(1)提出了矿井智能通风流程环节,划分为6个智能通风业务板块,共包含 24 个环节,明确了矿井智能通风各环节之间业务逻辑关联关系和每个环节的输入输出要素。
(2)阐述了矿井全系统智能通风应用场景实现方案和采煤工作面、掘进工作面两个细化的智能通风应用场景实现方案。
(3)优化了以智能通风感知系统、数据中台、智能通风管控平台、智能通风调控设备为主要组成的矿井智能通风系统整体架构,规划了由硬件驱动层、业务功能层、计算处理层、数据存储层、数据采集层构成的矿井智能通风管控平台。
(4)总结分析了通风感知监测、通风分析诊断解算、通风智能决策、通风远程集控联控 4 个矿井智能通风关键板块的关键环节技术现状,提出了关键环节的技术实现路径,为实现矿井通风智能化和无人化提供借鉴。
矿井智能通风与关键技术研究
1.煤科通安 (北京) 智控科技有限公司
2.煤炭科学技术研究院有限公司
3.智能开采与岩层控制全国重点实验室
为使智能通风系统建设更加有序、可控,提出了矿井智能通风流程环节,将矿井智能通风流程按照生产环节划分为 6 个板块,即感知监测、分析诊断、智能决策、方案审批、远程集控联控、执行反馈,共包含 24 个具体环节,建立了各个环节输入输出要素和环节之间的功能逻辑关系。按照“矿井通风系统整体规划+采掘用风区域重点细化”思路,提出了矿井全系统智能通风应用场景实现方案和采煤工作面与掘进工作面 2 个细化的智能通风应用场景实现方案,将矿井智能通风各个具体环节融入具体的应用场景中。为实现智能通风应用场景,基于逻辑分层思想优化了矿井智能通风系统整体架构,规划了由硬件驱动层、功能模块层、计算处理层、数据存储层、数据采集层构成的矿井智能通风管控平台。针对通风感知监测、分析诊断、智能决策、远程集控联控 4 个矿井智能通风关键板块中涉及的风量风速监测感知、通风阻力在线监测、全风网风量风压解算、灾源判识和灾变定位、矿井动态需风量计算、通风系统故障诊断、风量按需调控方案决策、应急控风方案决策、无人化远程控风、无人化应急控风 10 个关键环节,总结分析了目前各个关键环节关键技术现状,提出了各个关键环节关键技术实现路径,通过关键技术迭代升级,最终实现矿井通风系统全生命周期内时刻处于稳定可靠、安全可控、高效节能、应急降灾的运行状态。
研究员
张浪,男,1978年12月出生,内蒙古乌兰察布人,中共党员,研究员,第五届国家安全生产专家组成员,国家能源局煤矿智能化专家组成员,中国煤炭工业协会煤炭工业技术委员会委员,中国煤炭学会煤矿安全专业委员会委员,煤炭科学技术研究院有限公司一级首席专家,现任煤科通安 (北京) 智控科技有限公司总经理。主持和参与完成国家自然科学基金、国家重大科技专项、国家重点研发计划等国家项目课题或任务20项,获省部级科技奖励27项,其他科技奖励8项,授权专利18项,发表论文70余篇,先后荣获全国煤炭工业生产一线优秀青年科技工作者、中国煤炭工业杰出青年科技工作者、孙越崎青年科技奖获得者、全国煤矿智能化卓越青年等荣誉称号。
一直从事矿井智能通风技术与装备的科技创新工作,围绕矿井通风参数监测准确性低、网络解算时效性差、控风辅助决策困难、控风装备能力不足等智能通风核心难题,突破了风网快速解算、实时决策和智能控制等技术难题,创新研发了“全风网自动精准监测感知、通风智能决策、通风设施远程自控、通风动力远程集控”一体化智能通风系统,在感知监测、决策分析、远程自动控制等多方面首次实现多个“一键”管控,多项成果经中国煤炭工业协会鉴定为国际领先、国际先进水平。打造了国内智能通风卓越品牌,其研究成果在陕煤化张家峁、国家能源神东保德、徐矿集团郭家河、淮河能源张集、山西焦煤华晋沙曲等70多个矿井推广应用。
张 浪,刘彦青. 矿井智能通风与关键技术研究[J]. 煤炭科学技术,2024,52(1):178−195.
ZHANG Lang,LIU Yanqing. Research on technology of key steps of intelligent ventilation in mines[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):178−195.