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自動(dòng)精準(zhǔn)測風(fēng)和三維通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)

  導(dǎo)語:礦井通風(fēng)是礦山開采的重要保障,是井工礦山安全開采的重要組成部分。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《自動(dòng)精準(zhǔn)測風(fēng)和三維通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)》,依托底層超聲波掃描測風(fēng)技術(shù)及設(shè)備,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化、3DGIS、VR等技術(shù),實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)自動(dòng)化精確測風(fēng),并在真三維通風(fēng)系統(tǒng)模型中進(jìn)行實(shí)時(shí)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、智能分析、動(dòng)態(tài)運(yùn)行模擬,構(gòu)建礦井精確的風(fēng)向、風(fēng)速和風(fēng)量監(jiān)控體系,融合有害氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)通風(fēng)安全預(yù)警。通過應(yīng)用表明,經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

  一、系統(tǒng)概述

  目前對(duì)于礦山通風(fēng)系統(tǒng)的要求主要有:通風(fēng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、通風(fēng)系統(tǒng)檢驗(yàn)評(píng)價(jià)、通風(fēng)系統(tǒng)模型建立、漏風(fēng)實(shí)時(shí)檢測處理、通風(fēng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)解算、通風(fēng)系統(tǒng)快速優(yōu)化、通風(fēng)歷史數(shù)據(jù)處理、通風(fēng)能效管理評(píng)定。全面、及時(shí)、精確的風(fēng)速數(shù)據(jù)是解決一系列通風(fēng)問題的基礎(chǔ)。

  現(xiàn)有的風(fēng)速獲取方式主要有兩種:監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的風(fēng)速測點(diǎn)數(shù)據(jù)、人工測量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用超聲波掃描測風(fēng)技術(shù),利用超聲波在順風(fēng)和逆風(fēng)中傳播相同距離存在的時(shí)差與風(fēng)速之間的關(guān)系,測出風(fēng)流的速度。超聲波風(fēng)速儀在測點(diǎn)位置成對(duì)安裝,測量主站輸出RS485信號(hào),通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為RJ45信號(hào)就近接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī),再通過環(huán)網(wǎng)傳到地面前置機(jī)(數(shù)據(jù)服務(wù)器)。

  自動(dòng)精準(zhǔn)測風(fēng)和三維通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)專為礦山管理、生產(chǎn)和技術(shù)部門設(shè)計(jì)的集數(shù)據(jù)管理、圖形制作、模型建立、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、通風(fēng)安全、生產(chǎn)監(jiān)控等多功能為一體的大型三維地理信息系統(tǒng),其特點(diǎn)是以真實(shí)三維坐標(biāo)表達(dá)三維礦山實(shí)體模型;表達(dá)力強(qiáng)、操作方便(2D/3D一體化)。

  可根據(jù)需要生成通風(fēng)系統(tǒng)圖、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖和通風(fēng)三維立體圖;具有風(fēng)網(wǎng)解算、自然分風(fēng)、按需配風(fēng)、調(diào)阻分析、風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化、逃生模擬、風(fēng)門開關(guān)模擬、貫通模擬等眾多分析功能。

  系統(tǒng)采用超聲波掃描測風(fēng)新技術(shù)、新方法,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化、3DGIS、VR等技術(shù),實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)自動(dòng)化精確測風(fēng),并在真三維通風(fēng)系統(tǒng)模型中進(jìn)行實(shí)時(shí)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、智能分析、動(dòng)態(tài)運(yùn)行模擬,構(gòu)建礦井精確的風(fēng)向、風(fēng)速和風(fēng)量監(jiān)控體系,融合有害氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)通風(fēng)安全預(yù)警。為礦井提供一個(gè)專業(yè)、精確、直觀的通風(fēng)管理工具,對(duì)礦井安全生產(chǎn)和減人提效起到至關(guān)重要的作用。

  二、主要功能

  系統(tǒng)主要功能:精確測風(fēng),三維通風(fēng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行,通風(fēng)安全監(jiān)測,預(yù)警報(bào)警,智能統(tǒng)計(jì)分析,風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化調(diào)節(jié)。

  1.精確測風(fēng)

  (1)測量原理:超聲波,時(shí)差法測量;

  (2)測量范圍:-15m/s至15m/s;

  (3)分辨率:0.01m/s;

  (4)測量精度:±0.05m/s;

  (5)安裝距離:1-12m;

  (6)數(shù)據(jù)接口:RS485輸出;

  (7)供電電壓:DC18V;

  (8)電源防爆形式:隔爆兼本安型;

  (9)防護(hù)等級(jí):IP54;

  (10)通訊距離:≤1km。

  2.三維通風(fēng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行

  以真實(shí)的測量導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)據(jù)快速構(gòu)建礦井三維通風(fēng)系統(tǒng)模型(風(fēng)網(wǎng)、通風(fēng)設(shè)備、設(shè)施、安全監(jiān)控設(shè)備等)。在模型中,加入巷道的通風(fēng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)風(fēng)網(wǎng)動(dòng)態(tài)解算,并將風(fēng)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和解算數(shù)據(jù)在三維下模擬動(dòng)態(tài)運(yùn)行展示。

  3.通風(fēng)安全監(jiān)測

  在全礦三維通風(fēng)系統(tǒng)模型中,接入現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)全礦井的通風(fēng)安全進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(如CH4、CO、風(fēng)速、風(fēng)壓、風(fēng)量、溫度等),實(shí)時(shí)掌握各類通風(fēng)設(shè)施的運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)測量和報(bào)告主要大巷、掘進(jìn)工作面、回采工作面、關(guān)鍵巷道和用風(fēng)地點(diǎn)的精確風(fēng)速和風(fēng)量及有害氣體情況。

  4.通風(fēng)安全監(jiān)測

  根據(jù)實(shí)測和解算數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)向不穩(wěn)定性的自動(dòng)報(bào)警,并對(duì)報(bào)警原因和系統(tǒng)故障原因進(jìn)行查詢,提高通風(fēng)系統(tǒng)的安全性和通風(fēng)管理的科學(xué)性。

  5.智能統(tǒng)計(jì)分析

  以歷史統(tǒng)計(jì)、實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立礦井通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,自動(dòng)分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)的屬性及通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)、礦井的通風(fēng)效率、通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。

 ?、俑鞫蜗锏赖耐L(fēng)屬性(摩擦系數(shù),風(fēng)阻和阻力);

 ?、谧詣?dòng)對(duì)主扇的外部漏風(fēng)率、運(yùn)行參數(shù)和工況點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證比對(duì)。

 ?、圩詣?dòng)分析通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的阻力分布狀況及影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和效率的主要因素。

 ?、軐?duì)通風(fēng)系統(tǒng)的內(nèi)、外漏風(fēng)狀況,對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行自動(dòng)分析、評(píng)估。

  6.風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化調(diào)節(jié)

  系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測井下各巷道的風(fēng)量,通過分析計(jì)算,給出系統(tǒng)中的主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門(風(fēng)窗)等的調(diào)節(jié)方案,為礦井風(fēng)量分配、風(fēng)量調(diào)節(jié)提供輔助決策。

  三、總體設(shè)計(jì)

  四、特征優(yōu)勢

  五、效益分析

  1.經(jīng)濟(jì)效益

  (1)實(shí)時(shí)的全網(wǎng)自動(dòng)化精確測風(fēng)、減少測風(fēng)員工的數(shù)量,從而減少人工開支;

  (2)將復(fù)雜的全礦井通風(fēng)阻力測定工作變成生產(chǎn)礦井的日常行為,可隨時(shí)掌握每條巷道的通風(fēng)狀態(tài),在提高管理效率的同時(shí),節(jié)省了大量費(fèi)用;

  (3)使管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)、供風(fēng)不足及供風(fēng)過剩等情況,通過智能化的風(fēng)量調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)最為合理有效供風(fēng),大幅度減少通風(fēng)過程中的能源消耗。

  (4)通過通風(fēng)模擬,匹配最優(yōu)化的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案,避免設(shè)計(jì)、施工不必要的通風(fēng)巷道和設(shè)置不必要的通風(fēng)設(shè)施。在保證礦井通風(fēng)需求和通風(fēng)安全的前提下,節(jié)約大量通風(fēng)工程建設(shè)費(fèi)用。

  2.社會(huì)效益

  (1)變革礦井通風(fēng)管理模式;

  ()減少通風(fēng)安全事故,防止事故災(zāi)害擴(kuò)大;

  (3)提高通風(fēng)管理的工作效率。

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