专利名称：优化的矿井通风系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及采矿地下通风控制及其根据与机器(machinery)位置跟踪和/ 或操作状态和/或人员位置有关的动态需求的优化。更具体地说，它涉及鼓风机能量消耗 和空气分布的预测建模和模拟以及优化，以便物理上控制鼓风机和气流调节器的操作设定
点ο
背景技术：
图1描绘了典型的具有气流控制装置的矿井通风布局。其意图并不是使图1的布 局实例普遍适用于所有矿井，而是典型地说明优化的矿井通风系统应用并将优化的矿井通 风系统应用结合于采矿通风。优化的矿井通风系统可以被应用于矿井布局配置的无穷个变 体。如图1上所示出的，矿井典型地由以下元件组成· 一个或多个入口鼓风机[图1，元件(2)]将来自地面大气的空气经由一个或多 个进风井[图1，元件(3)]而提供到地下的基础结构。鼓风机速度是由本地控制器或者由 具有地面HMI (人机接口)的基本控制系统手动控制的。控制系统通常还包括启动和停机 序列(sequence)以及保护联锁。·进风井(多个进风井)将新鲜空气提供到作业层，其中在离开每个层[图1，元 件(5、6、7)]的一个或多个开采地带上进行生产。有或者没有出入门(access door)的坡 道(ramp)也会将一些空气从每个层转移到其它层[图1，元件(8、9)]。坡道为装置从一层 移动到另一层提供了路径(route)。·矿石和废料由柴油机器(diesel machinery)从生产地带中开采，并且在矿石或 废料通道中掉到下层来被压碎，并且由竖井[图1，元件(26、27)]中的传送带带回到地面。·由辅助的鼓风机和连接到鼓风机[图1，元件(15、16、30、17、18、19)]的管道来 使得空气从每个层到矿石开采地带或服务区域[图1，元件(10、11、29、12、13、14)]。根据 地面鼓风机，辅助的鼓风机速度是由本地控制器或者由具有地面HMI(人机接口)的基本控 制系统手动控制的。来自矿石开采地带的柴油机颗粒排放污染的空气经由矿石开采挖掘 (excavation)而回至Ij该层。 受污染的空气通过固定开口(opening)的隔墙(bulkhead)或具有可变气流调节 器的隔墙[图1，元件(23、24、25)]，流向出风井(upcast shaft)(多个出风井)[图1，元件 (4)]。气流调节器位置是由本地控制器或者由具有地面HMI (人机接口)的基本控制系统 手动控制的。
·在某些现代的设施(installation)中，发现气流测量站在隔墙处[图1，元件 (20、21、22)]。·有时当超过地面鼓风机容量时，下层将具有用作同轴增压器的附加的增压鼓风 机[图1，元件(28)]。鼓风机速度是由本地控制器或者由具有地面HMI (人机接口)的基 本控制系统手动控制的。控制系统通常还包括启动和停机序列以及保护联锁。· 一个或多个排气鼓风机[图1，元件(1)]将空气从一个或多个出风井[图1，元 件(4)]抽出到地面大气。鼓风机速度是由本地控制器或者由具有地面HMI(人机接口)的基本控制系统手动控制的。控制系统通常还包括启动和停机序列以及保护联锁。传统上，气流调节器开口位置或隔墙表面区域开口和鼓风机速度的所要求的设定 点的计算已经通过为在一个作业地带中存在最大限度柴油机装置的气流和调节需求的手 动调查(survey)结果而实现。另外，许多矿井操作者使用被设计成模拟已有通风网络的市 场上可买到的通风网络稳态非实时模拟器来辅助计算。从那些计算中获得鼓风机操作点、 气流量和摩擦压降，以便帮助得到物理操作设定点。在那些鼓风机速度和隔墙开口设定点计算中存在若干缺点和不足·调查是自发的测量值并且不表示真实(live)矿井的变化的操作环境。因此，最 大安全设定点值必须用来表示最坏情况情形。·市场上可买到的模拟器没有以下能力中的一个或多个，使得它们不适宜于真实 的实时控制。它们也是不适宜于真实控制的非实时计算引擎。它们的压力和流量计算还可 能省略了针对空气密度和压力计算的深度空气柱补偿，其产生结果上的显著误差，还使得 它们不适宜于真实的实时控制。它们的流量计算可能不补偿由于温差而引起的自然通风压 力流。这也使得它们不适宜于真实的实时控制。因此具有限制和安全因子地使用上述控制设备设定点计算方法，该限制和安全因 子不能动态调节以适应真实柴油机器通风存在，其通常浪费宝贵的空气而不可用于其它作 业地带。因此，那些设定点计算不提供气流路径选择(routing)和分布的真实的动态优化。 总之，由于缺乏可用的空气，那些生产通风设定点计算方法通常禁止矿井操作者进入深的 远的矿体区段。已经设计了优化的矿井通风系统以便解决那些先前提到的设定点计算的不足。优 化的矿井通风系统容许根据动态人员位置和动态柴油机器位置和操作状态的按需通风。计 算优化的地带的通风需求，并且优化的矿井通风系统确保在最低能量成本下的最佳的空气 路径选择和分布。优化的矿井通风系统不需要代价较大的气流传感器，典型地该气流传感器已经被 证实了由于恶劣的矿井空气环境而安装易于出问题。因此消除了那些传感器的日常维护。 将只需要少量传感器来保持与模型的真实的相关性核对。发明目的本优化的矿井通风系统发明的目标是帮助矿井操作者具有·实时生产增强工具，优化地下的空气分布以便到达用当前通风路径选择程序不 能到达的矿体区段；·实时能量管理工具，用于减少为使地下作业地带通风所需的能量而同时保持目 标流速；
·实时环境管理工具，用于减少发电⑶排放覆盖区(footprint)而同时还保持目标流速。 系统，容易安装到基于“开放式体系结构”的现有或新的控制基础结构，该控制基 础结构显然地在没有计划性开发的努力的情况下连接到任何基于OPC(用于过程控制的对 象链接和嵌入，参见www, opcfoundation. org)的控制系统。在理解了将要描述或将在所附权利要求中表明的示例性实施例后，本发明的其它 和更进一步的目的和优点将是明显的，并且本领域技术人员在实际使用本发明后将想到在 这里没有提到的各种优点。
发明内容
本发明的上述和其它目标是通过如下来实现的正确的通风布局以及根据本发明 的优化的矿井通风系统的有关装置参数信息配置和安装，以及基本控制系统，该基本控制 系统调整鼓风机速度和气流调节器位置并且读取少数关键的气流测量值以便实时关联优 化的矿井通风系统建模的结果和优化器计算。图2是连接到外部第三方部件的优化的矿井通风系统的概要框图。优化的矿井通风系统[图2，项(33)]要求以下直接连接的第三方系统·跟踪系统，提供关于机器的操作状态和动态位置的数据[图2，项(34)]。 基本控制系统(例如PLC或DCS)，用来执行本地控制，为鼓风机规定鼓风机速度 设定点，并且为气流调节器规定调节器开口设定点[图2，项(30、31、32)]。优化的矿井通风系统[图2，项(33)] —般执行以下任务·实现整个矿井通风网络(包括所有鼓风机和气流调节器或固定的开口隔墙在 内)的动态空气质量流量平衡。·根据动态跟踪数据，计算每个机器通风需求和人员通风需求。 实现存在于每个矿井限定作业地带(矿石开采地带、服务区域和层)中的所有机 器和/或人员的总通风需求。 计算每个地带父子关系(parent-child relationship)的总需求。例如，一层的 总需求等于所有有关矿石开采地带和服务区域的总需求加上与在该层上直接跟踪的机器 和人员有关的总需求。·将需求提供给每个地带有关的控制器辅助的鼓风机和气流调节器。·鼓风机和气流调节器可以是由操作者直接操作的手动或半自动模式的控制器。 VOD控制模式使用跟踪数据来根据动态需求计算而自动调整鼓风机和气流调节器。·当处于VOD控制模式中时，控制器根据跟踪和安全限度设定来为每个地带调节流量。·在VOD控制模式中，地面鼓风机级联控制器将根据级联控制器设置限制来调整 最佳的气流分布和最低的鼓风机操作费用。·在VOD控制模式中，在经由OPC连接将设定点发送给基本控制系统之前，针对稳 定性、在上下变化之间时间最少、斜坡上升、斜坡下降以及死区(deadband)而过滤该设定
点ο 监视关键的气流测量值并且将其与建模的流量相关联，并且当存在差异时，优化的矿井通风系统要求调查和校准。在所附权利要求中详细阐述了被认为是新颖的本发明的特征。作为本发明的第一方面，提供了一种优化矿井通风的方法，该方法包括如下 计算感兴趣地带的通风需求；根据机器位置和操作状态和人员位置监视，确定为该感兴趣地带所需的通风的最 佳量；以及根据所确定的所需通风的最佳量，远程控制在该感兴趣地带中的通风流量。优选地，确定通风的最佳量包括使用通风系统模型来计算监视数据，该通风系统 模型适于确定在感兴趣地带中所需通风的最佳量。优选地，监视感兴趣地带、确定通风的最佳量以及远程控制通风装置的步骤是实 时地执行。优选地，监视包括监视感兴趣地带内的人员和操作机器的存在，并且监视数据包 括有关机器和人员的数据。优选地，监视操作机器和人员的存在包括使用覆盖感兴趣地带的监视和通信系 统来收集有关机器和人员的数据，其中该有关机器和人员的数据包括感兴趣地带内存在的 人员和操作机器的数量的指示。优选地，有关机器和人员的数据还包括在操作机器存在于感兴趣地带中的情况 下，该机器是否由柴油机操作的指示；以及在该机器由柴油机操作的情况下，机器的引擎或 液电(hydraulic-electric)操作状态。优选地，有关机器和人员的数据还包括在操作机器存在于感兴趣地带中并且该 机器由柴油机操作的情况下，使得能够确定该机器马力总量的引擎特性有关数据。优选地，控制在感兴趣地带中的通风流量是自动地执行。优选地，使用无线通信系统来检测机器的存在。优选地，使用无线通信系统来检测人员的存在。还可以使用射频识别系统来检测机器的存在。还可以使用射频识别系统来检测人员的存在。可选地，控制在感兴趣地带中的通风流量是由操作者手动控制的。优选地，由操作者使用图形的人机接口来执行触发，该图形的人机接口允许根据 感兴趣地带的模拟模型计算来用图形显示通风状态。优选地，远程控制感兴趣地带中的通风流量的过程包括调节鼓风机的速度和/或 调节器位置。作为本发明的另一方面，提供了一种用于优化通风装置的系统，该系统包括基于实时模拟模型的控制系统，实时计算感兴趣地带的气流数据；实时模拟模型，根据与深度有关的密度和温度变化来计算流量和压力；实时模拟模型，考虑自然通风压力流量；优化器，连接到模拟模型单元，用于根据该感兴趣地带所需的通风的最佳量来优 化气流分布和鼓风机能量消耗；实时模拟模型，将物理气流测量值与建模的气流计算相关联，并且在存在差异的 情况下将能够自动校准系统部件k系数阻力以便匹配物理测量值；以及
通风装置控制单元，连接到最佳的通风模拟单元并且适于连接到通信系统，用于根据所确定的所需通风的最佳量来远程控制通风装置的性能。优选地，在由通风装置控制单元接收到所确定的所需通风的最佳量后，自动地触发通风装置的远程控制。优选地该系统还包括连接到监视单元的图形图像产生模块，其用于根据建模所计算的数据和接收的监视数据来产生感兴趣地带的当前通风状态的图形图像。优选地，该图形图像产生模块还连接到最佳的通风模拟单元，用于根据所确定的所需通风的最佳量来产生感兴趣地带的最佳通风状态的图形图像。
从以下参考附图的描述中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更容易明白，在该附图中图1是关于矿井通风典型布置和有关的气流调整装置(例如隔墙内的气流调节器 和鼓风机)的背景信息。优化的矿井通风系统发明为网络的通风气流建模并且控制物理气 流调整装置。图2是包括优化的矿井通风系统在内的所有通风控制部件的框图概要。图3是优化的矿井通风系统发明部件和与外部元件的连接的详细框图。虚线内的 部件是优化的矿井通风系统外部的元件。
具体实施例方式在下文中将描述新型的优化的矿井通风系统。虽然根据特定的示例性实施例(多 个实施例)描述了本发明，但是应当理解，在这里描述的实施例(多个实施例)仅仅作为实 例而且本发明的范围并不意图限制于此。下面将参考附图详细描述根据本发明的优化的矿井通风系统的实施例。以下参考图3描述了优化的矿井通风系统功能的概要以及与外部系统的连接。第三方机器和人员跟踪系统提供了关于机器位置和操作状态的实时数据以及关 于人员位置的实时数据[图3，项(55)]。根据每个机器的动态跟踪状态，按照以下内容来为每个限定的矿井作业地带计算 通风需求[图3，项(56,57)]·在柴油机“开启”时每个柴油机马力(hp)的CFM或m3/s。·在柴油机“关闭”时每个柴油机马力的CFM或m3/s。这容许操作以便具有可用 于在人员附近位置处停止的机器的空气。·在柴油机“关闭”而其液电“开启，，时每个柴油机马力的CFM或m3/s。那三个参数是可以由地面或地下的操作者每个机器地配置的。系统根据地带限定数据库[图3，项(57)]计算每个地带父子关系的总需求。例 如，一层的总需求等于所有有关矿石开采地带和服务区域的总需求加上与在该层上直接跟 踪的机器和人员有关的总需求。系统为每个地带设置最少的人员通风需求要求，并且在人员需求较高的情况下驳 回机器计算。
如果计算的人员和机器总需求正处于V0D控制模式，则V0D控制器将设置地带流 量到由通风工程师所限定的最小空气流量。使用Simsmart 工程套件建模和模拟工具以电子过程和仪表(instrumentation) 图的形式产生矿井通风布局、鼓风机和气流调节器。在图数据库中配置用于图上存在的所 有布局和控制元件的参数信息[图3，项(52)]。将图编译成运行时引擎(rim-time engine) 运行环境[图3，项(51)]。运行时引擎环境实时运行所有基于物理、特性、数学和逻辑的公 式。Simsmart 工程套件运行时引擎负责以下任务 如上所述，计算每个限定矿井区域，例如矿石开采地带、层、服务区域和其它作业 场所，的动态通风气流需求和概述。 为通风网络建模并且建立气流质量平衡。优选地用空气密度、压力和温度补偿深 度。实时模型运行针对压力、流体速度、流量、温度、若干其它流体特性、鼓风机速度和调节 器位置的实时计算[图3，项(53)]。 以手动的、半自动的和V0D模式执行控制，以便根据所计算的动态气流需求来优 化空气分布和鼓风机能量消耗[图3，项(54)]。 提供鼓风机和气流调节器设定点调度所需的逻辑[图3，项(63)]。 声明和处理警报和特殊事件情形。以下物理计算假定描述了用于模拟模型部件的基本概念和公式以及微分方程矩 阵的实时解[图3，项(51)] 模拟模型使用具有多变过程的可压缩气流。这是随着在系统和其周围环境之间 热和功的交换而发生的过程。流体的非绝热的扩展或压缩是多变过程的实例。公式(1)和 ⑵给出了经历多变过程的气体的压力⑵和体积(V)之间以及压力和温度⑴之间的相 互关系，PVa = c (1) pb- = C其中a和b是感兴趣过程的多变常数。这些常数根据矿井调查而确定。一旦这些 常数是已知的，就可以使用公式(1)和(2)以及初始态情形汜和！\或力)和一个最终态 情形(例如，从物理测量中获得的T2)，以便确定最终态的压力或比容。 由于密度差异显著，因此空气重量影响是不可以忽略的。在该情况下存在自动压 缩效应。压力变化不仅引起密度变化而且根据多方指数因此引起温度变化。 计算考虑自然通风压力(NVP)。NVP是由于在下风井和出风井的顶部和底部处的 空气之间的密度差而引起的通风网络中产生的压力。在深的高温矿井中，通常在地面和地 下温度之间存在大的差别——在地面上和地下的空气之间存在密度差，并且这使得空气从 高密度移动到低密度。NVP将帮助或妨碍系统中的鼓风机。当NVP帮助鼓风机时，它趋向于 在与鼓风机相同的方向上移动空气。NVP可以降低鼓风机操作对抗的系统阻力曲线。这意 味着鼓风机将处理更多较低压力下的空气。
使用输入的标准化的Atkinson阻力或标准化的Atkinson摩擦系数来计算实际 的隧道空气阻力。 充分计算系统中的气压、空气速度、流动阻力和空气流量。 压力和密度计算考虑空气重量(空气势压)并且伯努利方程考虑势能。 用密度变化影响校正的鼓风机标准曲线。 计算变速的鼓风机流量、压力、功率和效率曲线。 管道结点、楔形榫头(dovetail)或转换导管(transition)可以为每个口计算过 程压力和流动阻力。 转换导管、结点和鼓风机计算考虑正的和负的流动阻力。 所有部件计算空气特性温度、压力、粘性、湿度、露点温度、颗粒和污染物浓度。 迭代收敛法用于瞬态模拟模式。 潜热计算是不可用的。通风需求计算命令控制器调整鼓风机和气流调节器[图3，项(54)]。对于优化的矿井通风系统中的鼓风机和气流调节器，存在四种类型的调节控制 辅助的鼓风机控制。根据空气质量流量平衡计算，调整辅助的鼓风机速度使得在管道段的出口处的输 出流量满足为每个作业地带所计算的目标需求流量。 针对各层的气流调节器控制。根据空气质量流量平衡计算，调整气流调节器开口位置使得调节器输出流量满足 为每个作业地带所计算的目标需求流量。如果气流调节器处于手动模式或者如果调节器是固定的隔墙开口，则入口补偿级 联控制器将调整地面鼓风机以便满足所计算的目标需求流量。 地面鼓风机控制。地面鼓风机控制器是级联控制器[图3，项(58、59)]，其优化地面鼓风机速度以便 使能量消耗最小化而同时确保所有层获得它们的所计算的目标需求流量并且保持设置最 大调节器开口。该最大调节器开口是级联控制器设定点。假定所有地面鼓风机由可变频率驱动器来驱动。举例来说，如果地面鼓风机级联 控制器设定点对于任何气流调节器来说都被设置在80%的开口最大值处，则将调整地面鼓 风机以便确保任何层气流调节器将处在并且不超过该80 %的最大开口。地面鼓风机级联控制器针对所有鼓风机计算共同的调整的鼓风机速度。然后将该 速度以一个比例划分到入口鼓风机并且以另一比例划分到排气鼓风机。 增压鼓风机控制。增压鼓风机控制器是在气流调节器控制器之上的级联控制器。它将根据设置的最 大气流调节器开口来调整增压鼓风机速度。例如，如果级联控制器设定点被设置为70%，则 这意味着当调节器位置超过70%时增压鼓风机将被向上调整。优化的矿井通风系统具有以下控制模式[图3，项(54)]。地面操作模式 MAN 由地面操作者输入固定的鼓风机速度或者调节器位置设定点。不自动调整 鼓风机速度和/或调节器位置。模拟模型不调整鼓风机速度或者气流调节器位置来满足CFM值。机器跟踪对控制没有影响。本地的地下控制器要求处于“地面”模式中。
AUT 该模式激活所选择的V0D或CFM模式。a. V0D 根据动态机器跟踪结果来计算CFM设定点。按照模拟模型所计算的实际 流量自动地将鼓风机速度和/或调节器位置调整到满足CFM需求设定点。将所调整的鼓风 机速度或气流调节器位置设定点发送给地下的物理设备。为了使V0D模式有效，控制器还 需要处于AUT模式中。控制器也要求处于“地面”模式中。最小流量设定可用于V0D模式。 因此，动态跟踪通风需求设定点可以从不低于限定的预置值。在特制的HMI页面中限定最 小流量预置值。b. CFM 对于鼓风机或气流调节器来说CFM设定点是固定值并且由地面操作者输 入。按照模拟模型所计算的实际流量自动地将鼓风机速度和/或调节器位置调整到满足固 定值的CFM设定点。模拟模型将调整鼓风机速度或者气流调节器位置以满足所期望的CFM 值。装置跟踪对控制没有影响。为了使CFM模式有效，控制器还需要处于AUT模式中。控 制器也要求处于“地面”模式中。地下的操作樽式通常控制由地面来实现，但是地下的操作者经由平板电脑可以得到称为“地下”的 控制模式。当他得到控制时他可以用手动模式来操作所选择的控制器。当地下的操作者得到控制时地面操作者收到警报。请求地面操作者确认该警报。 当确认了该警报时，警报情形消失。当地下的操作者将控制释放回到地面操作者时，向地面操作者显示警报。请求地 面操作者确认该警报。当确认了该警报时，警报情形消失。当地下的操作者释放了控制时，所选择的控制器回到在他得到控制之前使用着的 先前模式。下面描述每个模式 SUR 由地面操作者以MAN、AUT (V0D/CFM)模式(参见上面)设置鼓风机速度和
/或调节器位置。
UND 当控制器被设置为UND时，由地下的操作者经由WIFI平板电脑HMI控制页 面手动地设置鼓风机速度和/或调节器位置。在经由0PC连接将V0D控制模式设定点发送给基本控制系统以及物理鼓风机和气 流调节器[图3，项(66、67)]之前，针对稳定性、在上下变化之间时间最少、斜坡上升、斜坡 下降以及死区而过滤该V0D控制模式设定点。由于不是所有的矿井通风操作程序都要求根据机器位置、操作状态和人员位置来 计算作业地带流量设定点，因此控制器模式和设定点也经历调度的或ad-hoc事件[图3， 项(63)]。因此，可以针对一系列用户可定义的事件而配置每个控制器模式和设定点的预 置[图3，项(64)]。可选地，当已经通过动态跟踪而检测到最少的通风需求时可以启动到 基于跟踪的通风(V0D模式)的自动切换。另外，当限定的一段时间已经逝去时可以启动到 基于跟踪的通风的另一个自动切换。调度预置还可以覆盖特定事件，例如预爆破和爆破后事件。优化的矿井通风系统 将警告操作者是否由矿井中的机器活动和其余人员设置了预爆破事件。优化的矿井通风系统监视重要的关键气流测量值[图3，项(60)]并且在相关性偏离了模型所计算的测量值时将发出警报[图3，项(61)]。优化的矿井通风系统将要求流量 调查以便检验测量仪表或所计算的流量是否有差错。如果推断必须校准所计算的流量，则 通风工程师将以校准模式来设置有关的流量控制器。然后，它将自动调节有关的系统部分 计算的k系数以便匹配调查数据。 虽然在上文中已经详细描述了本发明的示例性的和目前优选的实施例(多个实 施例)，但是应当理解，可以变化地具体实现和使用发明概念，并且所附的权利要求意图被 解释为包括这种变化，除非受到现有技术限制。实际上，本发明的系统可被用于任何受限的 环境(例如隧道)中，在该环境中存在由于人、动物和/或装置的存在而通风的需要。
权利要求
一种优化矿井通风的方法，所述方法包括计算感兴趣地带的通风需求；根据机器位置和操作状态和人员位置监视，确定为所述感兴趣地带所需的通风最佳量；以及根据所述确定的所需通风最佳量，远程控制在所述感兴趣地带中的通风流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定通风最佳量包括使用通风系统模型来计算监视数据，所述通风系统模型适于确定在所述感兴趣地带中 所需通风最佳量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述监视所述感兴趣地带、所述确定通风最佳量 以及所述远程控制通风装置是实时地执行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述监视包括监视所述感兴趣地带内的操作机器 和人员的存在，并且所述监视数据包括有关机器和人员的数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述监视操作机器和人员的存在包括使用覆盖 所述感兴趣地带的监视和通信系统来收集所述有关机器和人员的数据，其中所述有关机器 和人员的数据包括所述感兴趣地带内存在的操作机器和人员的数量的指示。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述有关机器和人员的数据还包括如果操作机 器处于所述感兴趣地带中，所述机器是否由柴油机操作的指示，以及如果所述机器由柴油 机操作，所述机器的弓I擎或液电操作状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述有关机器和人员的数据还包括如果操作机 器存在于所述感兴趣地带中并且所述机器由柴油机操作，使得能够确定所述机器马力总量 的引擎特性有关数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述控制在所述感兴趣地带中的通风流量是自动 地执行。
9.根据权利要求8所述的方法，其中使用无线通信系统来检测机器的存在。
10.根据权利要求8所述的方法，其中使用无线通信系统来检测人员的存在。
11.根据权利要求9所述的方法，其中使用射频识别系统来检测机器的存在。
12.根据权利要求10所述的方法，其中使用射频识别系统来检测人员的存在。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述控制在所述感兴趣地带中的通风流量是可 选地由操作者手动控制的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中由所述操作者使用图形的人机接口来执行所述 触发，其中所述图形的人机接口允许根据所述感兴趣地带的模拟模型计算使通风状态图形 可视化。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述远程控制所述感兴趣地带中的通风流量包 括调节鼓风机的速度和/或调节器位置。
16.一种用于优化通风装置的系统，所述系统包括基于实时模拟模型的控制系统，实时计算感兴趣地带的气流数据；实时模拟模型，根据与深度有关的密度和温度变化来计算流量和压力；实时模拟模型，考虑自然通风压力流量；优化器，连接到所述模拟模型单元，该优化器根据所述感兴趣地带所需的通风最佳量用于气流分布和鼓风机能量消耗；实时模拟模型，将物理气流测量值与建模的气流计算相关联，并且在存在差异的情况 下将能够自动校准系统部件k系数阻力以便匹配物理测量值；以及通风装置控制单元，连接到所述最佳的通风模拟单元并且适于连接到通信系统，用于 根据所述确定的所需通风的最佳量来远程控制通风装置的性能。
17.根据权利要求16所述的系统，其中在由所述通风装置控制单元接收到所述确定的 所需通风的最佳量时，自动地触发通风装置的所述远程控制。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括连接到所述监视单元的图形图像产生模块， 其用于根据建模所计算的数据和接收的监视数据产生所述感兴趣地带的当前通风状态的 图形图像。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述图形图像产生模块还连接到所述最佳的通 风模拟单元，用于根据所述确定的所需通风的最佳量来产生所述感兴趣地带的最佳通风状 态的图形图像。
全文摘要
本发明的优化的矿井通风系统补充了矿井通风基本控制系统，该基本控制系统由PLC(来自诸如Allen-BradleyTM、ModiconTM等的供应商的具有人机接口的可编程逻辑控制器)或DCS(来自诸如ABBTM等的供应商的分布式控制系统)组成，并具有根据机器和/或人员位置的实时跟踪而建立动态通风需求的监督控制，并且其中经由矿井通风网络将该需求最佳地分配在作业地带中，并且其中使通风所需的能量减到最少而同时完全满足每个作业地带的需求。该优化的矿井通风系统基于矿井通风网络的预测动态模拟模型以及诸如鼓风机和气流调节器的仿真的控制装置而运行。模型总是达到空气质量流量平衡，其中优选地针对深度补偿压力和密度并且考虑由于温差引起的自然通风压力流量。针对安全界限而检查模型设定点并且经由基本控制系统将该模型设定点发送给真实的物理控制装置。
文档编号F24F11/02GK101842553SQ200880104919
公开日2010年9月22日 申请日期2008年9月1日 优先权日2007年8月31日
发明者迈克尔·马塞 申请人:Simsmart工艺公司