一种矿井智能通风系统及其通风控制方法与流程

本发明属于矿井通风，具体是一种矿井智能通风系统及其通风控制方法。

背景技术：

1、专利申请公开号为cn114109465a的发明公开了一种矿井通风系统智能分析决策方法，包括以下步骤：步骤1、建立主要通风巷道风流参数和通风动力运行参数的实时监测系统，步骤2、建立矿井通风系统智能算法模型；步骤3、建立矿井风流参数分析与风流调控决策系统；步骤4、应用矿井通风系统智能算法模型预测进入井下作业区域的风量，得到预测值；步骤5、根据矿井作业区域的设计需风量的要求，并与预测值进行对比分析；步骤6、对相关的风机和通风构筑物进行调控；本发明根据井下采矿工程的变化，随时优化矿井通风系统分析与决策模型；构建矿井智能通风系统，实现矿井通风系统运行的智能化，风机实时智能调控；实现主扇无人值守；矿井智能通风系统工程化应用。

2、矿井内只能通风一般采用管道对风量进行输送，但采用管道内对风量进行输送控制时，其通风管道分布比较复杂，当长时间进行使用时，管道内会附着污垢，其污垢会影响管道内风量的变化，当通风系统与运行时，会使风量在管道内分布不均匀，进而降低风机运行的稳定性，使通风系统的运行效率降低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种矿井智能通风系统及其通风控制方法，用于解决上述背景技术中所提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术予以实现：一种矿井智能通风系统，包括：

3、节点设置端，用于将管道分布图中折点的位置设置为节点，并传输至数据采集端；

4、数据采集端，用对节点位置的压力和风量进行采集，并传输至智能分析端；

5、智能分析端，用于获取到通风管道半径以及长度，同时对出风口位置的压力与风量进行计算，得到实际风量和理论风量，之后将其进行对比，根据对比结果得到节点分析信号和正常运行信号，之后将节点分析信号传输至定点分析模块；

6、定点分析模块，用于获取到节点分析信号，并将每个出风口的传输路径之间的共同节点进行比较，得到分析区点，之后对分析区点中风量进行计算，得到区点异常信号，并传输至矿井警报模块。

7、作为本发明的进一步方案，管道分布图由基础信息采集模块进行获取，并传输至节点设置模块，同时，通风管道的半径以及长度也由基础信息采集模块进行获取，并传输至智能分析模块。

8、作为本发明的进一步方案，将管道分布图中折点的位置设置为节点的方法为：

9、获取管道分布图，先找到管道分布图中折点的位置，获取到相邻的折点之间的距离，当相邻的折点之间的距离小于等于距离阈值x1时，将这两个折点中间的位置标记为节点，当相邻的折点之间的距离大于距离阈值x1时，分别将折点的位置标记为节点。

10、作为本发明的进一步方案，节点分析信号的获取方法为：

11、s1：将矿井内的出风口标记为目标风口，并对目标风口进行连续多次的数据采集，得到压力i和风量fi，i表示不同的采集次数；

12、s2：将管道半径与压力进行结合计算，得到目标风口的理论风量；

13、s3：将风量fi进行均值计算，得到实际风量，之后获取到实际风量与理论风量的风口差值，当所有的目标风口的风口差值都小于阈值x2时，生成正常运行信号，当存在风口差值大于等于阈值x2时，此时生成节点分析信号。

14、作为本发明的进一步方案，区点异常信号的获取方法为：

15、当检测到节点分析信号时，将目标风口的通风路径中节点的重复区域进行对比，得到分析区点；

16、然后根据分析区点中点的位置与通风口之间的距离标记序号j，j取值越小，其分析区点位置与通风口的距离越小，依次将j从1开始取值，对分析区点的两端的风量数据进行多次采集，并分别取平均值，得到风量数据fq和fh，再对风量数据取均值，并将其作为分析区点的风量值fd；

17、获取到与分析区点最近的正常风口中的通风区点，并将其标记为对比区点，将对比区点的风量值按照分析区点的风量值的方法进行计算，得到对比区点的风量值fb，之后获取到对比区点和分析区点的风量值的对比差值fc，当fc小于等于阈值x3时，表示分析区点1为正常状态，当fc大于阈值x3时，将生成区点异常信号。

18、作为本发明的进一步方案，分析区点的获取方法为：

19、将风口差值小于阈值x2的标记为正常风口，将风口差值大于等于阈值x2的标记为异常风口；

20、获取到管道分布图，将管道分布图中相邻的两个节点之间的区域标记为通风区点，同时根据管道分布图将目标风口的气体流经的路径分别标记为气体路径，且一个气体路径与一个目标风口进行对应，同时一个气体路径中包含多个通风区点；

21、将正常风口的气体路径与异常风口的气体路径中的通风区点进行对比，将正常风口路径与异常风口的路径中共同存在的通风区点标记为公共区点，获取到异常风口路径中所有的通风区点，并将其减去公共区点，得到异常区点，再将异常风口的气体路径进行对比，将存在相同的通风区点标记为公异区点，之后将公异区点与异常区点进行比较，将公异区点与异常区点中都存在的通风区点标记为分析区点。

22、作为本发明的进一步方案，序号j的分析方法为：

23、获取到分析区点的中点位置，获取到分析区点的中点与通风口之间的距离，根据分析区点的中点位置与通风口的距离，将距离最小值对应的分析区点标记为1，将次于距离最小值的分析区点标记为2，依次将分析区点进行排列，并将排列序号标记为序号j。

24、作为本发明的进一步方案，还包括矿井警报模块和通风控制模块；

25、矿井警报模块用于接收区点异常信号和节点分析信号，并生成提醒信号，传输至工作人员；

26、通风控制模块用于接收正常运行信号，并控制风机开始运行。

27、一种矿井智能通风控制方法，该方法具体包括以下步骤：

28、步骤一：对通风管道内基础信息进行采集，同时提取基础信息中的管道分布图，并根据管道分布图中折点的位置设置节点，同时在节点位置设置采集设备；

29、步骤二：对节点位置的压力和风量进行采集，同时获取到通风管道半径以及长度，并进行计算，得到实际风量和理论风量，之后将其进行对比，根据对比结果得到节点分析信号和正常运行信号；

30、步骤三：获取到节点分析信号，并将每个出风口的传输路径之间的共同节点进行比较，得到分析区点，之后对分析区点中风量进行计算，得到区点异常信号，之后将区点异常信号生成提醒信号，并传输至工作人员。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明先采用智能分析模块对目标风口的风量进行检测，将实际风量与理论风量进行判断，从而判断目标风口的风量是否均匀，直接的对管道内是否存在污垢进行判断，提高风机运行异常检测效率；

33、本发明通过设置定点分析模块将异常风口和正常风口进行对比，对异常风口中存在污垢的节点进行分析和定位，减少工作人员对污垢点的排查，从而提高工作效率。