[发明专利]矿井智能通风系统与控制方法

说明书

本发明具体涉及一种矿井智能通风系统与控制方法，属于矿井通风领域。所述通风系统包括：矿井巷道、可控风窗、风速传感器、有害气体传感器、可控风机和系统主机；所述矿井巷道模拟为由主进风道、主出风道、进风道、出风道、支路风道组成的矿井通风网络；本发明目的在于通过实时监测有害气体和风速信息，自动调整矿井中风窗开合程度及风机运行参数来完成矿井内自动按需调整通风量的需求。

技术领域

本发明属于矿井通风领域，具体涉及一种矿井智能通风系统与控制方法。

背景技术

矿井通风是采矿中的基础工作，通风可以降低井下的有害气体含量，同时使井下工作人员保持必要的氧气供给。由于矿井内巷道复杂，为保证风流的有效、可靠，需要在巷道内安装通风设施(如风门、风窗等)，通过增减和调整通风设施来改变矿井内风流的流动状态，从而控制不同巷道内的风压与风速，确保巷道内氧气的供给以及害气体不超限。矿井随掘进回采等工作的进行，有害气体和粉尘的产生会时刻变化，因此需要对于局部用风地点在合理的范围内进行频繁的风量调控。目前，井下普遍采用人工手动调节的方法改变局部风量，存在依赖经验以及调风滞后等问题，因此本文研究一种基于模糊控制的自动调节风窗系统，通过对局部用风地点内有害气体浓度以及风速的监测，实时动态调整矿井风窗开合程度及风机运行参数来改变通风系统，实现自动调节局部用风地点的风量，最大限度地保证巷道内有害气体浓度低于有害气体阈限值，同时确保极限风速在阈限值最大最小范围内。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种矿井智能通风系统的控制方法，其特征在于，采用一种矿井智能通风系统，包括以下步骤：

步骤1，可控风机排风量开启为最大，各个可控风窗开启程度为最大，接收该风机影响巷道中所有有害气体和风速传感器数据；

有害气体的阈限值记为NT，即允许存在浓度的上限值；矿井巷道中有害气体的浓度在低于NT时允许工作，具体数值根据实际情况确定；

风速的阈限值下限记为W_min，在矿井巷道中的风速不可以低于W_min；

步骤2，如果N_i检测到的有害气体浓度大于有害气体的阈限值，即N_iNT，则将有害气体浓度小于阈限值的位置所对应的各个风窗，即C_j的开启程度调小，进入步骤3；

如果N_i≤NT，则进入步骤3；

步骤3，如果C_j对应的各个风速传感器W_j检测到的实际风速均小于风速的阈限值下限，即W_jW_min，则C_j开启程度均调大，返回步骤2；

否则进入步骤4；

步骤4，如果N_i≤NT，且W_i≥W_min，则减少可控风机的排风量，返回步骤2；

否则进入步骤5；

步骤5，如果C_i开启程度达到最大，且N_iNT，则提高可控风机的排风量，进入步骤6；

否则返回步骤2；

步骤6，如果可控风机的排风量达到最大，且N_iNT,则系统报警；

否则返回步骤2；

所述一种矿井智能通风系统包括矿井巷道、可控风窗、风速传感器、有害气体传感器、可控风机和系统主机；

所述矿井巷道为由主进风道、主出风道、进风道、出风道、支路风道组成的矿井通风网络；

所述主进风道与外界连通；