一、背景與需求
1.煤礦通風(fēng)安全核心需求
煤礦巷道通風(fēng)系統(tǒng)直接影響瓦斯?jié)舛?、粉塵擴(kuò)散及作業(yè)環(huán)境安全。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，風(fēng)速需控制在0.15-4m/s(掘進(jìn)工作面)或0.25-6m/s(采煤工作面)，風(fēng)向需確保有害氣體及時(shí)排出。傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)效率低、精度差，難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)需求。
2.技術(shù)痛點(diǎn)
· 粉塵、潮濕等環(huán)境易導(dǎo)致傳感器失效;
· 多巷道交叉區(qū)域風(fēng)流紊亂，需精準(zhǔn)定位異常點(diǎn);
· 數(shù)據(jù)需與應(yīng)急系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。
二、解決方案設(shè)計(jì)
1.設(shè)備選型與部署
· 儀器選型：采用防爆型風(fēng)速風(fēng)向儀(如ExdⅠMb防護(hù)等級(jí))，支持0-15m/s量程、±0.3m/s精度，兼容粉塵環(huán)境。
· 部署策略：
· 主通風(fēng)巷道安裝固定式監(jiān)測(cè)點(diǎn);
· 掘進(jìn)工作面配備便攜式設(shè)備，實(shí)時(shí)跟蹤風(fēng)流變化。
2.系統(tǒng)集成
· 數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸(ZigBee/LoRa)接入礦井安全監(jiān)控平臺(tái);
· 設(shè)置分級(jí)報(bào)警閾值：
· 一級(jí)報(bào)警：風(fēng)速低于/高于標(biāo)準(zhǔn)值10%;
· 二級(jí)報(bào)警：持續(xù)異常超10分鐘。
三、實(shí)施效果與效益
1.安全提升
· 某礦區(qū)案例：部署后，瓦斯超限事故率下降72%，風(fēng)流異常響應(yīng)時(shí)間從30分鐘縮短至5分鐘。
· 2023年某煤礦通過(guò)風(fēng)速數(shù)據(jù)優(yōu)化通風(fēng)機(jī)頻率，減少瓦斯積聚風(fēng)險(xiǎn)。
2.經(jīng)濟(jì)效益
· 節(jié)省人工巡檢成本約40%(原需每日2次人工記錄);
· 通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功率，年節(jié)電約15%。
四、挑戰(zhàn)與優(yōu)化
1.技術(shù)難點(diǎn)應(yīng)對(duì)
· 粉塵干擾：采用自清潔傳感器+定期校準(zhǔn)(每季度1次);
· 信號(hào)傳輸：在金屬支架區(qū)域加裝中繼器，確保無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋。
2.管理優(yōu)化
· 建立“監(jiān)測(cè)-預(yù)警-處置”閉環(huán)流程，明確崗位責(zé)任;
· 數(shù)據(jù)存檔周期延長(zhǎng)至2年，支持事故溯源。
五、結(jié)論與展望
風(fēng)速風(fēng)向儀換能器已成為煤礦通風(fēng)智能化的核心設(shè)備，未來(lái)可結(jié)合AI算法實(shí)現(xiàn)：
· 風(fēng)流模擬預(yù)測(cè)，提前優(yōu)化通風(fēng)路徑;
· 聯(lián)動(dòng)井下機(jī)器人，自動(dòng)關(guān)閉異常區(qū)域風(fēng)門(mén)。
