礦井通風(fēng)系統(tǒng)智能化改造及其應(yīng)用（中）(圖文)
時(shí)間：2024-04-08 08:20:43 點(diǎn)擊數(shù)：
2.2 傳感器布局優(yōu)化
為監(jiān)測(cè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是否正常穩(wěn)定運(yùn)行，需要在各個(gè)采掘工作面安裝風(fēng)速、風(fēng)壓傳感器，秉持安裝設(shè)備少、監(jiān)控范圍廣的原則，zui大限度滿足裝備多用的目的。通過分析風(fēng)流路線、通風(fēng)方式、斷面形狀和面積、供風(fēng)目的等，將風(fēng)壓傳感器 (FY) 和風(fēng)速傳感器 (FS) 按照?qǐng)D3 所示路線進(jìn)行布置，發(fā)揮測(cè)點(diǎn)zui大功能。
圖3 不同通風(fēng)路線的傳感器布置方式
針對(duì)井下各地點(diǎn)作業(yè)內(nèi)容與通風(fēng)不同方式，尤其是在繞道車場(chǎng)、分支岔路巷道和聯(lián)絡(luò)巷等地點(diǎn)，需要安裝傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，在 Y 形和 U 形通風(fēng)方式的采煤工作面回風(fēng)流側(cè)也容易出現(xiàn)風(fēng)流不穩(wěn)定現(xiàn)象；在主要運(yùn)輸大巷、掘進(jìn)工作面設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)門前后，由于運(yùn)輸需要經(jīng)常開啟風(fēng)門，容易導(dǎo)致風(fēng)流擾動(dòng)影響較大，產(chǎn)生局部風(fēng)速、風(fēng)壓變化。這些地點(diǎn)均需要安裝傳感器加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
2.3 智能決策與控制功能 在構(gòu)建智能通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前，通過對(duì)礦井所有巷道進(jìn)行通風(fēng)參數(shù)和有害氣體實(shí)測(cè)采集，根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容分類與功能需要，可在預(yù)警系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定安全指標(biāo)的上限預(yù)警值。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)警指標(biāo)時(shí)，按照自動(dòng)化控制指令進(jìn)行程序化操作，分級(jí)下達(dá)諸如自動(dòng)反風(fēng)、開閉風(fēng)門、調(diào)整調(diào)節(jié)風(fēng)窗扇葉角度、火災(zāi)信息監(jiān)控報(bào)警等智能化操作，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)作業(yè)地點(diǎn)自動(dòng)、無人化監(jiān)管。
3 智能通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3.1 工程概況 某礦核定生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a，屬于高瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，井田范圍內(nèi)呈單一向斜構(gòu)造，延伸方向?yàn)楸毕蛭鳎簩诱w為近水平，賦存傾角為 3°～4°，屬多煤層開采方式。自上而下可采煤層為 1-2 上煤組、1-2 煤組、2-2 煤組、2-3 煤組、3-1 煤組和 4-2 煤組。其中 3-1 煤組和 4-2 煤組為全井田范圍可采煤層，賦存穩(wěn)定，煤層厚度為 3.7～6.8 m，平均煤厚 5.2 m；1-2 上煤組、1-2 煤組、2-2 煤組、2-3 煤組僅一采區(qū)和三采區(qū)可采，煤層賦存不穩(wěn)定，平均煤厚 2.9 m。礦井采用一采一備布置方式，共 5 條掘進(jìn)巷道。工作面煤層自下而上逐層開采煤層群，形成下保護(hù)層工作面。通風(fēng)方式為中央并列抽出式，其中主副斜井為供風(fēng)巷道，回風(fēng)斜井為主要回風(fēng)巷道。地面風(fēng)機(jī)廣場(chǎng)安裝有 FBCDZ-8No30/2×630型對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，可提供 140～286 m3/s 的額定風(fēng)量，一用一備，接入雙回路雙電源供電。目前，經(jīng)過通風(fēng)阻力測(cè)定和實(shí)際風(fēng)量核定，礦井擁有 8 321 m3/min 的總進(jìn)風(fēng)量和 8 413 m3/min 的總回風(fēng)量，風(fēng)機(jī)負(fù)壓為 1 830 Pa。
3.2 升級(jí)需求 為打造智能化礦山和高產(chǎn)有效礦井，需對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。結(jié)合礦井現(xiàn)有條件，需要解決如下問題：①依靠人工監(jiān)測(cè)方式效率低下，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度低，無法實(shí)現(xiàn)通風(fēng)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化條件下的連續(xù)觀測(cè)，反饋信息不及時(shí)，統(tǒng)計(jì)分析周期較長，不能滿足數(shù)據(jù)參數(shù)的可視化工作要求；②無法有效掌握全流程、全 網(wǎng)絡(luò)各地點(diǎn)路線的通風(fēng)系統(tǒng)情況，存在監(jiān)控盲區(qū)和漏檢區(qū)域，尤其是安裝有局部通風(fēng)機(jī)的地區(qū)，可能存在串聯(lián)通風(fēng)和局部渦流循環(huán)風(fēng)等現(xiàn)象，具有較高安全隱患；③通防部門技術(shù)管理人員無法準(zhǔn)確掌握全部井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，在制定調(diào)風(fēng)優(yōu)化方案時(shí)考慮不全 面，存在計(jì)劃失真，通風(fēng)線路不合理，盲巷和通風(fēng)阻力較大，影響系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，甚至有些巷道不能按照生產(chǎn)需求進(jìn)行合理調(diào)配風(fēng)量，造成瓦斯積聚和風(fēng)量不足現(xiàn)象；④ 在供配電硐室和車場(chǎng)配電點(diǎn)等安裝有多組機(jī)電設(shè)備的區(qū)域，需要安排專職瓦檢員或者以定點(diǎn)巡查方式進(jìn)行瓦斯監(jiān)測(cè)，既浪費(fèi)人力，也無法確保在發(fā)生機(jī)電設(shè)備過載、短路引起火災(zāi)等災(zāi)變時(shí)，瓦檢人員能夠快速調(diào)度抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)；⑤ 當(dāng)需要對(duì)配風(fēng)地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)風(fēng)時(shí)，仍需人工調(diào)整調(diào)節(jié)風(fēng)窗和過風(fēng)斷面，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
