矿井智能化通防系统和信息化平台的应用

矿井智能化通防系统和信息化平台的应用

赵海江

托克逊县盘吉煤业有限公司 新疆 吐鲁番 838100

摘要：我国整体经济建设的快速发展带动我国各行业发展迅速，对于能源的开发与利用日益提高。随着矿产资源向深部、复杂地质构造带转移，矿产开采面临着多种危险条件以及高强危险等级的开采环境。加强矿井智能化通防系统和信息化平台的应用有着非常重要的意义。

关键词：矿井;智能化通防系统;信息化平台;应用

引言

随着社会经济的高速发展，科学与信息技术已经高效运用在各个行业与领域中，促使着我国各行业朝着数字化方向发展。安全生产是矿产开采工作的主要原则，需要结合一通三防的工作需求，在新技术的支持下做好智能化通防系统的设计。在信息化平台的设计中，需要关注通风网络实时解算、通防参数可视化和事故预警等功能。如何对通防系统和信息化平台进行有效研发和应用，已成为当前矿企需要考虑的问题。

1矿井智能通风理论

随着矿井通风智能化建设的深入推进,多位学者对矿井智能通风的定义和内涵展开了深入探讨。指出智能通风技术是根据井下不同的气候参数变化,确保各用风地点的新鲜充足空气供应;智能通风系统应基于井下物联网、人员定位等系统,采用系统工程技术等理论,实现风网实时解算及风门、风窗、风机的动态实时调整。结合前人的研究成果及其他领域智能化研究,提出矿井智能通风是运用互联网的高新科技,工业的自动化、无人化技术,解决矿井智能通风问题,实现矿井风量的自动分配,矿井通风设施的自动调控,灾变时的联动应急调控。其核心思想是将现有的数据收集、处理、控制、通风等技术有机地联动,依据“平战结合”的原则,在正常通风和灾变的情况下,根据不同的情况,进行智能决策和调节,以实现日常通风的自动管理维护与灾变期间对风流的紧急控制。

2矿井智能化通防系统和信息化平台的应用

2.1井下安全隐患AI视频监测技术

井下安全隐患AI视频技术对井下实时视频图像数据进行处理,集成多源图像动态融合、特定目标检测与跟踪等机器视觉智能识别,以及三维测量等关键技术,突破煤矿井下复杂工况场景中视频图像清晰度低、局部细节难辨认的困难,做到“高清采集、自动跟踪、智能识别”,实现煤炭“采掘运通洗”等过程中人员违章操作、不规范作业和设备设施安全隐患、的自动识别、记录、报警、联动控制,从而规范作业、消除安全隐患。

2.2智能通风设备

1.精准测风传感器。采用基于超声波的高精度传感器对巷道内风速进行测量。根据通风网络图以及风量分配计算方法，合理确定通风系统中合理的测风点。2.远程控制风门。远程控制风门在传统风门的基础上进行升级改造，使风门具备远程自动、就地控制以及全自动控制等功能模式，各功能模式间可切换，同时各组风门可设置自己的工作模式，互不干扰。通过上位机可实时查看各风门的工作状态。当传感器等出现通信中断或者故障时，上位机会发出预警信号。3.远程控制调节风窗。调节风窗用过框体及若干组扇页等组成百叶风窗，通过连杆机构、执行器等调节扇页角度，实现远程调节。风窗控制有就地手动、全自动以及远程自动等模式，同时具备自动修正、断电自锁等保护功能。在风窗附近布置摄像头，地面上位机可实时掌握风窗运行状态。

2.3通防参数可视化展现

通防参数可视化展示功能可以在可视化平台中对各系统进行集成，包括通风设施远程控制、自动注浆、局部通风机控制和人员位置监测等方面，具有较高的融合数据可视化展现价值。其中，井下通风阻力分布模块可结合实时的通风参数分析，在利用风网解算和三维仿真技术后，可以将井下的通风阻力路线进行明确，且能以图表的形式展现不同巷道的阻力比例，易于观察。局部通风机监控模块可以结合迎头瓦斯等方面的环境参数，智能调整掘进工作面的所需风量，且能远程控制启、停。人员位置监测模块能对井下各区域的人员总数进行实时查询，且人员位置和工号等信息也可进行查询。

2.4基于5G技术应用

1.井下生产远程监控，基于5G技术的应用，为采矿管理提供有效的支持，能够针对各种传输技术和功能网络进行有效整合，最终基于统一核心网络实施控制，解决传统工业设备之间难以进行互通互联的困境，使管理层及技术人员能够直接与矿产现场生产进行有效对接，能够保障改进措施的统筹兼顾，切实提高矿产生产的管理效率。2.智能巡检机器人发展，基于5G技术的支持，能够有效解决智能巡检机器人对低延时实时通信方面的需求，综合利用高清摄像仪、红外热成像仪、气体检测仪等，能够针对矿产生产线进行智能巡检，解决传统人工巡检面临的安全性问题。从当前技术发展动态来看，智能巡检机器人主要适用于变电所、水泵房、主运输强力皮带机等相对较为固定的场所，可以完成智能执行任务、实时数据传输、可视化识别、多点智能巡航、无轨行走等任务。3.环境监测与安全预警，基于传统的4G、WIFI，传统矿产所采用的环境监测与安全预警系统只能针对环境参数进行采集，同时分析人员位置，且传输的效率较低，不能满足高帧率、高画质的传输需求。5G技术的应用，主要是通过边缘计算服务器来针对影响数据进行分析，然后通过视频图像算法实施动态分析，以此针对煤矿环境、安全等实施控制与预警。

2.5通防系统及平台的应用效果讨论

第一，实现远程防尘集控。借助对喷雾降尘装置监测数据的应用，结合降尘需要和远程调整设备参数，对工作区域进行定时、联动和智能化喷雾。第二，自动注浆智能控制。具体借助远程调度计算机，实现少人化和自动化注浆，且可以借助数据统计曲线分析和信息技术，实现远程视频监视和故障预警。第三，实时进行采掘风量的调整。可结合动态采矿过程，进行按需求的智能化通风调控，在具体的风量调控中包含风量动态预测、风窗与风门智能调控和通风机工况智能优化等模块。

2.6运行管理平台

矿产输送系统智能运管平台以顺槽、大巷、主井、上仓和配仓带式输送机，加上原仓以及沿线给矿机、破碎机、除铁器、溜槽等作为监控对象，通过对采运协同控制技术、故障诊断技术、矿仓监测和管理技术、给矿机协同控制技术、自适应启停控制、智能调速技术的研究和应用，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，实现无人值守运行。平台软件首先对所有子系统数据进行采集，接着按照设定规则进行处理，然后将处理后的数据进行归档存储，最后将被选数据或数据处理结果进行发布，达到完成一个数据信息现场获取到网络发布的目标。系统的组件有支持各类硬件设备连接的IO/DAServer，支持分布式平台的实时数据处理引擎，实时的历史数据库以及Web信息门户软件。数据采集软件被用来构成前端服务器，其在获取子系统数据后，通过面向对象的方式对数据进行处理。它还通过数据存储转发和数据冗余的方式，来实现数据采集的高稳定性。历史数据库软件可利用历史数据实现数据监视记录和数据历史趋势变化展示等功能。关系型数据库软件SQLServer2008，用于数据建模。

结语

在矿产行业发展过程中面对市场的挑战，容易在通防工作中存在较多问题，需要矿企基于可持续发展战略及开采环境恶劣等方面因素，进行智能化通防系统和信息化平台的构建。

参考文献

[1]齐俊铭,王凯,王志静,等.转龙湾煤矿矿井智能化通防系统与信息平台构建[J].煤矿安全,2022,53(9):212-220.

[2]雷五洲.香山矿安全管理信息化平台的建设及应用[J].煤矿安全,2016,47(8):255-256.

[3]李育泉.杜儿坪矿通防系统数字化管理的研究[J].科技情报开发与经济,2009,19(25):208-209.