智能通风调风系统

智能远程控制通风系统

一、概述

煤矿开采过程之中通风系统发挥着保证作业人员生命安全的重要作用，构建智能化通风系统是实现煤矿智能化开采的基础，其对于提升煤矿开采安全性，减轻煤矿工人劳动强度，提升煤矿开采作业效率发挥着非常重要的作用。

矿井智能通风系统的设计是依据《煤矿安全规程》，在总结各种通风监测设备和系统的优缺点之后，综合各方面的要求而设计的，适用各类煤矿。

智能通风系统主要由远程智能控制风门、镶嵌智能调节风窗以及智慧通风检测、智能控制局扇与远程智能控制平台等系统和部件组成。智能自控调节风门主要在采区大巷、回风大巷以及联络巷中使用，通过井下环网将智能调节风门、风窗、局扇数据上传、在地面实时显示设备状态，也可通过地面智能控制平台系统依据设定值，自动远程控制风门、风窗的位置（开度），远程控制主扇和局扇，调节风速、风量，满足煤矿安全生产的需要。

系统具有准确度高、灵敏高、运行可靠、稳定和易维护等特点，增强了煤矿安全保障能力。系统实现全数字化传输，具有自诊断、风速、风量、风向异变等报警功能，能够实现数据融合。

系统可以自成体系，独立运行。也可以与其它各种系统（如：煤矿安全监控系统、数字矿山系统等系统）联网完成共享数据。

系统通过挖掘通风系统的历史数据，找出通风规律，指导合理通风，实现通风系统的稳定性、合理性和经济性。

二、设计依据

JB/T 4264-1999  启闭风窗绞车  全国矿山机械标准化。

MT/T844-1999《矿用风窗开闭状态传感器通用技术条件》

《国能企业标准-矿山机电设备通信接口和协议》

《国家能源集团煤矿灾害精准预警及智能通风系统建设指南》

GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》

GB3836.2-2010《爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》

GB3836.3-2010《爆炸性环境第3部分：由增安型“e”保护的设备》

GB3836.4-2010《爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》

GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备第1部分总则》

JB/T 9593-2015《煤矿用隔爆型三相异步电动机技术条件》

三、平台管理软件功能

3.1、建立矿井三维数据模型，通过数据采集系统实现对矿井巷道静压、风速、温度、湿度等通风基础数据等参数的采集， 结合人工测量的巷道的断面尺寸、风阻、摩擦阻力系参数采集录入，为通风网络模型构建、通风解算、智能决策、优化调控等提供真实可靠的基础数据支撑，系统依据设定值，控制风门、风窗的位置（开度），控制主扇和局扇，调节风速、风量，满足煤矿安全生产的需要，实现矿井通风数据的精准把控，实现矿井智能化供风调风。

3.2、远程控制：实现调度室对井下风门、风窗、局扇的远程智能控制开闭、参数设置与修改等；自动、手动、远程三种控制模式自主切换。

3.3、数据存储：局扇、风门、风窗的运行历史数据、故障次数，调阅查询。

3.4、报表打印：风窗运行历史数据可生成报表或曲线图打印存档，为提高对局扇、风门、风窗相关信息项数据采集的准确性、简单化、可维护性及可扩展性，实现对局扇、风门、风窗在软件中信息项进行统一维护和管理操作。

3.5、数据可视化：局扇、风门、风窗传感器数据以仪表或柱状图的形式显示。

3.6、权限分级管理：一级权限查看；二级权限控制、修改。采用RBAC授权模型理论，实现基于角色、基于账号的访问策略管理；实现统一账号对各业务系统资源的访问授权管理；支持分级授权、行级授权等。

3.7、设备可视化：监控一键切换，局扇、风门、风窗运行状态实时同步。

3.8、故障自检预警：风门、风窗、局扇等出现故障时，平台条屏滚动预警提示。

四、主要设备功能及技术参数

4.1智能远程控制无压风门配置与参数

智能远程控制无压风门由ZMK127矿用风门风窗控制用电控装置和无压风门组成。

无压风门规格根据巷道实际尺寸制作。

ZMK127矿用风门风窗控制用电控装由装置由KXJ127（C）矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、KXB108-12矿用本质安全型语音声光报警箱、GUC40矿用本安型位置传感器、DFH10-0.8矿用本安型电磁阀、KGH6-F红外发射器、KGH6-S红外接收器、AHS-12矿用本安型控制按钮等组成。

自动风门、风窗远程控制界面

4.1.1. 矿用隔爆兼本质安全型电控箱KXJ127（C）是自动风门、风窗控制主机，配置远程智能控制模块，箱体具有液晶触摸屏，显示参数，例如显示时间、风门运行状态，故障信号、启闭时间及电磁阀吸合时间等参数，电控箱设有手动、自动、远程切换按钮。

防爆类型：矿用隔爆兼本质安全型。

防爆标志：Exd[ib]Ⅰ

额定电压：1140/660

电压波动范围：75%~ -110%

控制按钮：手动、自动、远程

显示方式：液晶触摸屏

额定功率：15W

工作电压：DC 24V

支持2路RJ45网络通讯端口

支持2路单模双纤通讯光口

支持RS485通讯端口

4.1.2矿用本安型声光报警显示屏KXH127具有声光、语音报警提示功能，当风处于就地自动控制时，显示屏绿色字幕提示 “风门运行正常请通行”；风门处于远程控制模式时，显示屏红色字幕提示语 “风门远程控制，请您注意安全”同时，伴有语音警示“请远离风门”。

工作电压：DC12V

额定电流：≤270m；

声级强度：≥85dB（A）

语音播放方式：循环式

在黑暗中20m处清晰可见

颜色色系：3色（红、黄、绿）；

4.1.3矿用本安型位置传感器GUC40检测风门开关是否到位，将风门状态通过风门主控箱上传地面管理平台。

工作电压：DC 24V；

工作电流：≤20mA；

传感器与金属有效感应距离0～8mm；

4.1.4矿用本质安全型发射器 /接收器安装风门内外两侧各一道起到防夹人夹车功能；为减少工作盲区，每道风门门扇内外（门内发射器，门外接收器）增设一对传感器和手动急停按钮。

额定工作电压DC24V

额定工作电流10mA

检测距离：10m

机芯品牌:欧姆龙

信号输出形式：PNP常开

重量：0.1kg。

4.1.5矿用本质安全型光控传感器利用光敏技术控制风门开闭，车灯或矿灯连续闪烁三次，风门接收信号自动开启。

额定工作电压：DC12V

额定工作电流：20mA

当光照强度≤80Lux时，传感器输出低电平信号，低电平≤0.5V

当光照强度≥100Lux时，传感器输出高电平信号，高电平≥10V

4.1.6矿用防爆摄像KBA127安装风门两侧，风门运行影像实时上传地面控制平台。

额定工作电压：AC127V；

红外照射距离：最远可达50米；

最小照度：0.002Lux @(F1.2,AGC ON) ,0 Lux with IR；

最高分辨率可达：1920 × 1080@25fps,在该分辨率下可输出实时图像；

4.1.7 煤矿用风速传感器

煤矿用风速传感器采用超声波测速原理，用于和调节风门、风窗联动，调节控制区域风量。

工作电压  9V DC～24V DC ；

测量原理：超声波，时差法测量；

工作电流  ≤ 100 mA ；

测量范围：0.01m/s～15.00m/s；

测量精度：±0.1m/s;

响应时间：1s；

安装距离：(1至12)m(换能器安装距离)；

安装角度：与巷道轴线成30-60度，一般为45度；

安装距离：(1至12)m(换能器安装距离) ；

数据接口:RS485输出

4.1.8钢制门扇厚度采用80*80*4矩形管焊接(龙骨结构),内部附80*40*3矩形管加强筋，两侧包覆焊2mm钢板，风门不生绣，整体坚固、耐用、美观，颜色为橘红色。   

4.1.9门框采用160*80*6矩形管制作，连杆采用∅70*8无缝钢管；风门传动力臂采用10﹟钢板加工，门体抗压缓冲装置宽度不小于200mm，确保风门坚固耐用。

4.1.10风门须具有抗压缓冲装置，门框外测配置缓冲装置，风门受地质变化（地压冲击）时仍能正常使用。

4.1.11风门承受负压：≥3000pa

4.1.12风门开启角度：≥９０度；

4.1.13风门门扇与门框连接处间隙不宜过大，采用阻燃密封胶垫，并用压板和燕尾螺丝进行固定，降低风门漏风率密封性能保证良好，配置砌筑过程中需使用的预埋件、过梁、风门闭锁装置、连杆等附件；

4.1.14风门具有机械闭锁和电路闭锁双重闭锁，确保两道风门不能同时打开，防止风流短路。

4.1.15门扇设行人通过小门，预留直径为φ500mm圆形观察窗，并加装防弹玻璃或有机玻璃。

4.1.16风门包边有沿口，使用水晶板或耐用熟胶皮材料制作密封，关闭后严密不漏风，压条使用M8螺栓固定，以便于拆卸更换。

风门上方可以安装喷雾帘，火灾发生时自动喷水降温灭火，

防止风门实施被烧坏

4.2智能远程控制风窗

自动风门上的镶嵌式智能调节风窗或者独立式智能调节风窗是矿井风量定量控制系统的重要组成部分，通过ZMK127矿用风门风窗控制用电控装和煤矿用风速传感器测风系统联动，实现风窗的精准自动调节，达到矿井按需分风的目的。

4.2.1开启方式：推拉、百叶式，具实际情况确定。

4.2.2规格尺寸：定制。

4.2.3承受负压：≥3000pa。

4.2.4材质：Q235（A3）材质的钢材。

4.2.5执行机构：步进电机或气动马达可选。

4.2.6传动方式：螺纹丝杠或链条可选。

4.2.7扇叶开启速度：≤0.1m/s；

4.2.8调节误差≤1%。

4.2.9具有自锁功能，避免风窗因外力原因发生位移。

4.1.10设置机械摇臂，当自动失效时，方便人力开闭风窗。

4.1.11增设独立执行机构，与风门分开控制，便于精准调风。

4.1.12风窗具有自锁功能，断电后风窗受到外力发生位移后，自动复位，风窗开闭运行平稳，能够实现精确调节,调节误差小于1%。

4.1.13风窗安装机构：门扇镶嵌式或墙体镶嵌式。

无压风门上方可以配置推拉式远控调节风窗

门扇上镶嵌式远控调节风窗

门扇上镶嵌式远控调节风窗

独立安装使用墙体镶嵌式调压风窗

4.3局扇智能集控系统

局扇智能控制系统根据甲烷传感器采集的参数自动调节局扇转速，调节输出风量、风压，避免瓦斯超限使局扇能节能经济运行。当系统检测到T1、T2浓度值低于设定值上限时，自动进入调速状态。根据T1、T2检测的迎头瓦斯浓度和掘进巷道回风流的瓦斯浓度(低于T1、T2浓度设定值下限，则局扇减速；T1、T2浓度高于设定值上限，则局扇升速)控制变频器，自动调节风量。

可通过变频器显示面板和智能控制开关的显示面板的人机界面设置变频器输出频率，以控制局扇的转速来调节风量。

局扇智能集控系统界面

五、智能远程控制通风系统主要设备清单

六、需要和客户交流内容：

1、煤矿客户企业简介

2、项目验收要求：是否通过国家验收，还是矿方自己验收？验收办法。

3、提供矿井图。

4、矿方要解决的问题，通风存在的问题。

5、现有的设备（风门风窗，主扇局扇控制及厂家，哪些传感器）