1.本發(fā)明涉及礦井通風(fēng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及智能決策方法。

背景技術(shù)：

2.礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)有向井下工作地點(diǎn)送入充足的新鮮空氣、稀釋與排出井下有毒有害氣體、粉塵和熱濕等重任。礦井通風(fēng)系統(tǒng)由通風(fēng)方式所決定的井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)動(dòng)風(fēng)流的主要通風(fēng)機(jī)以及控制風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物所組成。合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全生產(chǎn)、改善井下人員勞動(dòng)安全健康條件和防災(zāi)抗災(zāi)的最重要環(huán)節(jié)。為了保證通風(fēng)系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，技術(shù)管理人員需要及時(shí)獲得巷道風(fēng)量、巷道通風(fēng)阻力分布、主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況等通風(fēng)基礎(chǔ)參數(shù)，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理和決策提供依據(jù)。

3.然而，礦井通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)隨著礦井采掘工程接替實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，采用人工測(cè)量通風(fēng)參數(shù)的工作量十分巨大，并且很難實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲得礦井通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)參數(shù)數(shù)據(jù)，使得通風(fēng)管理人員很難及時(shí)察覺系統(tǒng)的安全隱患，影響應(yīng)對(duì)措施的制定，從而增大隱患轉(zhuǎn)向事故的機(jī)率。采用人工測(cè)定法的測(cè)量成本和實(shí)施難度較大，且無法實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

5.為此，本發(fā)明提出一種礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及智能決策方法，具有實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)。

6.根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，所述井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，并對(duì)通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控；地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)，所述地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)，并完成對(duì)地面風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的調(diào)控；工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，所述工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)用于將獲取的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)、地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)、通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)以及地面監(jiān)控中心的控制指令進(jìn)行上行下行傳輸；地面監(jiān)控中心，所述地面監(jiān)控中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)，通風(fēng)異常時(shí)，獲取排除通風(fēng)異常的調(diào)節(jié)方案。

7.根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制的智能決策方法，地面監(jiān)控中心會(huì)根據(jù)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，通過分析確定最小余樹分支，智能地計(jì)算出通風(fēng)系統(tǒng)消除異常的調(diào)控方案。

8.本發(fā)明的有益效果是：(1)礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)；(2)該系統(tǒng)由井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)以及地面監(jiān)控中心等組成，主系統(tǒng)與子系統(tǒng)具有低耦合性和高內(nèi)聚性，便于拓展其他系統(tǒng)；井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控

系統(tǒng)由眾多模塊構(gòu)成，同時(shí)便于增減其他模塊；(3)智能決策方法具備通風(fēng)異常預(yù)警、通風(fēng)異常排除的優(yōu)點(diǎn)；(4)礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程系統(tǒng)能對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行高度融合，共同作用智能決策方法并做出相關(guān)響應(yīng)；(5)子系統(tǒng)具備高度的冗余性、魯棒性。

9.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括：井下監(jiān)控分站，所述井下監(jiān)控分站用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，以及對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)；通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，所述通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)；環(huán)境參數(shù)采集模塊，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)；通風(fēng)設(shè)施控制模塊，所述通風(fēng)設(shè)施控制模塊用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支中通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)調(diào)節(jié)與控制。

10.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述通風(fēng)參數(shù)包括風(fēng)速、風(fēng)量、通風(fēng)阻力、風(fēng)壓、溫度以及濕度。

11.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述環(huán)境參數(shù)包含ch4濃度、co濃度、02濃度、co2濃度以及溫濕度。

12.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由智能感知設(shè)備、井下監(jiān)控分站、智能執(zhí)行器、plc控制柜、中層光纖環(huán)網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)接入器、工控機(jī)和通信電纜等組成；所述plc控制柜的模擬量輸入端子通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連；所述地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)中的變頻器與通風(fēng)電機(jī)連接并自動(dòng)獲取該通風(fēng)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)；所述井下監(jiān)控分站通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連，獲取通風(fēng)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，然后通過所述中層光纖環(huán)網(wǎng)和所述環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與上層監(jiān)控終端的工控機(jī)通信。

13.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊；所述多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊用于對(duì)井下風(fēng)網(wǎng)的通風(fēng)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并根據(jù)相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警；所述通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支風(fēng)量分配的仿真模擬計(jì)算；所述系統(tǒng)自診斷模塊用于對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)及設(shè)備的異常情況或故障進(jìn)行自診斷。

14.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，所述的多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊全部集成在礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的上位機(jī)里。

15.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，地面監(jiān)控中心的服務(wù)器運(yùn)用數(shù)據(jù)庫中預(yù)置的通風(fēng)模型和監(jiān)測(cè)的通風(fēng)參數(shù)高速地進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的迭代解算與風(fēng)網(wǎng)分支通風(fēng)的安全風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)方案的超前模擬，仿真驗(yàn)證擬定的調(diào)節(jié)方案，保障調(diào)節(jié)過程的安全。

16.進(jìn)一步具體地限定，上述技術(shù)方案中，當(dāng)井下監(jiān)控分站監(jiān)測(cè)到關(guān)聯(lián)分支通風(fēng)異常需要調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，井下監(jiān)控分站將井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)參數(shù)傳輸至地面監(jiān)控中心，并發(fā)出報(bào)警；同時(shí)，提出關(guān)聯(lián)風(fēng)網(wǎng)分支風(fēng)阻調(diào)節(jié)、主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)、聯(lián)合調(diào)節(jié)來消除通風(fēng)異常的方法，并建立了智能化調(diào)節(jié)的相關(guān)模型和智能決策。

17.本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

18.為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

19.為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

20.圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

21.圖2是井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

22.為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

23.見圖1和圖2，本發(fā)明的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)以及地面監(jiān)控中心。井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，并對(duì)通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控。其中，通風(fēng)設(shè)施主要是風(fēng)門、風(fēng)窗。地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)，并完成對(duì)地面風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的調(diào)控。工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)用于將獲取的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)、地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)、通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)以及地面監(jiān)控中心的控制指令進(jìn)行上行下行傳輸。地面監(jiān)控中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)，通風(fēng)異常時(shí)，獲取排除通風(fēng)異常的調(diào)節(jié)方案。

24.其中，井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括井下監(jiān)控分站、通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊、環(huán)境參數(shù)采集模塊以及通風(fēng)設(shè)施控制模塊。井下監(jiān)控分站用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，以及對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)。通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)。環(huán)境參數(shù)采集模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)。通風(fēng)設(shè)施控制模塊用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支中通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)調(diào)節(jié)與控制。

25.通風(fēng)參數(shù)包括風(fēng)速、風(fēng)量、通風(fēng)阻力、風(fēng)壓、溫度以及濕度。環(huán)境參數(shù)包含ch4濃度、co濃度、02濃度、co2濃度以及溫濕度。

26.礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由智能感知設(shè)備、井下監(jiān)控分站、智能執(zhí)行器、plc控制柜、中層光纖環(huán)網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)接入器、工控機(jī)和通信電纜等組成；所述plc控制柜的模擬量輸入端子通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連；所述地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)中的變頻器與通風(fēng)電機(jī)連接并自動(dòng)獲取該通風(fēng)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)；所述井下監(jiān)控分站通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連，獲取通風(fēng)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，然后通過所述中層光纖環(huán)網(wǎng)和所述環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與上層監(jiān)控終端的工控機(jī)通信。其中，智能執(zhí)行器包括遠(yuǎn)程控制開關(guān)和聲光報(bào)警器。上層監(jiān)控終端指的是地面監(jiān)控中心的工控機(jī)、服務(wù)器。

27.該智能決策方法包括多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊，且多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊這三種模塊全部集成在礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的上位機(jī)里。多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊用于對(duì)井下風(fēng)網(wǎng)的通風(fēng)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并根據(jù)相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支風(fēng)量分配的仿真模擬計(jì)算。系統(tǒng)自診斷模塊用于對(duì)通風(fēng)網(wǎng)

絡(luò)、系統(tǒng)及設(shè)備的異常情況或故障進(jìn)行自診斷。

28.礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的智能決策方法，地面監(jiān)控中心會(huì)根據(jù)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，通過分析確定最小余樹分支，這里需要說明的是，計(jì)算出解決通風(fēng)系統(tǒng)異常，需要調(diào)節(jié)最少的分支數(shù)，即智能地計(jì)算出通風(fēng)系統(tǒng)消除異常的調(diào)控方案。同時(shí)，地面監(jiān)控中心的服務(wù)器運(yùn)用數(shù)據(jù)庫中預(yù)置的通風(fēng)模型和監(jiān)測(cè)的通風(fēng)參數(shù)高速地進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的迭代解算與風(fēng)網(wǎng)分支通風(fēng)的安全風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)方案的超前模擬，仿真驗(yàn)證擬定的調(diào)節(jié)方案，保障調(diào)節(jié)過程的安全。

29.本發(fā)明的具體工作原理是：通過井下監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)通過光纖通信系統(tǒng)傳輸給地面監(jiān)控中心，地面監(jiān)控中心在上位機(jī)服務(wù)器終端上在線實(shí)時(shí)顯示井下監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)。

30.當(dāng)井下監(jiān)控分站監(jiān)測(cè)到關(guān)聯(lián)分支通風(fēng)異常需要調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，井下監(jiān)控分站將井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)參數(shù)傳輸至地面監(jiān)控中心，并發(fā)出報(bào)警；同時(shí)，提出關(guān)聯(lián)風(fēng)網(wǎng)分支風(fēng)阻調(diào)節(jié)、主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)、聯(lián)合調(diào)節(jié)來消除通風(fēng)異常的方法，并建立了智能化調(diào)節(jié)的相關(guān)模型和智能決策。

31.在災(zāi)變時(shí)，地面監(jiān)控中心會(huì)根據(jù)井下的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，制定出最佳的應(yīng)急方案，例如：均壓防滅火、關(guān)閉常開風(fēng)門封閉災(zāi)變區(qū)域、打開常閉風(fēng)門盡早排出火災(zāi)有毒煙氣等。

32.如果選擇對(duì)地面主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，地面監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量需求變化情況或通風(fēng)異常情況，具體調(diào)頻采用隨動(dòng)調(diào)風(fēng)法和曲線查找法。隨動(dòng)調(diào)風(fēng)法根據(jù)q-f函數(shù)關(guān)系得到風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，實(shí)現(xiàn)井下分支需風(fēng)量與風(fēng)機(jī)調(diào)頻的耦合。曲線查找法通過網(wǎng)絡(luò)解算獲取滿足需風(fēng)量的風(fēng)機(jī)特性曲線，并在風(fēng)機(jī)特性曲線庫中快速查找，從而得到風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)頻率。經(jīng)過地面監(jiān)控中心服務(wù)器對(duì)調(diào)節(jié)方案進(jìn)行超前模擬和安全性檢驗(yàn)后，地面監(jiān)控中心服務(wù)器將調(diào)節(jié)命令發(fā)送給plc控制柜，plc控制柜執(zhí)行風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的調(diào)節(jié)，同時(shí)，地面監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)分支調(diào)節(jié)的過程并實(shí)時(shí)在終端顯示各種通風(fēng)參數(shù)，直至相關(guān)巷道的風(fēng)量滿足需求。

33.如果需要對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，地面監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算預(yù)測(cè)各個(gè)分支的需風(fēng)量后，地面監(jiān)控中心服務(wù)器將調(diào)節(jié)指令下發(fā)送給plc控制柜，plc控制柜執(zhí)行風(fēng)門、風(fēng)窗運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)，同時(shí)地面監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)門風(fēng)窗的調(diào)節(jié)過程，并實(shí)時(shí)在終端顯示風(fēng)門開閉狀態(tài)、風(fēng)窗開口面積大小、風(fēng)窗過風(fēng)量等通風(fēng)參數(shù)，直到相應(yīng)地點(diǎn)的風(fēng)量滿足需求。

34.本發(fā)明礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及智能決策方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

35.一、礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)；

36.二、該系統(tǒng)由井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)以及地面監(jiān)控中心等組成，主系統(tǒng)(礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng))與子系統(tǒng)(井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)門風(fēng)窗遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng))具有低耦合性和高內(nèi)聚性，便于拓展其他系統(tǒng)；井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由眾多模塊構(gòu)成，同時(shí)便于增減其他模塊；

37.三、智能決策方法具備通風(fēng)異常預(yù)警、通風(fēng)異常排除的優(yōu)點(diǎn)；礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程系統(tǒng)能對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行高度融合，共同作用智能決策方法并做出相關(guān)響應(yīng)；子系統(tǒng)具備高

度的冗余性、魯棒性。

38.以上所述的，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，所述井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，并對(duì)通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控；地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)，所述地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)，并完成對(duì)地面風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的調(diào)控；工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，所述工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)用于將獲取的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)、地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)、通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)以及地面監(jiān)控中心的控制指令進(jìn)行上行下行傳輸；地面監(jiān)控中心，所述地面監(jiān)控中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)，通風(fēng)異常時(shí)，獲取排除通風(fēng)異常的調(diào)節(jié)方案。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括：井下監(jiān)控分站，所述井下監(jiān)控分站用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，以及對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)節(jié)；通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，所述通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)；環(huán)境參數(shù)采集模塊，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)；通風(fēng)設(shè)施控制模塊，所述通風(fēng)設(shè)施控制模塊用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支中通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)調(diào)節(jié)與控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述通風(fēng)參數(shù)包括風(fēng)速、風(fēng)量、通風(fēng)阻力、風(fēng)壓、溫度以及濕度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境參數(shù)包含ch4濃度、co濃度、02濃度、co2濃度以及溫濕度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由智能感知設(shè)備、井下監(jiān)控分站、智能執(zhí)行器、plc控制柜、中層光纖環(huán)網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)接入器、工控機(jī)和通信電纜組成；所述plc控制柜的模擬量輸入端子通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連；所述地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)中的變頻器與通風(fēng)電機(jī)連接并自動(dòng)獲取該通風(fēng)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)；所述井下監(jiān)控分站通過所述通信電纜與所述智能感知設(shè)備相連，獲取通風(fēng)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，然后通過所述中層光纖環(huán)網(wǎng)和所述環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與上層監(jiān)控終端的工控機(jī)通信。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊；所述多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊用于對(duì)井下風(fēng)網(wǎng)的通風(fēng)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并根據(jù)相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警；所述通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算用于井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支風(fēng)量分配的仿真模擬計(jì)算；所述系統(tǒng)自診斷模塊用于對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)及設(shè)備的異常情況或故障進(jìn)行自診斷。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的多源數(shù)據(jù)的融合算法模塊、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模塊以及系統(tǒng)自診斷模塊全部集成在礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的上位機(jī)里。8.一種如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的智能決策方法，其特征在于：地面監(jiān)控中心會(huì)根據(jù)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，通過分析確定最小余樹分支，智能地計(jì)算出通風(fēng)系統(tǒng)消除異常的調(diào)控方案。9.如權(quán)利要求8所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制的智能決策方法，其特征在于：地面監(jiān)控中心的服務(wù)器運(yùn)用數(shù)據(jù)庫中預(yù)置的通風(fēng)模型和監(jiān)測(cè)的通風(fēng)參數(shù)高速地進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的迭代解算與風(fēng)網(wǎng)分支通風(fēng)的安全風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)方案的超前模擬，仿真驗(yàn)證擬定的調(diào)節(jié)方案，保障調(diào)節(jié)過程的安全。10.如權(quán)利要求8所述的礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制的智能決策方法，其特征在于：當(dāng)井下監(jiān)控分站監(jiān)測(cè)到關(guān)聯(lián)分支通風(fēng)異常需要調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，井下監(jiān)控分站將井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)異常分支的環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)參數(shù)傳輸至地面監(jiān)控中心，并發(fā)出報(bào)警；同時(shí)，提出關(guān)聯(lián)風(fēng)網(wǎng)分支風(fēng)阻調(diào)節(jié)、主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)、聯(lián)合調(diào)節(jié)來消除通風(fēng)異常的方法，并建立了智能化調(diào)節(jié)的相關(guān)模型和智能決策。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及智能決策方法，系統(tǒng)包括井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)和地面監(jiān)控中心；井下風(fēng)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)，對(duì)通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控；地面風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)，完成對(duì)地面風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率的調(diào)控；工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)用于將獲取的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的環(huán)境參數(shù)、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分支的通風(fēng)參數(shù)、地面風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)、通風(fēng)設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)和地面監(jiān)控中心的控制指令進(jìn)行上行下行傳輸；地面監(jiān)控中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)。參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)。參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：錢會(huì)發(fā) 何敏 武福生 卜滕滕 昌偉鋒

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.17

技術(shù)公布日：2022/4/26