一种一键式矿井风机智能反风系统与方法与流程

1.本发明涉及矿井通风技术领域，具体涉及一种一键式矿井风机智能反风系统与方法。


背景技术：

2.《金属非金属矿山安全规程》规定，风机应有使矿井风流在10min内反向的措施。一般，风机反风有反风道反风、反转反风和无反道反风三种方式，目前，风机反风大都采用反转反风方式。当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运转时风量的60％以上。这是防止矿井火灾危害的风流控制措施之一。
3.矿井反风是在井下发生火灾时，为了控制火灾的发展和蔓延，保护井下作业人员免受火灾产生的有毒有害气体的伤害，首要的办法是控制火区的通风风流，使其能够按照合理的风流路线流动，以利于扑灭火灾和保护井下作业人员的安全；反之，如果风流不能被控制或者控制不合理，则会带来更为严重的后果。
4.当井下发生火灾时，一般根据火灾地点可采取全矿性反风、区域性反风或局部反风方式，即当火灾发生在进风井井口附近、进风井井筒、井底车场、运输大巷(主要进风巷)、进风石门时，需要进行全矿性反风；当火灾发生在多风井矿井的进风大巷、矿井某一翼的进风大巷、某一独立通风系统中的进风大巷时，需要进行区域性反风；当火灾发生在某一采区或者工作面的进风巷时需要进行局部反风。
5.目前，风机反风操作是在总工程师的现场指挥下进行，先停止风机运转，再用换向装置反转起动电动机实现反风，一般根据报警的火灾地点，可实现全矿性反风、区域性反风或局部反风。实际上，区域性反风或局部反风的操作要复杂且难度大，需要借助矿井通风系统实时模拟解算的结果来分析和判断，才能提供相对可靠的反风方案；如果火灾发生后才进行通风网络的模拟分析，显然会影响反风的时效性，不利于快速控制火烟的流动。
6.因此，需要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种高效的一种一键式矿井风机智能反风系统与方法。
8.为解决上述技术问题，本发明提供一种一键式矿井风机智能反风系统，包括矿井通风系统实时模拟解算与分析模型、矿井反风分析与决策系统、火灾识别系统、报警系统、矿井反风系统控制平台；
9.所述火灾识别系统与矿井通风系统实时模拟解算与分析模型信号连接，矿井通风系统实时模拟解算与分析模型与矿井反风分析与决策系统信号连接，矿井反风分析与决策系统信号与矿井反风系统控制平台信号连接。
10.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风系统的改进：
11.所述火灾识别系统由火灾智能识别摄像仪、火灾智能感知算法模型及信号传输系
统等构成，火灾识别系统能自动感知火灾是否发生；火灾智能识别摄像仪布置在巷道中，采集图像和风流温度发送到火灾智能感知算法模型，火灾智能感知算法模型根据采集到的图像和风流温度变化值判断有无发生火灾，在火灾智能感知算法模型判断到火灾发生时，通过信号传输系统向矿井反风系统控制平台传输火灾信息。
12.本发明还提供一种一键式矿井风机智能反风方法，包括以下步骤：
13.步骤1：建立火灾识别系统和报警系统；实时获取矿井通风巷道的火灾检测数据；
14.步骤2：应用矿井通风网络模拟计算软件建立矿井通风系统实时模拟解算与分析模型，并应用历史火灾检测数据训练算法模型；
15.步骤3：建立矿井反风分析与决策系统；
16.步骤4：构建矿井反风系统控制平台；
17.步骤5：应用矿井通风系统实时模拟解算与分析模型预测火灾警情，从而得到火灾警情分析结果；
18.步骤6：应用矿井反风分析与决策系统，决定反风方案，根据反风方案控制风机反风；
19.步骤7、矿井反风系统控制平台根据反风方案，启动相应的风机反转反风。
20.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
21.在步骤1中：
22.在巷道中布置火灾智能识别摄像仪，火灾智能识别摄像仪采集图像和风流温度发送到火灾智能感知算法模型，火灾智能感知算法模型根据采集到的图像和风流温度变化值判断有无发生火灾，作为火灾检测数据并通过信号传输系统发送给矿井通风系统实时模拟解算与分析模型；
23.通过火灾智能识别摄像仪可以实现对矿井主要通风巷道的火灾警情进行监测。
24.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
25.在步骤2中：
26.应用矿井通风网络模拟计算软件建立矿井通风系统实时模拟解算与分析模型，并应用历史火灾检测数据训练算法模型；
27.将步骤1所得到的历史火灾检测数据及实际通风情况发送给矿井通风系统实时模拟解算与分析模型进行训练，使得矿井通风系统实时模拟解算与分析模型所判断井下火灾时期的风流方向与现场实际情况吻合，便于后续确定反风方案。
28.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
29.在步骤3中：
30.依据矿井通风系统的实际构成，应用人工智能技术和方法构建矿井风流参数分析与风流调控决策系统，实现矿井通风系统调控的智能化；矿井风流参数分析与风流调控决策系统用于发出调控指令，调节风机的运行工况参数。
31.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
32.在步骤5中：
33.应用矿井通风系统实时模拟解算与分析模型预测火灾警情，从而得到火灾警情分析结果。
34.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
35.在步骤6中：
36.应用矿井反风分析与决策系统，决定反风方案，根据反风方案控制风机反风；
37.将火灾警情分析结果传输给反风分析与决策系统，通过智能分析给出全矿性反风或区域性反风或局部反风的反风方案作为智能分析决策的反风信号；
38.矿井反风分析与决策系统可根据火灾地点实时给出反风方案；矿井反风分析与决策系统智能分析可以得出全矿性反风、区域性反风或局部反风等反风方案。
39.作为对本发明一种一键式矿井风机智能反风方法的改进：
40.在步骤7中：
41.矿井反风系统控制平台根据反风方案，启动相应的风机反转反风；
42.在矿井反风系统控制平台上可以设置风机反风按键和反风结束按键，分别用于启动反风和关闭反风；风机反风按键和反风结束按键的数量均与风机的数量相同，且一一对应，从而进行单独控制；
43.矿井反风分析与决策系统的反风方案传递到矿井反风系统控制平台，在控制平台上显示要实施反转反风风机的反风启动键，指挥人员一键启动全矿性反风或区域性反风或局部反风的风机；
44.风机反风按键启动后，风机先停止运行，然后切换到风机电机反转运行模式，风机电机反转运行，风流方向开始反向；
45.反风结束按键启动后，风机先停止运行，然后切换到风机电机正转运行模式，风机电机正转运行，风流方向开始正向。
46.本发明一种一键式矿井风机智能反风系统与方法的技术优势为：
47.本发明一种一键式矿井风机智能反风系统与方法可根据报警的火灾地点，实现全矿性反风、区域性反风或局部反风。本发明通过建立矿井通风系统实时模拟解算与分析模型，进行智能分析给出全矿性反风、区域性反风或局部反风的反风方案，构建矿井智能通风系统，实现矿井通风系统运行的智能化，从而实现对风机的实时智能调控。
具体实施方式
48.下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
49.实施例1、一种一键式矿井风机智能反风系统，包括矿井通风系统实时模拟解算与分析模型、矿井反风分析与决策系统、火灾识别系统、报警系统、矿井反风系统控制平台；
50.火灾识别系统与矿井通风系统实时模拟解算与分析模型信号连接，矿井通风系统实时模拟解算与分析模型与矿井反风分析与决策系统信号连接，矿井反风分析与决策系统信号与矿井反风系统控制平台信号连接；
51.火灾识别系统由火灾智能识别摄像仪、火灾智能感知算法模型及信号传输系统等构成，火灾识别系统能自动感知火灾是否发生；火灾智能识别摄像仪布置在巷道中，采集图像和风流温度发送到火灾智能感知算法模型，火灾智能感知算法模型根据采集到的图像和风流温度变化值判断有无发生火灾，在火灾智能感知算法模型判断到火灾发生时，通过信号传输系统向矿井反风系统控制平台传输火灾信息。
52.应用一种一键式矿井风机智能反风系统进行的一种一键式矿井风机智能反风方
法，包括以下步骤：
53.步骤1：建立火灾识别系统和报警系统；实时获取矿井通风巷道的火灾检测数据；
54.在巷道中布置火灾智能识别摄像仪，火灾智能识别摄像仪采集图像和风流温度发送到火灾智能感知算法模型，火灾智能感知算法模型根据采集到的图像和风流温度变化值判断有无发生火灾，作为火灾检测数据并通过信号传输系统发送给矿井通风系统实时模拟解算与分析模型。
55.通过火灾智能识别摄像仪可以实现对矿井主要通风巷道的火灾警情进行监测，火灾智能识别摄像仪监测风流温度和火焰判断是否发生火灾。
56.步骤2：应用矿井通风网络模拟计算软件建立矿井通风系统实时模拟解算与分析模型，并应用历史火灾检测数据训练算法模型；
57.将步骤1所得到的历史火灾检测数据及实际通风情况发送给矿井通风系统实时模拟解算与分析模型进行训练，使得矿井通风系统实时模拟解算与分析模型所判断井下火灾时期的风流方向与现场实际情况吻合，便于后续确定反风方案。
58.步骤3：建立矿井反风分析与决策系统；
59.依据矿井通风系统的实际构成，应用人工智能技术和方法构建矿井风流参数分析与风流调控决策系统，实现矿井通风系统调控的智能化；矿井风流参数分析与风流调控决策系统用于发出调控指令，调节风机的运行工况参数。
60.步骤4：构建矿井反风系统控制平台；
61.步骤5：应用矿井通风系统实时模拟解算与分析模型预测火灾警情，从而得到火灾警情分析结果；
62.将步骤1所得到的实时监测系统监测到的火灾检测数据据输入到矿井通风系统实时模拟解算与分析模型，预测火灾警情，从而得到火灾警情分析结果；
63.步骤6：应用矿井反风分析与决策系统，决定反风方案，根据反风方案控制风机反风；
64.将火灾警情分析结果传输给反风分析与决策系统，通过智能分析给出全矿性反风或区域性反风或局部反风的反风方案作为智能分析决策的反风信号；
65.矿井反风分析与决策系统可根据火灾地点实时给出反风方案；矿井反风分析与决策系统智能分析可以得出全矿性反风、区域性反风或局部反风等反风方案；
66.全矿性反风为：控制矿井全部主扇反转反风；
67.区域性反风为：根据火灾所在区域及其影响情况，启动部分风机反转反风，改变某区域的风流方向；
68.局部反风为：根据火灾发生地点，实施局部反风，改变局部通风网络的风流方向，火灾烟气进入回风系统；
69.步骤7、矿井反风系统控制平台根据反风方案，启动相应的风机反转反风；
70.在矿井反风系统控制平台上可以设置风机反风按键和反风结束按键，分别用于启动反风和关闭反风。风机反风按键和反风结束按键的数量均与风机的数量相同，且一一对应，从而进行单独控制。
71.矿井反风分析与决策系统的反风方案传递到矿井反风系统控制平台，在控制平台上显示(闪亮)要实施反转反风风机的反风启动键，指挥人员一键启动全矿性反风或区域性
反风或局部反风的风机。
72.风机反风按键启动后，风机先停止运行(预设停止时间)，然后切换到风机电机反转运行模式，风机电机反转运行，风流方向开始反向(同设计的风流方向相反)；
73.反风结束按键启动后，风机先停止运行(预设停止时间)，然后切换到风机电机正转运行模式，风机电机正转运行，风流方向开始正向(同设计的风流方向一致)。
74.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。