局部通风机监测监控及远程操作系统的设计与应用

孙树桐

东营市齐鲁物贸有限公司 山东东营 257000

摘要：目前煤矿井下掘进工作面大多使用局部通风机供风方式治理工作面的瓦斯，常用局部通风机使用专用双切换开关，但有时风机发生软故障开关不能正常切换导致双风机停机、工作面停风等故障，本文通过对局部通风远程集中管控系统的设计需求进行分析，设计了系统控制界面、构架以及运行环境，实现了对局部通风机运行状态及环境参数的智能控制和监测，对矿井通风系统的安全稳定具有重要意义。

关键词：局部通风机；监测监控；远程操作;设计；应用

引言

具有“工作面之肺”之称的局部通风机,承担着向井下采掘工作面输送新鲜的空气、排出粉尘以及浑浊气流，并确保矿井可以安全生产和保证人身安全的重要责任。对煤矿井下局部通风机的运行状态、运行环境的实时准确监测在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。结合对局部通风机的在线参数监测与煤矿安全监控系统的各个监测量，有效地对风机进行启动、停止、风量调节，能够有效地保证对煤矿井下采掘工作面新风输送、瓦斯及其他有害气体、粉尘的排除，为煤矿安全生产提供有力的保证。

1系统概述

矿井局部通风机智能远程监控系统可以连续在线监测矿井局部通风机开停状态、风量、风筒状态、电压、电流等参数，掌控对旋式风机的开停、主备风机的切换，提供高效且稳定的实时性强的数据采集、储存、管制、分析判断等功能和控制功能。同时，也为用户提供了充足的图表、统计和打印信息，及时分明风机的运行情况，方便进行有效的远程控制，为煤矿的安全生产提供保障。系统采用工业以太环网方式进行数据传输，并且提供标准OPC数据通讯协议接口，方便实现和安全监控系统的联动，实现矿井的联网监测和数据共享。

2监控系统设计

局部通风机监测监控系统主要由地面远程监控中心、通风区域矿用隔爆兼本安型数据采集分站、矿用本安型云台摄像仪、矿用隔爆兼本安型真空馈电开关、煤矿风机用隔爆兼本安型双电源真空电磁启动器，矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、通讯网络等设备组成。

2.1监控平台建设

地面监控中心实现对井下局部通风点的远程监测监控，根据需要配置相应的软硬件系统，主要设备包括2套监控主机、服务器（利用现有虚拟服务器），其中监控工作站采用Windows10操作系统平台，通过安装矿用通风机专用电力监控系统软件，所有局部通风点电力监控分站接入矿现有光纤以太环网，完成数据交换，实现通风系统数字化、自动化控制，并可以通过环网进行网络发布。

2.2工业环网建设

井下18个局扇配电点需敷设光缆至就近变电所（或就近的环网交换机），各变电所之间利用井下已建设好的光纤环网组建网络，形成井下通风监控系统专用网络。

2.3变电所局扇馈电建设

井下7座变电所安装电力系统监控主机，能够实现与变电所内低压馈电开关的数据通讯，实现设备远程控制（遥控）、采集运行参数（遥测）、采集设备状态及故障信息（遥信）、远程修改设定参数（遥调）等，实现“四遥”功能。变电所内局扇馈电数据可直接接入局扇监控系统内。

2.4区域通风点建设

井下18个局部通风点共安装13台KJJ157矿用本安型通讯转发器。2路RS485接口与风机馈电开关、双电源风机切换开关内2台智能综合保护装置通讯，通过协厂家提供智能保护装置通讯规约，然后接入程序，实现设备远程控制（遥控）、采集运行参数（遥测）、采集设备状态及故障信息（遥信）、远程修改设定参数（遥调）等，实现“四遥”功能。井下现有瓦斯监控系统中的传感器（包括风速传感器、甲烷传感器等），通过协调厂家开放其通讯协议，然后接入程序，实现瓦斯含量及风量信息等上传至系统上端，实现通风区域环境工况实时监控功能。

3局部通风机远程监控系统的应用

（1）实现井下多台局部通风机集中监控，提高系统的可控性及工作效率。该系统实现了对井下所有局部通风的在线监控，当设备或系统出现故障或异常时，能够及时发现，便于进行处理。（2）当出现无计划停电、停风时，能够快速复电或启动风机，有效避免瓦斯超限问题。采掘工作面局部通风机采用双风机双电源配置，双风机能实现自动切换，运行比较可靠。然而，在实际工作中，当出现无计划停电造成双回路停电或风机切换不成功时，工作人员需从工作地点赶到局部通风机进行操作，往往需要较长时间，容易造成工作面停风时间长而发生瓦斯超限事故。该系统应用后，当出现异常情况时，监控中心人员可以通过上位机即时恢复供电并远程启动局部通风机进行供风，大大提高工作效率的同时保障了供风可靠性。（3）实现对局部通风机安装地点通风情况的监测，防止因风量不足或循环风等情况引起瓦斯积聚现象。该系统在采掘工作面风门外与局部通风机之间安装了风量、风向传感器，当出现局部通风风量异常、出现微风或循环风等情况时，系统自动报警通知地面人员及时处理，避免了事故的发生。（4）实现对局部通风机主备扇切换试验等工作的远程操作、设备运行数据及时掌握、历史运行数据及曲线的储存、对比分析等，系统管理更加科学高效，管控更加有效。（5）可以接连不断地监管并检测局部通风机的开停状态、运行参数和环境参数等。（6）可以多方面实行局部通风机的转换、启停，具备一键复位、快速送电、主备扇自动切换运行等效用。（7）能够实现监测风量并分析，通过实时风量数据分析风机运行效率，指导生产。（8）拥有功效庞大、便于操控等特点，可以将风机运转数据以曲线、图形画面、报表、趋势图等多种模式输出，支持打印、信息的WEB服务。（9）局部通风机在线监测系统和网络监控视频系统，可以接入矿井调度系统，实行无人值守和井下通风设备的远程监控。

4建立矿井局部通风机的远程在线监测

局部通风机在矿井下的分布较广，单纯依靠人力进行日常巡查具有较大的不确定性，而通过矿井工业环网，加快数字化监控平台建设，实现局部通风机及矿井通风系统的远程在线监测，可实现对井下所有场所局部通风机运行参数的实时监控，从而确保在任意一台局部通风机出现故障后，能够第一时间发现，并在第一时间组织人员进行抢险。同时，实现局部通风机远程自动检测、远程故障诊断及故障处理，也是较为高效的现代机电设备管理方式。在日后的矿井建设和发展过程中，应极力推广，将局部通风机数字化管理列入数字矿山建设的重要内容，逐步完善管理平台功能，为矿井安全通风打下坚实基础。

结束语

矿井局部通风机智能远程监控系统的设计与应用，实现了地面对井下局部通风机运行状态的实时监测和远程智能控制。现场应用试验结果表明，该系统运行稳定可靠，有效地提高了生产效率和通风安全性，实现了井下局部通风机工作的智能化和无人化，具有广泛的推广价值。

参考文献

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