在煤矿开采过程中，矿井通风系统具有十分重要的地位与作用，是煤矿开采不可或缺的重要系统如果通风系统风流不稳定，就会影响作业场所的风量供应，可能引发瓦斯、煤尘爆炸等事故因此，有必要研究矿井通风系统智能化进程中的技术现状与改进方向。
文章来源：《智能矿山》2023年第7期“智能通风”专栏作者简介：张江江，注册安全工程师，现任陕煤集团神木红柳 林矿业有限公司通防区党支部书记兼副区长，主要 从事矿井智能通风建设工作作者单位：陕煤集团神木红柳林矿业有限公司
引用格式：张江江.矿井智能通风技术现状及改进方向[J].智能矿山，2023，4（7）：77-80.01 矿井智能通风现状矿井智能通风建设主要从通风参数智能感知、通风设施设备智能控制、通风技术智能决策3个方面，通过在井下巷道布置各类传感设备，调节风窗远程自动调控、风门远程自动控制等设施，利用各个智能通风子系统相关的软件模块，通过矿井建设的工业环网与井下各类通风设备设施形成关联，再通过服务器上的软件系统构成矿井智能通风系统。
目前大多数矿井的智能通风系统已实现通风参数实时监测与分析，可以根据通风需求对井下通风设施进行远程控制，还可以在灾变情况下实时管控工作面的风流，对主通风机和局部通风机实时智能远程控制，部分矿井做到了根据生产变化情况进行通风网络动态解算，快速给出风流分配方案，为矿井通风提供了强有力的技术及安全保障。
02 矿井智能通风系统建设原则结合目前煤矿矿井通风系统的运行要求，在进一步完善构建过程中应该严格按照以下原则：（1）在进行通风系统设计过程中，一定要全面考虑矿井实际生产作业情况，掌握井下各作业场所的通风要求，科学合理地设计通风系统运行能力，保证通风条件可以与煤矿井下生产作业要求相符，防止发生由于通风能力差导致的隐患问题。
（2）在矿井智能通风系统优化过程中，要确保其可靠性与稳定性，保证其可以随着矿井生产作业的需求，持续发挥通风价值，有效降低通风系统自身出现的故障概率为进一步完善矿井通风系统，还需要健全相关规范，特别是《煤矿设计规范》《煤矿安全规程》，需要矿方展开深入研究，避免发生违规情况。
03 矿井智能通风系统组成智能通风管控系统智能通风管控系统涵盖通风智能感知技术装备、风门远控制系统、风量精确调节远程控制系统、主通风机智能控制软件系统、局部通风机变频远程控制系统、通风多源信息集成系统和智能通风决策及控制系统，利用各个子系统相关的软件模块，通过矿井建设的工业环网与之形成关联，并形成一套完整的智能通风管控系统。
智能通风管控系统界面如图1所示
图1 矿井通风智慧管控系统界面智能通风管控系统采用基于知识和程序设计方法，结合多项指标综合监测技术，对通风机、远程控制通风设备等系统进行在线监测，形成智能通风管控系统，综合管理、控制、分析决策，为矿井安全生产服务，实现“减少人员、提高效率、保护安全”的目标。
智能通风管控系统的建设可实现矿井通风系统的智能控制与自动化管理，减少测风员的工作量，缩减通风基础参数测试周期，提高矿井通风系统信息化、智能化管理水平智能通风设备矿井通风仪器类别较多，在通风仪器选取过程中，需要关注矿井风量的具体状况，合理布设通风仪器，保证矿井通风性能和通风安全。
以红柳林煤矿智能通风设备为例，红柳林煤矿合理选取关键通风路线并布置多参数传感器、对射超声波风速传感器，可实现准确监测巷道大气压力、温度、湿度、风速、风量、绝对静压、湿空气密度等参数，再依据伯努利方程实时计算巷道风阻、通风路线总阻力、“三区”总阻力及自然风压。
行车风门、行人风门采用PLC控制技术可实现风门自动开启、自动关闭和远程控制矿井主通风机通过组态软件和控制系统实现了一键启停、倒机和反风的远程控制，并可以实时监测主通风机的工况参数和设备运行状态此外，基于PLC技术，矿井智能通风系统还可设定变频调速器运行频率，通过井下监控分站，对井下变频调速器运行频率进行远程调节，从而实现局部通风机的风量调节，确保井下通风系统的稳定可靠运行。
04 矿井智能通风系统主要任务及可靠性智能通风系统主要任务矿井智能通风系统的主要任务是对整个通风系统进行智能化管理，使其走上信息化和标准化的道路，从而有效提高煤矿管理水平通过分析和试验，如果做到以下4点，通风系统可以正常运行：①实时掌握通风仪器、设备的基本功能、模型和基本条件；②做好对仪器、设备的维护工作，有必要定期检查仪器及设备的零件，一旦发现损坏，立即修复，以免留下隐患；③矿工必须熟练掌握相关设备的操作和维护技能；④做好通风设施的辨识，每个通风设施都设计独有的功能板块，才能获得调整通风设施设备的操作认证。
智能通风集控室如图2所示
图2 智能通风集控室智能通风系统可靠性通风系统可靠性是指矿井在生产过程中，保持系统各环节正常运行、各地点风量分配合理、抵抗灾变的能力通风系统的可靠性一般用技术性、经济性、安全可靠性指标来衡量智能通风系统以矿井通风系统风阻参数、通风系统网络拓扑图为基础，构建煤矿通风网络解算模型，并实现井下通风状态的三维动态可视化。
采用斯考特-亨斯雷风网风量解算方法进行通风网络解算，以得到全风网风量，通过部署在服务器上的软件，形成集管控、预警、分析、决策于一体的智能通风管控系统，实现矿井“减人、提效、保安”目标矿井通风设施预警显示界面如图3所示。
图3 矿井通风设施预警显示界面05 矿井智能通风存在的问题智能通风系统管理不善现代通风系统越来越复杂化和自动化，但在通风系统运行过程中，可能会出现部件损坏、运行参数异常等问题，这就需要执行相应的管理制度。
在实际运行中，管理人员对通风系统运行缺乏充分的监管，难以及时发现硬件问题，而且缺乏全面的数据进一步完善通风系统因此，需要建立安全数据库，积极采用最新的计算机及相应的软件技术，优化通风系统设计，加强检查维护工作。
通风设备质量问题通风系统中控风机械设施较多，如果存在通风设备机械性故障、通风设备使用管理不合理等情况就会直接影响通风效果例如，通风设备缺乏润滑保养维护；采购的通风设备质量低劣，会缩短设备的使用寿命，降低通风系统的可靠运行效率；日常清洁工作的滞后也会导致通风设备运转阻力增大，进而导致设备出现故障，影响通风质量。
资金及技术人员投入不足智能通风设备需要投入大量资金和技术人员，大型煤矿企业技术和资金充足，通风系统的现代化和性能水平较高，开采作业的安全性较高但一些中小型煤矿企业在矿山智能设备建设方面跟不上大型煤矿企业的步伐，通风系统的投入资金及人员有限的现状很大程度上制约了通风系统的智能化发展。
06 矿井智能通风系统优化原则、要求及改进方向矿井通风系统优化原则首先，在通风系统的布置和优化过程中，必须保证网络设计的简单性，保持良好的经济效益和通风效果；其次，要优化设计方案和技术，确保设计方案有利于优化工作的顺利进行；最后，保证通风系统经过优化后能够满足矿井生产环境和条件，按照相关规范和规定保证通风系统的安全。
矿井通风系统优化要求矿井通风系统的优化过程必须满足：①能为井下提供新鲜空气，保证井下工作有序进行；②保证通风系统布置过程中风流稳定，要达到操作简单化，管理便捷化；③发生紧急情况时能够有效控制避灾路线的风量，确保疏散人员的生命安全。
矿井通风监管体系改进为确保矿井通风系统的平稳高效运行，除了要优化机械设备和实施技术升级，还要制定矿井通风运行相关监管制度一些企业虽然已经意识到监管体系的重要性，但大部分监管体系的制定仍停留在表面运行状态，并没有建立长期运营的监管制度。
需要建立通风监管机制，构建科学规范通风监管工作体系，规范通风监管活动，加强通风系统运行监测，提高通风系统运行活动的规范化水平此外，有监管就要有考核，完善通风管理考核制度，提升通风系统管理人员的责任感，方能做好通风系统的安全监管工作。
做好通风设备的维护通风设备在运行过程中必须定期检查，如出现漏风、噪声大、振动、风量降低等情况，必须及时进行维修和保养，以保证设备正常运行另外，一般来说在通风系统设计中，要根据巷道的长度和断面进行合理地布置通风设施，尽量减少通风阻力，保证通风顺畅。
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