一种矿井智能通风系统风流动态按需调控方法及系统与流程

本发明涉及通风控制，尤其涉及一种矿井智能通风系统风流动态按需调控方法及系统。

背景技术：

1、矿井通风的目的，就是给采矿作业区供给足量的新鲜空气，及时将井下污浊空气排出地表，改善矿井通风环境，强化安全生产标准，为井下职工创造一个良好的、舒适的作业环境。

2、一般对矿井通风系统的巷道风量进行监测，保证矿井通风系统的安全、可靠、稳定、经济运行，但是，现有技术一般忽略了由于井下作业场景的变化、人员流动变化等导致的矿井通风系统的巷道需风量是实时变化的，针对固定的巷道需风量进行监测报警，造成报警判断不准确；而且，有些矿井通风系统采用人工监测，数据获取存在滞后性，无法及时进行需风量报警，报警判断不准确。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、基于上述问题，本发明提供一种矿井智能通风系统风流动态按需调控方法，解决矿井通风系统的需风量实时变化、数据获取滞后造成的需风量报警判断不准确的问题。

3、(二)技术方案

4、基于上述的技术问题，本发明提供一种矿井智能通风系统风流动态按需调控方法，包括以下步骤：

5、s1、获取矿井通风系统的巷道模型图，并确定需风巷道；

6、s2、布置矿井通风系统设备并设定参数，将所述矿井通风系统的设备图元与真实物理设备一一绑定；所述矿井通风系统设备包括风机、构筑物设备，所述构筑物包括风门、风窗、风墙；所述设定参数包括风机的开关、风机的频率、风门的开关、风窗的开度；

7、s3、实时动态计算所述需风巷道的当前巷道风量和按不同需风情况下的巷道需风量的最大值，进行需风情况的报警判断；所述按不同需风情况下的巷道需风量包括按人员人数、按爆破炸药量、按有毒有害气体、按采矿工作面气象条件、按作业点排尘、按风速验算的巷道需风量；

8、s4、当出现报警后，根据预设控风方案建立按需控风优化模型，对所述矿井通风系统选择通风量最大的最大控风方案；

9、s5、将选择的控风方案下发到所述矿井通风系统，对所述需风巷道的巷道需风量进行需风情况的报警再判断，直至解除报警。

10、进一步的，所述步骤s1包括：

11、s11、通过现场设计或实测数据生成矿井通风系统的巷道中心线图；

12、s12、将所述巷道中心线图转化为通风网络中的有向图，并确定进出风巷道；

13、s13、通过现场实测录入各进出风巷道的阻力信息数据；

14、s14、根据井下巷道的用途及人员分布情况，确定需要风量控制的需风巷道。

15、进一步的，步骤s2中，所述布置矿井通风系统设备包括：

16、对于新建的矿井通风系统进行风机、构筑物设备的布置；对于已建的矿井通风系统，针对按需通风建设范围进行智能化改造，即将无法远程控制的风机、构筑物设备进行自动化控制改造或更换，根据现有情况调整设备位置。

17、进一步的，所述步骤s3包括：

18、s31、确定需风巷道的当前巷道风量的计算模式，计算需风巷道的当前巷道风量；所述当前巷道风量的计算模式包括解算风量计算模式和实时风量计算模式；

19、s32、依据需风量计算相关规范要求，联合人员定位系统、生产执行系统、日常通风管理及传感器数据，按不同需风情况实时动态计算巷道需风量，并选择其中最大的巷道需风量；

20、所述按不同需风情况实时动态计算巷道需风量的方法包括按人员人数、按爆破炸药量、按有毒有害气体、按采矿工作面气象条件、按作业点排尘、按风速验算的计算方法；

21、s33、根据所述最大的巷道需风量计算巷道风量基准比较值，当所述当前巷道风量小于所述巷道风量基准比较值时报警。

22、进一步的，所述按人员人数的计算方法：结合人员定位系统，按各需风巷道人员人数在近期相同时间段内的历史最大人数作为同时工作的人数，根据所述同时工作的人数计算巷道需风量；

23、所述按爆破炸药量的计算方法：结合生产执行系统，依据矿山爆破计划确定需风巷道爆破作业的爆破通风时间，在所述爆破通风时间内按爆破炸药量计算巷道需风量；

24、所述按有毒有害气体的计算方法：通过需风巷道上带有测有毒有害气体参数值的传感器，动态读取有毒有害气体涌出量的变化，根据所述有毒有害气体涌出量的变化能动态生成需风巷道的需风量；

25、所述按采矿工作面气象条件的计算方法：通过需风巷道上带有测温度参数值的传感器，动态读取温度的变化，根据所述温度的变化能动态生成需风巷道的需风量；

26、所述按作业点排尘的计算方法：通过需风巷道上带有测其参数值的传感器，动态读取浮尘涌出量的变化，根据所述浮尘涌出量的变化能动态生成需风巷道的需风量。

27、所述按风速验算的计算方法：通过需风巷道上带有测风速值的传感器，动态读取风速的变化，根据所述风速的变化能动态生成需风巷道的需风量。

28、进一步的，所述巷道风量基准比较值＝最大的巷道需风量+δ安全风量＝最大的巷道需风量×(1+ε安全系数)。

29、进一步的，所述步骤s4包括：

30、s41、确定按需控风优化模式；

31、s42、根据预设控风方案建立按需控风优化模型，生成至少一个待选的风量调节推荐方案；

32、s43、基于矿井最大通风能力，从所述待选的风量调节推荐方案中，选择通风量最大的风量调节调节方案为最大优化控风方案；

33、所述按需控风优化模式包括全局调控模式和局部调控模式；所述控风优化模型为将预设控风方案在所述矿井通风系统的巷道模型图中模拟，并计算各预设控风方案的优化效果的模型；所述全局调控模式对应的风量调节推荐方案包括：风机变频、风门开关调整和风窗开度调整；所述局部调控模式对应的风量调节推荐方案包括：通过模型解算将解算后的不平衡压降值转化为局扇的变频参数结果；所述矿井最大通风能力为系统内的所有风机均置为开机状态且各风机的频率参数设为其风机频率的上限值时的通风量。

34、进一步的，所述步骤s43后还包括：

35、s44、对所述最大控风方案进行再调整，生成最优控风方案；

36、对所述最大控风方案在所述按需调控优化模型中进行模拟，计算出需风量巷道的实际风量值和实际通风量需求，对所述最大控风方案进行再调整，直至调整出模拟效果最好的最优控风方案。

37、进一步的，所述步骤s5包括：

38、s51、将所述最大控风方案或最优控风方案下发到所述矿井通风系统；

39、s52、获取所述矿井通风系统中各设备参数的实时反馈结果，按步骤s32重新计算得到优化后的巷道风量基准比较值，按步骤s33进行当前巷道风量的报警再判断；

40、s53、当检测到当前巷道风量大于等于所述优化后的巷道风量基准比较值时，所述矿井通风系统解除报警。

41、本发明也公开了一种矿井智能通风系统风流动态按需调控系统，包括：

42、至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

43、所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如所述的方法。

44、(三)有益效果

45、本发明的上述技术方案具有如下优点：

46、(1)本发明考虑到井下环境影响因素及各业务场景导致的需风量动态变化，对矿井通风系统的需风量进行实时动态计算，并以动态变化的需风量进行需风情况的报警判断，提高了报警判断的准确性，且采用自动报警判断，相比传统人工需风量录入计算，提高了智能性，报警判断的及时性和准确性，减少了人工成本及计算出错率；

47、(2)本发明提供矿井通风系统的按需调控的多种控风方案的模拟，基于矿井最大通风能力选择最大控风方案，下发到所述矿井通风系统，为矿山提供多种可选的技术可行的控风方案，提高了矿井通风系统的调控速度；

48、(3)本发明提供矿井通风系统的按需调控的多种控风方案的模拟，在最大控风方案的基础上调整为最优控风方案，再下发到所述矿井通风系统，为矿山提供最优的控风方案，提高了矿井通风系统的精准性。