KJ2019煤矿井下通风监测与调风设施控制系统

系统概述

KJ2019煤矿井下通风监测与调风设施控制系统依托矿井巷道环境监测系统、井下环网系统、 视频监控系统、设备状态故障诊断系统、巷道工程参数测量等进行信息收集，再借助通风工程技 术、人工智能算法、运筹统计算法、流体力学理论等手段在井下通风网络中进行实时风网解算， 通过通风机远程控制系统对井上井下通风机转速进行调控，也可通过风门风窗远程控制系统对风窗的风阻大小、风门的开闭角度等进行动态实时调整，实现井下无人值守通风系统的稳定、可靠、 经济运行 。 系统以业务层数据为基础，支持静态风网解算分析、风量逻辑分析，漏风分析及设施参数调整分析，支持风量数据报警及通防设备启停功能，可根据矿井瓦斯、一氧化碳、粉尘、烟雾、温度等数据智能控制通风设施，调节矿井巷道风量，实现智能通风、抽排有害气体以及预警功能，为建设智能矿山奠定基础。

系统优势

• 具有全矿井巷道风量在线实时监测及巷道风量达标评估功能：代替通风日常作业及维护人员，实现减员降本;

• 对关键巷道进行精准截面积风速测量，提高矿井风量数据的准确性;

• 具有风门风窗远程及就地自主自动控制：具备防夹车、防夹人、安全控风、可靠闭锁等功能；同时对风门风窗实现自主自动控制或远程集中控制，实现灾变快速应对;

• 通风动力设备实现无人值守：根据矿井实际情况按需送风，远程对主通风机进行叶片调节或变频自动控制，对局部通风机进行变频远程控制，实现节能增效；

• 具备局部通风机3.0瓦斯闭锁功能;

• 具备灾变烟流扩散模拟计算功能：模拟灾变烟流的扩散和漫延过程，动态分析灾害影响区域和范围;

• 具备反风模拟功能：基于灾变条件，能快速进行反风模拟计算;

• 具备避灾与救灾路线辅助决策功能：灾变时期能快速计算出最佳避灾与救灾路线;

• 具备灾变调风、控风辅助决策智能控制功能：灾变时期自动给出调风、控风方案，辅助决策，并实现按需远程控制;

• 具备灾害综合预警功能：融合瓦斯、火灾、粉尘等灾害数据，根据有害气体监测值的变化趋势实现预测预警，进而实现对工作面快速调风、控风;

• 具备人员及车辆定位融合功能：根据各区域人员及车辆数量，进行控风，按需分配。

解决方案

矿井通风智能感知

      1）系统具有完善的通风参数监测装置，能够对井下瓦斯浓度、风压、风速、风量、风阻等参数进行实时监测。

      2）系统具有模拟量列表显示功能，能够将不同的通风参数以列表的方式呈现。

      3）系统具有模拟量历史曲线显示功能，可以将通风参数的历史数据以曲线的形式呈现。       

      4）系统具有自诊断功能，能够自动检测传感器和设备的工作状态并进行故障诊断。

      5）系统具有模拟量传感器维护、定期未标校提醒功能，可以记录每个传感器的维护和标校信息，并根据设定的维护周期进行提醒。

      6）系统可以根据设定的巷道风量标准进行实时监测及报警提醒。

      7）巷道风阻测量：依据巷道断面积、周长、井巷长度、风速、温度、湿度、压力等因素按照风阻计算公式得出巷道风阻信息。

            智能通风系统安装前测定已开掘的所有主要井筒、大巷、采区巷道、工作面巷道的摩擦阻力系数及通风设施的风阻。

            测定方法、测定过程、仪器仪表等均应符合《矿井通风阻力测定方法》要求。

风量精准测风

     1）利用截面积高精度风速传感器来实时监测巷道风量实现全断面平均风速测量。

     2）对主要用风地点的风速、风量、风向进行实时测定。

     3）支持曲线图和通风系统图展示。

     4）巷道通风阻力监测。

     5）巷道风量预警分析。

主通风机监测控制    

      1）主通风机在线监测功能：风压、温度、振动、频率、电流、电压等在线监测、故障分析诊断和预警功能。

      2）远程集中控制：一键启停、一键反风、一键倒机等集中管理功能。

      3）主通风机具有风量、风速的远程智能调节功能。

      4）可对不同用户进行操作权限设置。

      5）支持自动记录主通风机运行过程。

局部通风机监测控制

      1）局部通风机在线实时监测：对局部风机温度、振动、电流、电压等参数在线实时监测和分析。

      2）局部通风机输出风量精准监测。

      3）局部通风机远程集中控制：风机远程切换、风电闭锁、瓦斯闭锁功能。

      4）局部通风机变频远程控制，实现风量定量调控。

      5）可对不同用户进行操作权限设置。

      6）支持自动记录局部通风机运行过程。

      7）风机设备视频监控。

自动风门监测控制

      1）具备风门远程监控功能：通过平台软件远程控制自动风门。

      2）可对各区域风门运行状态实时监测、动作过程自动存储，可供用户历史查看。

      3）可对不同用户进行操作权限设置，具备权限的用户可通过平台软件对风门进行远程控制。       

      4）可根据矿方需求对风门开/关时间进行就地/远程设定。

      5）设备自诊断功能：对设备运行状态、风门异常、健康度进行实时评估，快速分析、快速应对。

      6）视频监控功能：对过车风门、主要行人风门进行实时视频监控。

自动风窗监测控制

      1）具备风窗远程监控功能：通过平台软件远程控制自动风窗。

      2）可对各区域风窗运行状态实时监测、动作过程自动存储，可供用户历史查看。

      3）可对不同用户进行操作权限设置，具备权限的用户可通过平台软件对风窗开合角度进行远程控制。

      4）可根据矿方需求对风窗自动调控时间进行。

      5）设备自诊断功能：对设备运行状态、风窗异常、健康度进行实时评估，快速分析，快速应对。

      6）视频监控功能：对风窗进行实时视频监控。

通风多源信息集成

      煤矿图像监视系统主要由前端子系统、传输系统、监控中心组成。

      前端子系统即广泛分布在各个煤矿监控点的摄像机。

      传输子系统是系统图像信号和控制信号的传输通道，系统中采用光纤传输方式，光纤传输具有抗干扰能力强、传输距离远、传输图像清晰的特点，主要包含地面光缆、矿用阻燃光缆、网线、交换机等设备。

      监控中心包括显控系统、存储系统、综合管理平台，可管理矿区视频监控所有设备，接收并存储由所辖前端系统上报的环境、告警等信息，满足煤矿监控中心用户视频、环境信息查看、矿区设备控制的需求。

      系统主要功能：

      · 实时视频监控：通过客户端和浏览器实时掌握监控区域内的一切情况，对所辖区域的任一摄像机进行监控。

      · 录像存储功能：本系统支持前端存储和中心存储两种模式，前端摄像的视频信号接入硬盘录像机存储数据。

      · 录像回放：对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况；当发生重大安全事件时，通过网络调用回放录像。

· 电子地图：支持JPEG、BMP格式位图的导入和显示，可导入平面图，在平面图上添加关联设备，直接在电子地图上就能看到每个设备，并在电子地图上实现远程设备控制，报警图标闪烁等功能。

     · 用户管理：系统支持多角色管理，权限分：功能权限、中心配置权限、资源权限、部门权限；支持角色批量关联多个用户；支持批量导入用户；支持角色克隆；支持任意功能模块的授权配置。

     · 远程配置维护：系统提供远程访问功能，管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，实现校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。

机电设备状态检测

     根据设备特点关键设备包括：主通风机、局部通风机等，增加在线感知设备监测和故障分析。

系统主要功能

     · 通过振动加速度和温度传感器采集传动链上垂直或水平或轴向的振动加速度、振动速度及位移信号，并可同时采集传感器测点的壳体温度信号。

     · 能够监测机组运行时主传动链(电机、齿轮箱)系统上各轴、轴承、齿轮的运行状态，能够发现轴承、齿轮箱及电机故障的早期征兆，精确定位故障部件、故障类型以及严重程度，并通过在线监测系统软件自动报警。

     · 能够监测机组运行时主传动链(电机、齿轮箱)系统上所有轴承位置的振动和温度信号，并实现每个测点振动和温度趋势的变化，超出报警门限值能实现及时报警通知。

     · 能够监测机组机械部件的早期失效状况，判断轴承失效部位、严重程度以及寿命预期，并提供短信和邮件的预警。

     · 能够监测齿轮箱输出轴与电机输入轴的不对中，齿轮箱内各齿轮、轴承、轴的早期失效状况，齿轮箱输出轴、电机输入轴及联轴器的早期失效状况，并提供预警。

     · 能够自动、实时地采集、存储、分析、上传数据。

通风网络解算

     1）具备通风网络动态解算功能，根据巷道实时测算风量进行实时动态解算。

     2）具备巷道风量异常分析功能，根据各巷道需风量，结合风网解算预测、预警风量不达标、风向异常。

     3）具备通风网络阻力分布、风量分布分析功能，分析影响矿井通风效率主要因素，辅助矿方利用建设风门、风窗、局扇等手段进行风量调节。

     4）通风网络解算模块可以与其他智能系统进行联动控制，实现更加智能化和自动化的通风管理。

综合预警

     1）具有有毒有害气体实时监测、矿井分布及气体趋势预警功能。

     2）融合瓦斯、火灾、粉尘、一氧化碳等灾害预测预警功能，支持分级报警，对监控对象的涨幅、突变、持续时长进行监测。

     3）系统基于监测数据和分析结果，为用户提供相关问题的解决方案建议。

应急灾变

     1）涵盖应急专家、物资管理、应急医疗、应急通讯和应急救援指挥等多个方面。

     2）可根据煤矿的实际情况和灾害类型，为用户提供不同的预案。预案可包括应急响应流程、救援方案、物资调配计划等内容，帮助用户在灾害发生时迅速做出决策并采取行动。

     3）系统能够通过模拟灾变烟流的扩散和蔓延过程，动态展示灾害影响区域及范围。

     4）系统具备避灾逃生路线导航功能，用户可以根据不同情况预设逃生路线，系统根据实时灾变影响区域信息和预设逃生路线规划，为用户提供最佳的避灾逃生路线。

     5）支持通过二/三维地图展示灾害现场和受灾人员的分布情况，实时监测救援人员的位置和行动，提供实时的救援指挥和协调。

     6）支持与多个系统进行联动，实现自动显示及语音提醒功能。

三维通风系统一张图

     1）井下三维GIS可视化：通过三维巷道图可在坐标空间内建立巷道、节点、风机、风门、风窗、传感器等三维模型。

     2）巷道通风状态动态可视化：可以在三维模型中模拟井下的风量大小、风流的流向和速度等情况，也可以将预警和报警信息在三维模型中展示。

     3）通风设备监控可视化：系统支持在三维模型中实时展示主通风机、局扇、风门、风窗运行状态，并支持在三维场景中进行调整和控制。

     4）动态模拟可视化：系统支持风流、烟流、有毒有害气体扩散动画模拟。

     5）视频监控联动：用户可以通过三维模型中的视频监控功能观看设备的实时视频画面，以了解设备的工作状态和异常情况。

全矿三维通风智能辅助决策

根据节点位置设定风点风量，按实时情况辅助决策主通风机、局部通风机、风门、风窗等设施的调控。

视频监控

移动端提供了通风系统风量、风速、风机状态等实时监测、实时报警、历史曲线查看，视频监控等功能。方便用户随时随地了解矿井内的通风情况，及时发现异常。在煤矿发生紧急情况时，移动终端可以接收紧急通知和警报，提醒相关人员采取相应的应急措施。

设备主要参数

设备清单