CN102865093A - 矿井通风自动检测与运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井通风自动检测与运行系统，包括电源模块、监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块、主风机和自动监测模块通过导线连接，所述监测模块连接报警模块和监控主机，监控主机连接单片机处理模块，单片机处理模块与主风机、自动监测模块依次相连，其中监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块都连接电源模块：矿井通风自动检测与运行系统投入运行后，可使管理者随时掌握主通风机的运行状态，对设备的故障进行诊断，还能对设备传动系统存在的隐患进行分析并给予预警，使管理者合理安排检修计划，从而降低了设备的运行和维护成本，并是通风更加顺畅方便，节省了人力财力资源。

Description

矿井通风自动检测与运行系统

技术领域

本发明属于矿井设备技术领域，涉及一种矿井通风自动检测与运行系统。 

背景技术

主通风机是煤矿的四大固定设备之一，担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任。主通风机若发生故障停车，将会对整个矿井的生产和安全构成严重威胁。因此，需建立一套功能完善的主通风机自动化监测系统，以保障主通风的安全、可靠运行。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种矿井通风自动检测与运行系统，该系统运行稳定，使矿井通风及时合理。本发明系统取代在通风机处的专人监控，降低了工人劳动强度；使用双机自动切换通风，有效避免了主通风机意外停机事故的发生，提高了主通风机运转的安全性和可靠性；此系统自称一体自动化，监测矿井多种通风参数，并反馈单片机进行合理控制通风量。 

其技术方案如下： 

一种矿井通风自动检测与运行系统，包括电源模块、监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块、主风机和自动监测模块通过导线连接，所述监测模块连接报警模块和监控主机，监控主机连接单片机处理模块，单片机处理模块与主风机、自动监测模块依次相连，其中监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块都连接电源模块： 

电源模块：用来给各模块提供电量； 

监测模块：用来传递传感器收集到的数据信息，实时监测巷道及工作面的风速、温度、瓦斯浓度、压差等不同的指标，所述传感器为：风速传感器、温度传感器、瓦斯传感器、压差传感器； 

报警模块：当监测到超出规定的指标时，进行报警； 

监控主机：用来监控和存储通过移动通信网传递来的数据； 

单片机处理模块：接受监控主机反馈的信息，控制主风机的转速继而控制通风量；

自动监测模块：监测主通风机的工作状况，并将通风机的信息时刻反馈到监测主机。 

所述主风机的个数为2。 

本发明的有益效果： 

本发明矿井通风自动检测与运行系统投入运行后，可使管理者随时掌握主通风机的运行状态，对设备的故障进行诊断，还能对设备传动系统存在的隐患进行分析并给予预警，使管理者合理安排检修计划，从而降低了设备的运行和维护成本，并是通风更加顺畅方便，节省了人力财力资源。 

附图说明

图1为本发明矿井通风自动检测与运行系统的原理图； 

图2为本发明矿井通风自动检测与运行系统的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。 

参见图1，矿井通风自动检测与运行系统总体构架为在监测区域分布各种传感器，监测到的数据通过无线网络传到基站，再在基站上传到监控主机进行工作。如图2所示监测模块由风速、温度、瓦斯浓度、压差等不同传感器组成，它们安放在巷道表面和工作区的开采区，监测到巷道及工作面的风速、温度、瓦斯浓度等，监控主机是在矿井上的一台电脑，实时监控井下环境状况并存储数据。报警模块主要是有一个蜂鸣器组成，安放在工作人员聚集的地方，监测到超出规定指标后进行报警，单片机处理模块主要是由AT89S51/LS51单片机组成，由它控制控制主风机的通风。自动监测模块由若干压力、温度、振动、电参数、开停传感器等组成，它实时监测主通风机的状态，并将信息以无线方式传到基站再借助以太网随时传到监控主机进行实时监测。 

本发明使用两个主风机，当一个停止工作时，另一个备用主风机自动启动工作，起到通风顺畅及时的作用，在主风机上加上现已经成熟的自动监测装置，使主风机更好的正常工作。 

在如图1监测区域和图2的监测模块对应，根据地形条件安装风速、温度、瓦斯、压差等不同的传感器，用来实时监测巷道及工作面的风速、温度、瓦斯浓度、压差等不同的指标，图2自动监测模块检测到主通风机状态及时通过图1的基站和移动通信网传到图1、图2的检测主机。 

本发明所述系统的主要配套设备有风机在线监测主机、数据传输接口、各种传感器(温度、压力、风速，瓦斯、二氧化碳)，隔爆电源，通风主机，报警模块(蜂鸣器)，自动监测模块(监测主风机的性能)。 

本发明所述系统性能 

1)电机温度测量。配置变送器20路，匹配的传感器为PT100，测温范围 

可对2台电机A、B、C相的绕组温度及前后轴承的温度进行同时监测； 

2)风压测量。负压传感器2路，测量范围-5～0kPa，用于静压、全压的测量； 

3)温度测量。可选配本安型温度传感器1路，测温范围0℃～40℃，测量总回风道温度测量； 

4)风道的瓦斯二氧化碳浓度测量。选取配管道瓦斯传感器，二氧化碳浓度不得超过5％； 

5)风机监测分站可靠性。在长期运行状态下不死机，具有抗干扰措施和恢复功能； 

6)电源。AC220V±5％，43～67Hz； 

7)适用温度。0℃～50℃。 

8)湿度测量。50～98％RH

组成部件及技术指标 

1.压力传感器 

型号ZG2-P型振动筒压力传感器。电源电压5V，输出信号：峰值小于5V的方波。耗电流：小于10MA。 

2.温度传感器： 

型号：DS18B20型半导体数字温度传感器。电源电压5V，输出信号：峰值小于5V的数字信号。耗电流：小于5MA。 

3.湿度传感器 

型号HM1500型湿度传感器。电源电压5V，输出信号：小于4V的直流电压。耗电流：小于1MA。 

4.风速传感器 

型号GFW15型煤矿用风速传感器。电源电压5V，输出信号：峰值小于5V的脉冲电压。耗电流：小于10MA。 

5.瓦斯传感器 

型号：MZ-GJC4(B)型矿用甲烷传感器。工作电压：本安DC9V-24V，测量范围：低浓：0～4.00％CH4；高浓：0～100％CH4。 

6.二氧化碳传感器 

型号：ZA-GRG5型矿用二氧化碳传感器。工作电压：12～24V.DC。测量范围：0.00～5.00％CO2。工作电流：≤100mA。基本误差：0.00～1.00％时，±0.10％CO2；1.00～5.00％时，±0.25％CO2 

主要功能 

(1)查询功能 

查询风机的定义信息，包括安装地点、风机型号、风机结构参数等，能按时间或地点查询历史数据并表格显示查询到的数据。可在任意需要查看风机数据的位置(与监测主计算机距离≤20km)。在风机监测主机所在的局域网的计算机上均可查到通风机监测数据。根据用户要求的格式还可上报到上级机关。 

(2)自动监测 

自动监测风机的运行状态。监测的数据包括：静压、动压、全压、风量、电机功率、电机总功率、效率、电机定子绕组温度、电机轴承温度，风机消耗的电量及风机效率、电机定子绕组温度、电机轴承温度，风机消耗的电量及风机效率等。显示画面实时显示监测到的数据；同时可实时显示压力曲线(静压、动压、全压)、风量曲线、工况运行曲线图；功率曲线(单级或双级功率及总功率)、静压效率及全压效率曲线；可形成各种数据及状态的运行记录、历史记录曲线、历史查询报表。对所监测的运行状态参数值进行分析判断，给出风机运行状态正常、告警异常等提示。 

通风风量设计原理 

矿井风量即在主风机通风的风量如下公式： 

Q矿≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其)×Km³/min 

式中：∑Q采--采煤工作面实际需要风量总和m³/min 

∑Q硐--硐室实际需要风量总和m³/min 

∑Q备--备用采面实际需要风量总和m³/min 

∑Q其--其他地点实际需要风量总和m³/min 

K-矿井通风需要风量系数 

在主要进风、回风巷，工作面进风巷和回风巷设置监测系统，观测矿井总风量和回采工作面的进风量和回风量。并利用如上的公式控制通风机的转动速度，合理控制风量。 

以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。 

Claims (2)

1.一种矿井通风自动检测与运行系统，其特征在于，包括电源模块、监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块、主风机和自动监测模块通过导线连接，所述监测模块连接报警模块和监控主机，监控主机连接单片机处理模块，单片机处理模块与主风机、自动监测模块依次相连，其中监测模块、报警模块、监控主机、单片机处理模块都连接电源模块：

电源模块：用来给各模块提供电量；

监测模块：用来传递传感器收集到的数据信息，实时监测巷道及工作面的风速、温度、瓦斯浓度、压差等不同的指标，所述传感器为：风速传感器、温度传感器、瓦斯传感器、压差传感器；

报警模块：当监测到超出规定的指标时，进行报警；

监控主机：用来监控和存储通过移动通信网传递来的数据；

单片机处理模块：接受监控主机反馈的信息，控制主风机的转速继而控制通风量；

自动监测模块：监测主通风机的工作状况，并将通风机的信息时刻反馈到监测主机。

2.根据权利要求1所述的矿井通风自动检测与运行系统，其特征在于，所述主风机的个数为2。

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