一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统

本技术涉及矿井巷道通风，特别是涉及一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统。

背景技术：

1、无轨胶轮车行驶过程中排出的尾气成分主要为一氧化碳，而一氧化碳是无色、无味的有毒气体，当一氧化碳吸入人体后，会和血液中的血红蛋白结合，致使人体缺氧，引起头痛、头晕、呕吐等，严重时造成死亡，因此无轨胶轮车的尾气必须予以有效解决，从而保障井下工人的生命健康。

2、目前无轨胶轮车广泛应用于矿井运送人员、物料和排渣等环节，而无轨胶轮车的尾气随着压入式通风系统贯穿至整个施工领域，是造成巷道污风的污染源头，严重威胁着矿工的生命健康，为此本发明提出基于数字孪生的矿井多口智联绿色智能通风系统，以检测装置的信号指导风口、风机、风门的开闭情况，实现对无轨胶轮车尾气的智能化吸收，进而解决由无轨胶轮车尾气排放造成的巷道污风问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，有效的解决了矿井巷道内无轨胶轮车尾气污染，危害矿工安全等问题。

2、其解决的技术方案是，包括运输巷道和回风巷道，运输巷道和回风巷道之间设有导风洞，导风洞上安装有抽出式通风机和风门，运输巷道内安装有与抽出式通风机相连通的风筒，风筒上设有多个风口，运输巷道内行驶有无轨胶轮车，运输巷道内设有车辆检测装置和监测控制系统。

3、优选的，所述运输巷道长度大于50米且小于2000米，回风巷道长度大于50米且小于2000米。

4、优选的，所述风门靠近回风巷道的一侧，通风机靠近运输巷道的一侧，抽出式通风机采用防爆型轴流风机，抽出式通风机布置在导风洞内的风门处，且抽出式通风机的出风口朝向风门。

5、优选的，所述风筒悬挂于运输巷道顶板上，风筒采用多节式刚性风筒，每节风筒长度在3米至20米之间。

6、优选的，所述风口为开闭式的通风孔，风口的直径为10厘米至30厘米之间。

7、优选的，所述车辆检测装置由红外线发射器和红外线接收器组成，红外线发射器安装在无轨胶轮车上，红外线接收器布置于运输巷道的两壁上且布置间距为10米至30米，红外线接收器按抽出式通风机至风筒尾部依次进行编号,红外线发射器和红外线接收器的安装高度都在1米至2米之间且高度保持一致。

8、优选的，所述监测控制系统包括信息存储模块、信息接收模块、信息转换模块、控制模块，所述信息存储模块用于存储接收到的信息，所述信息接收模块用于接收红外线接收器的信号并将对应红外线接收器的编号传输至信号转换模块，信号转换模块将红外线接收器的编号转换为抽出式通风机功率、风口开启的编号、风门的开启程度并传输至控制模块，所述控制模块根据运行信息发送指令控制抽出式通风机的功率、对应编号风口的开启、风门的开启程度。

9、本实用新型较传统设备有以下益处：1）通过针对性开启位于无轨胶轮车对应位置附近的可开闭风口，对无轨胶轮车的尾气具有良好的吸收效果，极大地降低了无轨胶轮车的尾气对巷道新风的污染；2）实现对无轨胶轮车的尾气智能化吸收，可适用于不同大小的通风巷道，污染气体处理效果好；3）通过监测控制系统实现对抽出式通风机功率的智能调节、对可开闭风口的选择性开启、对可开闭风门的开启程度的控制，使系统具备较高的智能化，系统运行操作简便，同时增强对尾气吸收的针对性，减少风量及风机功率的浪费，使系统具备良好的节能效果。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，包括运输巷道（1）和回风巷道（2），运输巷道（1）和回风巷道（2）之间设有导风洞（3），导风洞（3）上安装有抽出式通风机（4）和风门（5），运输巷道（1）内安装有与抽出式通风机（4）相连通的风筒（6），风筒（6）上设有多个风口（7），运输巷道（1）内行驶有无轨胶轮车（8），运输巷道（1）内设有车辆检测装置和监测控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述运输巷道（1）长度大于50米且小于2000米，回风巷道（2）长度大于50米且小于2000米。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述风门（5）靠近回风巷道（2）的一侧，通风机靠近运输巷道（1）的一侧，抽出式通风机（4）采用防爆型轴流风机，抽出式通风机（4）布置在导风洞（3）内的风门（5）处，且抽出式通风机（4）的出风口（7）朝向风门（5）。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述风筒（6）悬挂于运输巷道（1）顶板上，风筒（6）采用多节式刚性风筒（6），每节风筒（6）长度在3米至20米之间。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述风口（7）为开闭式的通风孔，风口（7）的直径为10厘米至30厘米之间。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述车辆检测装置由红外线发射器（9）和红外线接收器（10）组成，红外线发射器（9）安装在无轨胶轮车（8）上，红外线接收器（10）布置于运输巷道（1）的两壁上且布置间距为10米至30米，红外线接收器（10）按抽出式通风机（4）至风筒（6）尾部依次进行编号,红外线发射器（9）和红外线接收器（10）的安装高度都在1米至2米之间且高度保持一致。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，其特征在于，所述监测控制系统包括信息存储模块、信息接收模块、信息转换模块、控制模块，所述信息存储模块用于存储接收到的信息；所述信息接收模块用于接收红外线接收器（10）的信号并将对应红外线接收器（10）的编号传输至信号转换模块；信号转换模块将红外线接收器（10）的编号转换为抽出式通风机（4）功率、风口（7）开启的编号、风门（5）的开启程度并传输至控制模块；所述控制模块根据运行信息发送指令控制抽出式通风机（4）的功率、对应编号风口（7）的开启、风门（5）的开启程度。

技术总结
一种基于数字孪生的矿井多口智联绿色通风系统，有效的解决了矿井巷道内无轨胶轮车尾气污染，危害矿工安全等问题，其包括运输巷道和回风巷道，运输巷道和回风巷道之间设有导风洞，导风洞上安装有抽出式通风机和风门，运输巷道内安装有与抽出式通风机相连通的风筒，风筒上设有多个风口，运输巷道内行驶有无轨胶轮车，运输巷道内设有车辆检测装置和监测控制系统，通过针对性开启位于无轨胶轮车对应位置附近的可开闭风口，对无轨胶轮车的尾气具有良好的吸收效果，极大地降低了无轨胶轮车的尾气对巷道新风的污染。

技术研发人员：陈瑞基,郑西贵,许文杰,黄浩天,钟辉波
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：20221214
技术公布日：2024/1/12