智能通風調風系統

智能遠程控制通風系統

一、概述

煤礦開采過程之中通風系統發揮著保證作業人員生命安全的重要作用，構建智能化通風系統是實現煤礦智能化開采的基礎，其對于提升煤礦開采安全性，減輕煤礦工人勞動強度，提升煤礦開采作業效率發揮著非常重要的作用。

礦井智能通風系統的設計是依據《煤礦安全規程》，在總結各種通風監測設備和系統的優缺點之后，綜合各方面的要求而設計的，適用各類煤礦。

智能通風系統主要由遠程智能控制風門、鑲嵌智能調節風窗以及智慧通風檢測、智能控制局扇與遠程智能控制平臺等系統和部件組成。智能自控調節風門主要在采區大巷、回風大巷以及聯絡巷中使用，通過井下環網將智能調節風門、風窗、局扇數據上傳、在地面實時顯示設備狀態，也可通過地面智能控制平臺系統依據設定值，自動遠程控制風門、風窗的位置（開度），遠程控制主扇和局扇，調節風速、風量，滿足煤礦安全生產的需要。

系統具有準確度高、靈敏高、運行可靠、穩定和易維護等特點，增強了煤礦安全保障能力。系統實現全數字化傳輸，具有自診斷、風速、風量、風向異變等報警功能，能夠實現數據融合。

系統可以自成體系，獨立運行。也可以與其它各種系統（如：煤礦安全監控系統、數字礦山系統等系統）聯網完成共享數據。

系統通過挖掘通風系統的歷史數據，找出通風規律，指導合理通風，實現通風系統的穩定性、合理性和經濟性。

二、設計依據

JB/T 4264-1999  啟閉風窗絞車  全國礦山機械標準化。

MT/T844-1999《礦用風窗開閉狀態傳感器通用技術條件》

《國能企業標準-礦山機電設備通信接口和協議》

《國家能源集團煤礦災害精準預警及智能通風系統建設指南》

GB3836.1-2010《爆炸性環境第1部分：設備通用要求》

GB3836.2-2010《爆炸性環境第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備》

GB3836.3-2010《爆炸性環境第3部分：由增安型“e”保護的設備》

GB3836.4-2010《爆炸性環境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備》

GB14048.1-2006《低壓開關設備和控制設備第1部分總則》

JB/T 9593-2015《煤礦用隔爆型三相異步電動機技術條件》

三、平臺管理軟件功能

3.1、建立礦井三維數據模型，通過數據采集系統實現對礦井巷道靜壓、風速、溫度、濕度等通風基礎數據等參數的采集， 結合人工測量的巷道的斷面尺寸、風阻、摩擦阻力系參數采集錄入，為通風網絡模型構建、通風解算、智能決策、優化調控等提供真實可靠的基礎數據支撐，系統依據設定值，控制風門、風窗的位置（開度），控制主扇和局扇，調節風速、風量，滿足煤礦安全生產的需要，實現礦井通風數據的精準把控，實現礦井智能化供風調風。

3.2、遠程控制：實現調度室對井下風門、風窗、局扇的遠程智能控制開閉、參數設置與修改等；自動、手動、遠程三種控制模式自主切換。

3.3、數據存儲：局扇、風門、風窗的運行歷史數據、故障次數，調閱查詢。

3.4、報表打�。猴L窗運行歷史數據可生成報表或曲線圖打印存檔，為提高對局扇、風門、風窗相關信息項數據采集的準確性、簡單化、可維護性及可擴展性，實現對局扇、風門、風窗在軟件中信息項進行統一維護和管理操作。

3.5、數據可視化：局扇、風門、風窗傳感器數據以儀表或柱狀圖的形式顯示。

3.6、權限分級管理：一級權限查看；二級權限控制、修改。采用RBAC授權模型理論，實現基于角色、基于賬號的訪問策略管理；實現統一賬號對各業務系統資源的訪問授權管理；支持分級授權、行級授權等。

3.7、設備可視化：監控一鍵切換，局扇、風門、風窗運行狀態實時同步。

3.8、故障自檢預警：風門、風窗、局扇等出現故障時，平臺條屏滾動預警提示。

四、主要設備功能及技術參數

4.1智能遠程控制無壓風門配置與參數

智能遠程控制無壓風門由ZMK127礦用風門風窗控制用電控裝置和無壓風門組成。

無壓風門規格根據巷道實際尺寸制作。

ZMK127礦用風門風窗控制用電控裝由裝置由KXJ127（C）礦用隔爆兼本安型可編程控制箱、KXB108-12礦用本質安全型語音聲光報警箱、GUC40礦用本安型位置傳感器、DFH10-0.8礦用本安型電磁閥、KGH6-F紅外發射器、KGH6-S紅外接收器、AHS-12礦用本安型控制按鈕等組成。

自動風門、風窗遠程控制界面

4.1.1. 礦用隔爆兼本質安全型電控箱KXJ127（C）是自動風門、風窗控制主機，配置遠程智能控制模塊，箱體具有液晶觸摸屏，顯示參數，例如顯示時間、風門運行狀態，故障信號、啟閉時間及電磁閥吸合時間等參數，電控箱設有手動、自動、遠程切換按鈕。

防爆類型：礦用隔爆兼本質安全型。

防爆標志：Exd[ib]Ⅰ

額定電壓：1140/660

電壓波動范圍：75%~ -110%

控制按鈕：手動、自動、遠程

顯示方式：液晶觸摸屏

額定功率：15W

工作電壓：DC 24V

支持2路RJ45網絡通訊端口

支持2路單模雙纖通訊光口

支持RS485通訊端口

4.1.2礦用本安型聲光報警顯示屏KXH127具有聲光、語音報警提示功能，當風處于就地自動控制時，顯示屏綠色字幕提示 “風門運行正常請通行”；風門處于遠程控制模式時，顯示屏紅色字幕提示語 “風門遠程控制，請您注意安全”同時，伴有語音警示“請遠離風門”。

工作電壓：DC12V

額定電流：≤270m；

聲級強度：≥85dB（A）

語音播放方式：循環式

在黑暗中20m處清晰可見

顏色色系：3色（紅、黃、綠）；

4.1.3礦用本安型位置傳感器GUC40檢測風門開關是否到位，將風門狀態通過風門主控箱上傳地面管理平臺。

工作電壓：DC 24V；

工作電流：≤20mA；

傳感器與金屬有效感應距離0～8mm；

4.1.4礦用本質安全型發射器 /接收器安裝風門內外兩側各一道起到防夾人夾車功能；為減少工作盲區，每道風門門扇內外（門內發射器，門外接收器）增設一對傳感器和手動急停按鈕。

額定工作電壓DC24V

額定工作電流10mA

檢測距離：10m

機芯品牌:歐姆龍

信號輸出形式：PNP常開

重量：0.1kg。

4.1.5礦用本質安全型光控傳感器利用光敏技術控制風門開閉，車燈或礦燈連續閃爍三次，風門接收信號自動開啟。

額定工作電壓：DC12V

額定工作電流：20mA

當光照強度≤80Lux時，傳感器輸出低電平信號，低電平≤0.5V

當光照強度≥100Lux時，傳感器輸出高電平信號，高電平≥10V

4.1.6礦用防爆攝像KBA127安裝風門兩側，風門運行影像實時上傳地面控制平臺。

額定工作電壓：AC127V；

紅外照射距離：最遠可達50米；

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

最高分辨率可達：1920 × 1080@25fps,在該分辨率下可輸出實時圖像；

4.1.7 煤礦用風速傳感器

煤礦用風速傳感器采用超聲波測速原理，用于和調節風門、風窗聯動，調節控制區域風量。

工作電壓  9V DC～24V DC ；

測量原理：超聲波，時差法測量；

工作電流  ≤ 100 mA ；

測量范圍：0.01m/s～15.00m/s；

測量精度：±0.1m/s;

響應時間：1s；

安裝距離：(1至12)m(換能器安裝距離)；

安裝角度：與巷道軸線成30-60度，一般為45度；

安裝距離：(1至12)m(換能器安裝距離) ；

數據接口:RS485輸出

4.1.8鋼制門扇厚度采用80*80*4矩形管焊接(龍骨結構),內部附80*40*3矩形管加強筋，兩側包覆焊2mm鋼板，風門不生繡，整體堅固、耐用、美觀，顏色為橘紅色。   

4.1.9門框采用160*80*6矩形管制作，連桿采用∅70*8無縫鋼管；風門傳動力臂采用10﹟鋼板加工，門體抗壓緩沖裝置寬度不小于200mm，確保風門堅固耐用。

4.1.10風門須具有抗壓緩沖裝置，門框外測配置緩沖裝置，風門受地質變化（地壓沖擊）時仍能正常使用。

4.1.11風門承受負壓：≥3000pa

4.1.12風門開啟角度：≥９０度；

4.1.13風門門扇與門框連接處間隙不宜過大，采用阻燃密封膠墊，并用壓板和燕尾螺絲進行固定，降低風門漏風率密封性能保證良好，配置砌筑過程中需使用的預埋件、過梁、風門閉鎖裝置、連桿等附件；

4.1.14風門具有機械閉鎖和電路閉鎖雙重閉鎖，確保兩道風門不能同時打開，防止風流短路。

4.1.15門扇設行人通過小門，預留直徑為φ500mm圓形觀察窗，并加裝防彈玻璃或有機玻璃。

4.1.16風門包邊有沿口，使用水晶板或耐用熟膠皮材料制作密封，關閉后嚴密不漏風，壓條使用M8螺栓固定，以便于拆卸更換。

風門上方可以安裝噴霧簾，火災發生時自動噴水降溫滅火，

防止風門實施被燒壞

4.2智能遠程控制風窗

自動風門上的鑲嵌式智能調節風窗或者獨立式智能調節風窗是礦井風量定量控制系統的重要組成部分，通過ZMK127礦用風門風窗控制用電控裝和煤礦用風速傳感器測風系統聯動，實現風窗的精準自動調節，達到礦井按需分風的目的。

4.2.1開啟方式：推拉、百葉式，具實際情況確定。

4.2.2規格尺寸：定制。

4.2.3承受負壓：≥3000pa。

4.2.4材質：Q235（A3）材質的鋼材。

4.2.5執行機構：步進電機或氣動馬達可選。

4.2.6傳動方式：螺紋絲杠或鏈條可選。

4.2.7扇葉開啟速度：≤0.1m/s；

4.2.8調節誤差≤1%。

4.2.9具有自鎖功能，避免風窗因外力原因發生位移。

4.1.10設置機械搖臂，當自動失效時，方便人力開閉風窗。

4.1.11增設獨立執行機構，與風門分開控制，便于精準調風。

4.1.12風窗具有自鎖功能，斷電后風窗受到外力發生位移后，自動復位，風窗開閉運行平穩，能夠實現精確調節,調節誤差小于1%。

4.1.13風窗安裝機構：門扇鑲嵌式或墻體鑲嵌式。

無壓風門上方可以配置推拉式遠控調節風窗

門扇上鑲嵌式遠控調節風窗

門扇上鑲嵌式遠控調節風窗

獨立安裝使用墻體鑲嵌式調壓風窗

4.3局扇智能集控系統

局扇智能控制系統根據甲烷傳感器采集的參數自動調節局扇轉速，調節輸出風量、風壓，避免瓦斯超限使局扇能節能經濟運行。當系統檢測到T1、T2濃度值低于設定值上限時，自動進入調速狀態。根據T1、T2檢測的迎頭瓦斯濃度和掘進巷道回風流的瓦斯濃度(低于T1、T2濃度設定值下限，則局扇減速；T1、T2濃度高于設定值上限，則局扇升速)控制變頻器，自動調節風量。

可通過變頻器顯示面板和智能控制開關的顯示面板的人機界面設置變頻器輸出頻率，以控制局扇的轉速來調節風量。

局扇智能集控系統界面

五、智能遠程控制通風系統主要設備清單

六、需要和客戶交流內容：

1、煤礦客戶企業簡介

2、項目驗收要求：是否通過國家驗收，還是礦方自己驗收？驗收辦法。

3、提供礦井圖。

4、礦方要解決的問題，通風存在的問題。

5、現有的設備（風門風窗，主扇局扇控制及廠家，哪些傳感器）