矿井通风自动化监测系统的应用研究

2022-11-12

在煤矿资源的开采过程当中集中做好通风工作，这是保证煤矿开采工作顺利开展的重要保障，传统形式下煤矿巷道内部的系统监测方式相对比较落后，基本上都是通过人工测量的方式来加以进行。在测量工作当中出现的偏差较大、测量的速度较低同时周期较长，无法实时性得到煤矿巷道内部的实时性通风状态，此时很难对煤矿巷道内部的一系列安全隐患问题进行及时的查找和分析，久而久之，就会导致遗留下来的安全隐患问题越来越严重。本文在分析过程中，为了从根本上对该问题起到良好的处理效果，需要与先进的技术手段进行有效结合，实现对矿井通风自动化监测系统科学合理的构建，同时还要保证该系统在实践中的有效落实。在该系统的实际应用过程中，可以直接通过风机来开展一系列的工作，同时还可以与通风监测系统进行有效结合，这样可以实现对整个通风机工作状态实时有效的监督和测量。通风监测系统在实际应用过程中，其主要是对单片机技术进行科学合理的利用，在保证可以实现自动化监测的基础上，可以保证监测的准确性和有效性。

1. 矿井【风监测系统的组成及原理

(1)监测系统组成结构

基于WiFi建立的矿井通风监测系统当中，其中主要的监测工作内容包含了通风机的工作运转状况，主要的监测点包含了通风风速大小、温度大小以及内部环境的湿度控制等，控制系统的结构构成当中包含了监测设备的运转情况、自动模块调节、数据管理模块以及历史数据分析单元等，整个工作流程图1所示。

在无线通信方式的选择方面，其中比较常见的通讯形式，包含了蓝牙传输、近距离无线电传输、WiFi数据传输以及宽带数据传输等先进的通信技术。但是在煤矿开采工作当中，因为整个开采工作环境比较复杂，在数据传输过程当中经常会出现长距离传输的影响，为了有效实现信息数据长距离和高质量的传输工作，需要有效确定监测系统的有效信息传输形式，通过WiFi数据传输的方法，可以大大提高整个数据的传输质量和传输效率。

通过对温度传感器、风速传感器、湿度传感器的有效应用，可以对煤矿开展工作当中放到内部的瓦斯浓度、粉尘浓度来进行有效的监测，同时还可以对煤矿开采工作面当中的实时温度和湿度等相关环境参数来进行监测。依照系统监测当中的实际使用标准，有效确定了无线传感器的使用型号以及无线通信网络结构。通过对WiFi通信技术的有效应用，可以实现各个不同区域传感器的测量和数据收集工作，对煤矿巷道内部的监测数据进行集中式处理，同时对井下通风的实际状况来进行有效的判断。当煤矿巷道内部相关参数产生异常问题的情况下，可以及时的发出警报信号，同时对监测系统当中的数据储存功能来加以控制，在监测工作当中，可以对所生成的各种监测数据进行统计和制作成对应的图像信息，为相关管理工作人员提供参考。

(2)监测系统工作原理

为了充分保证整个煤矿通风系统的正常稳定工作，在实际的工作过程当中，通常情况下会配备两台风机共同进行工作，如果其中一台设备在工作过程当中产生不良故障问题，或者是处于工作检修状态，那么另一台风机会对井下进行通风，为了充分保证整个煤矿巷道通风量符合通风标准，在实际的工作过程中通常会在风机上安装两组排风扇，其中一组排风扇主要是负责吸风工作，另一组风扇负责加大通风量，每一台风机都独自配备一台对应的电动机。在煤矿巷道井下特殊的位置安装对应的数据传感器，传感器可以对煤矿巷道当中的环境变化信息转化成为数字信号来进行处理，电路结构如图2所示，通过WiFi传输到可编程控制系统当中也就是PLC控制系统，将所搜集到的数据和标准数据之间进行有效的对比，如果实际的监测工作结果保持在正常范围之内，那么则说明通风系统的工作运转正常。相反，如果系统出现异常工作状况，则会第一时间发出警报信号，通过这种监测方式，可以实现对煤矿巷道通风系统的自动化监测。

2. 矿井通风自动化监测系统的应用分析

(1)矿井概况

通过对我国某地区一处煤矿开采工程进行了分析和研究，该煤矿设计生产能力达到了1.8Mt/a。通风形式设定为为中央边界线，以主副井来进行禁封。在风井位置当中安装了两台k40-8-20型号的通风机，在实际工作过程当中的风量大小达到了61006122m[3]/min，风机工作过程当中的负压大小为780MPa，电机的型号为Y315M-8，工作过程当中的最大功率为75千瓦，通风线路最长达到了7500米。

(2)传感器布置

风速传感器设备主要安装在进风巷和风流变化比较明显的区域，具体的设置位置为-210米原始巷道当中。在通风量的监测工作当中，通过送风量数据传感器实现了整个供风量的准确记录，同时在煤矿巷道回风巷区域安装了传感器，用来监测回风量的大小，如图3所示。

选择3301采煤工作面和3302采煤工作面，对传感器的安装地点来进行设置，在此过程当中需要对整个煤矿巷道的通风量来进行监测。在对环节的通风量进行具体监测分析时，为了保证监测结果的准确性和有效性，通常会直接在3301的工作面以及相对应的顺槽当中，与实际情况进行结合，对传感器进行科学合理的安装和利用。同时，还要根据实际要求，对橡胶管进行有效使用，这样可以实现与顺槽内部的有效连接。在这一基础上，可以直接对3301工作面当中风压的不断变化情况、具体变化大小等情况进行实时有效的监测和分析。这样不仅可以保证根据实际情况直接在现场进行校准，而且还可以保证传感器在安装时的稳定性和质量。

(3)应用效果

随着科学技术的不断进步和快速发展，越来越多的新型技术被广泛应用在实践中，尤其是在矿井通风自动化监测系统的构建以及具体应用过程中，为了保证该系统的良好应用效果，可以借助WiFi系统，实现对各个环节实时有效的监督和控制。在该系统的实际应用过程中，如果无法对实际情况进行监测，或者是监测出的效果、风速很难控制在有效的范围之内，那么系统可以自动发出警报信号及时的通知到相关管理工作人员，对问题进行处理和解决。在系统建立和运行工作之后，该煤矿开采单位运用该系统的工作，发现了煤矿矿洞内部存在很多通风不稳定区域，并且对这些区域做出了有效的整改，大大提高了整个煤矿巷道通风的安全性和稳定性。

3. 结束语

通过本文对矿井通风自动化监测系统的应用分析可以看出，现阶段在煤矿开采工作当中通风程度对保证煤矿开采工作的安全性至关重要，因此设置出了一套通风状态和通风效果良好的自动化监测系统。该系统在工作过程当中的操作更加简单，同时维护工作更加方便，在实际的监测工作当中系统的稳定性较高。

摘要：通风系统是井下煤矿开采工作当中非常重要的工作环节，对保证煤矿开采工作的安全性以及煤矿开采工作人员的人身安全都有着重要的意义。本文重点针对矿井通风自动化监测系统的实际应用进行了分析和研究，基于WiFi设计了全新的矿井通风自动化监测系统，在实际的工作过程当中表现出了良好的安全性和稳定性，有效提高了整个煤矿开采工作的安全性和效率。

关键词：煤矿,通风系统,自动化监测