在煤矿的安全生产中，通风系统是至关重要的一环。它不仅为井下工人提供新鲜的空气，稀释和排除有毒有害气体，还调节着矿井内的温度，改善作业环境。然而，传统的通风系统依赖于人工测量、观测和控制，效率低下，智能化水平低，难以应对突发情况。今天，我们就通过钱国栋等人发表在《矿山机械》期刊上的论文《白坪煤矿智能化通风系统改造及应用》，来聊一聊白坪煤矿如何通过智能化通风系统的改造，实现了通风管理的全面升级。
一、传统通风系统的痛点
提到煤矿通风，很多人可能首先想到的是工人手持测风仪器，在井下各个角落进行测量。但实际上，这种传统的方式存在着诸多痛点。
首先，工作效率低。传统的通风系统需要投入大量的人力进行测风、观测和控制，不仅费时费力，而且难以做到实时监测和精准控制。
其次，精准度差。人工测量容易受到各种因素的影响，如测量人员的技能水平、测量工具的精度等，导致测量结果存在误差，影响通风效果。
再者，自动化和智能化水平低。传统的通风系统缺乏智能化设备和技术支持，难以实现远程控制和智能决策，难以及时应对井下突发情况。
正是这些痛点，让白坪煤矿的通风系统急需一场革命性的变革。
二、智能化通风系统的诞生
针对传统通风系统的痛点，白坪煤矿依托矿井现有通风系统，构建了一套基于物联网、AI、大数据分析、PLC控制等技术的智能化通风系统。这套系统不仅实现了矿井通风设备和通风网络的全面感知、实时互联、协同控制和远程控制，还具备智能分析决策和无人值守的功能，极大地提升了矿井通风管理的信息化、自动化和智能化水平。
智能通风系统架构
智能化通风系统主要由调风控制系统和智能分析决策控制平台组成。调风控制系统负责实现对井下风机、风门、风窗等通风设施的远程实时自动监测和数据采集传输；而智能分析决策控制平台则利用智能化决策软件平台对采集到的信息数据进行分析，实现风网故障预警、诊断及分析，同时能够根据井下风量需求实现自主供风、异常灾变状态下自动控风调风等功能。
三、调风控制系统的智能化升级
在调风控制系统中，主通风机、局部通风机、风门、调节风窗和自动测风系统都实现了智能化升级。
主通风智能控制系统
局部通风机监控界面
风门调节控制系统：主要由风门、驱动机构、PLC控制系统、视频监控系统等组成。PLC控制系统可以实时监控和控制风门驱动机构，根据环境参数自动调节风门的开闭，实现风量的自动控制。同时，地面控制平台还可以通过高清摄像仪随时查看风门的工作状态。
风窗调节控制系统：主要由可调节风窗、自动风窗电控装置、气动马达、风速传感器、摄像仪等组成。通过远程操作控制按钮下达操作指令，PLC控制箱接收到指令后控制驱动装置动作，调节风窗开关幅度，实现风量大小的精准控制。
井下自动化测风装置
四、智能分析决策控制平台的强大功能
智能分析决策平台技术体系框架
平台可以实现井下通风设施的自动监测控制和通风网络的智能优化。当井下出现通风异常或灾变情况时，平台可以迅速做出反应，智能分析决策受灾区域反风方案，自动远程控制打开风井防爆门和风井反转；同时根据井下风网监测的实际数据分析结果，自动控制调节风机电动机频率，调整反风量大小，满足安全需求。
此外，平台还具备三维可视化功能。它可以将矿井通风系统网络中风速、风压、风量等数据进行归纳整理，构建三维可视化通风网络模型。管理人员可以直观、生动形象地看到矿井通风系统的运行状态和风流流动方向，为通风管理提供了极大的便利。
五、智能化通风系统的应用效果
智能化通风系统的应用为白坪煤矿带来了显著的经济效益和社会效益。
在经济效益方面，智能化通风系统减少了测风员工的数量，降低了人工开支和入井人员数量；同时提高了管理效率，节省了大量人工及技术成本；还能够及时发现井下通风系统中出现的问题并进行智能化调节控制，实现经济有效的供风，节省了通风能耗；此外，通过对井下通风系统进行模拟分析，为矿井通风设计提供了最优方案，避免了通风工程施工和通风设施构建的工程浪费。
在社会效益方面，智能化通风系统改变了矿井通风管理模式，由传统的人工管理变革为智能化管控；能够实时掌控井下通风安全信息情况，减少了通风安全事故；同时提高了矿井通风管理的工作效率，为矿井的智能化开采建设打下了良好基础。
