述运维管理模块包括设备管理模块，所述设备管理模块包括设备资产配置优化单元、设备运行状态监控单元和设备故障警示单元，所述设备资产配置优化单元根据管理与优化配置研究管理与生产支撑技术数据需求，对通风设备优化配置与可靠性、经济性提升，所述设备运行状态监控单元用于对通风设备进行实时状态监控，所述设备故障警示单元用于对矿井通风过程中设备产生的问题进行及时预警反馈。

8、优选的，所述运维管理模块还包括评估模块，所述评估模块包括运行状态评估单元、可靠性评估单元和运行效率评估单元和可视化展示模块，所述运行状态评估单元、可靠性评估单元和运行效率评估单元用于对通风设备进行运行状态评估、可靠性评估和运行效率评估，所述可视化展示模块用于对通风数据及结果集中展示。

9、高效节能的矿井通风风扇控制系统的运行方法，包括以下步骤：

10、步骤一：根据矿井的地质条件、采矿方法和工作面情况等因素，制定合适的通风计划，确保通风设备处于良好状态，并进行必要的检修和维护；

11、步骤二：根据通风计划，设定通风系统的参数，包括风量、风压、风门开度等，并根据矿井内部的气体浓度、温度、湿度等因素，合理调整通风参数；

12、步骤三：定期监测通风系统的运行状态，包括风量、风压、气体浓度等参数，根据监测结果，及时调整通风系统的运行参数，以确保矿井内部的空气质量和工作环境符合安全标准；

13、步骤四：当监测到矿井内部出现异常情况时，如气体浓度超标、风量不足等，立即采取应急措施，调整通风系统的运行参数，及时报告并处理通风系统的故障或异常情况，确保矿工的安全；

14、步骤五：记录通风系统的运行参数和监测数据，建立完整的运行记录，对通风系统的运行情况进行定期分析和评估，发现问题并及时改进通风控制策略。

15、本发明提供了高效节能的矿井通风风扇控制系统及其运行方法。具备以下有益效果：

16、本发明通过由plc控制系统完成对通风检测、通风控制、井下报警、数据管理和运维管理的控制，完成对井下通风过程的智能检测和控制，及时获得井下通风数据和环境数据并进行智能化通风管理，及时发现和解决问题，确保井下作业安全。

技术特征：

1.高效节能的矿井通风风扇控制系统，包括plc控制系统，其特征在于，所述plc控制系统电连接有通风检测模块，用于对矿井的通风状态进行检测，所述plc控制系统电连接有通风控制模块，用于对矿井内通风设备进行控制，所述plc控制系统电连接有报警模块，用于对矿井内的的异常检测进行报警，所述plc控制系统电连接有数据管理模块，用于收集存储矿井内的通风和监测数据，所述plc控制系统还电连接有运维管理模块，用于对矿井内的通风设备进行管理、评估和可视化展示。

2.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述通风检测模块包括风量检测单元、风力检测单元和风压检测单元，所述风量检测单元与通风检测传感器建立电连接，所述风力检测单元与涡街风速传感器建立电连接，所述风压检测单元与光干涉式大气静压测定传感器建立电连接。

3.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述通风控制模块包括开关控制单元和参数控制单元，所述通风控制模块与风机群建立电连接，所述开关控制单元与变频器建立电连接，所述参数控制单元与电压传感器、电流传感器和转速传感器建立电连接。

4.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述报警模块包括瓦斯浓度检测单元、温湿度检测单元、防火检测单元和声光报警单元，所述瓦斯浓度检测单元与瓦斯浓度传感器建立电连接，所述温湿度检测单元与温湿度传感器建立电连接，所述防火检测单元与烟雾传感器建立电连接，所述声光报警单元与声光报警器建立电连接。

5.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述数据管理模块包括数据接收模块、数据分类存储模块和数据融合模块，所述数据接收模块用于接受来自通风检测模块的数据，所述数据分类存储平台包括分布式关系型数据库、分布式非关系型数据库和pi数据库，用于对接收的数据进行分类存储，所述数据融合模块包括数据筛选单元、数据转换单元和映射融合单元，用于对数据分类存储模块中的多源数据进行档案数据融合、业务数据融合和运行数据融合。

6.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述运维管理模块包括设备管理模块，所述设备管理模块包括设备资产配置优化单元、设备运行状态监控单元和设备故障警示单元，所述设备资产配置优化单元根据管理与优化配置研究管理与生产支撑技术数据需求，对通风设备优化配置与可靠性、经济性提升，所述设备运行状态监控单元用于对通风设备进行实时状态监控，所述设备故障警示单元用于对矿井通风过程中设备产生的问题进行及时预警反馈。

7.根据权利要求1所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统，其特征在于，所述运维管理模块还包括评估模块，所述评估模块包括运行状态评估单元、可靠性评估单元和运行效率评估单元和可视化展示模块，所述运行状态评估单元、可靠性评估单元和运行效率评估单元用于对通风设备进行运行状态评估、可靠性评估和运行效率评估，所述可视化展示模块用于对通风数据及结果集中展示。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的高效节能的矿井通风风扇控制系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及矿井通风环境监测领域，公开了高效节能的矿井通风风扇控制系统，包括PLC控制系统，所述PLC控制系统电连接有通风检测模块，所述PLC控制系统电连接有通风控制模块，所述PLC控制系统电连接有报警模块，所述PLC控制系统电连接有数据管理模块，用于收集存储矿井内的通风和监测数据，所述PLC控制系统还电连接有运维管理模块，用于对矿井内的通风设备进行管理、评估和可视化展示。本发明通过由PLC控制系统完成对通风检测、通风控制、井下报警、数据管理和运维管理的控制，完成对井下通风过程的智能检测和控制，及时获得井下通风数据和环境数据并进行智能化通风管理，及时发现和解决问题，确保井下作业安全。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：2024/7/15