CN104453975A - 一种矿井通风系统全局自动调控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿井通风系统全局自动调控装置及方法，将多种自动调节和控制的风量调节设备进行优化组合，通过远程智能化调控服务器对整个矿井通风状况采集和各用风点的需风量计算，适时求出可行的全局调节方案，经由通信网络对所有自动化风量调节设备进行控制和调节。由于设计了多种样式的风量调节设备，可适用于不同的矿井环境，因此，在不影响生产和运输设备的正常运行条件下，实现矿井通风系统的全局优调优控，以满足矿井正常时期和灾变时期按时按需供风。

Description

一种矿井通风系统全局自动调控装置及方法

技术领域

本发明属于矿井通风自动化控制技术领域，具体涉及一种矿井通风系统全局自动调控装置及方法。

背景技术

矿井通风是确保矿井安全、高效和绿色开采的重要手段之一，矿井通风的核心任务是保证向井下各用风地点的按时按需供风。

现有技术中，主要依靠人工或局部自动调节方式，对井下风量进行调节，然后，由于井下通风系统错综复杂，因此，上述调节方式，难以满足井下安全生产的需要。

进一步的，现代井下风量调节主要使用手动的调节风门和风窗，调节方法非常单一，难以满足当前复杂的井下环境需要。

因此，曾经有人提出过一种卷帘门式自动调节风门，其原理为：通过监测卷帘门两侧的风压差而估算本卷帘门的局部风阻，而后根据通过本卷帘门的实测风量与目标风量的差值来调节卷帘门的开启高度，即：通过改变本卷帘门的局部风阻使其通过的风量达到目标风量；或者利用固定风量解算法，将需风风道作为固定风量风道，用解算软件求出其风阻或风阻调节量，进行调节。事实上，该种方法难以适用比较复杂的矿井通风系统，原因如下：

(1)井下巷道类型复杂、用途多样，比如，轨道运输巷、无轨胶轮车运输巷、皮带巷、无极绳、架空运输巷等，仅用卷帘门式自动调节风门，无法实现实时调节；

(2)因为整个风网需要满足平衡定律，各风道相互制约。因此，仅通过调节本风道卷帘门的开启高度(即局部风阻)，使通过的风量达到目标风量的要求，在原理上是行不通的。例如，最简单的两个并联风道A和B，如果需要使通过风道B的风量达到最大，则：不仅需要将风道B的卷帘门开到最大，而且还需要将风道A的卷帘门关到最小；而只依靠调节风道B本身不可能使其通过的风量达到其目标风量，况且，调节风道B时同样也影响到其它风道，使整个系统处于混乱状态。

(3)利用固定风量解算法，由于不能进行调节点的转移，很容易求出不可行方案，甚至出现风阻为负数的情况。

由此可见，现有的井下风量调节方案，难以对井下风量进行全局优调优控，无法满足矿井正常时期和灾变时期的供风需要。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种矿井通风系统全局自动调控装置及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种矿井通风系统全局自动调控装置，包括：矿井通风状况采集设备、监控装置、驱动设备、传动设备、远程智能化调控服务器以及N个风量调节设备；所述矿井通风状况采集设备的输出端通过所述监控装置连接到所述远程智能化调控服务器的输入端；所述远程智能化调控服务器与所述监控装置双向通信连接；所述监控装置包括与所述风量调节设备数量相同的控制芯片，每一个所述控制芯片连接唯一一台所述驱动设备的一端，该驱动设备的另一端通过独立的所述传动设备与对应的所述风量调节设备通信连接。

优选的，所述驱动设备为电机；所述电机为步进电机、伺服电机或具有闭环或半闭环控制的电机；和/或所述电机安装有刹车系统和/或减速装置。

优选的，所述监控装置与所述远程智能化调控服务器通过经由网络设备转换的工业以太网、工业总线、Rs232线、Rs485线或Rs422线通信连接；所述监控装置用于接收并执行所述远程智能化调控服务器下发的控制命令；所述监控装置还用于：控制和驱动不同类型的驱动设备和风量调节设备，且记录并向所述远程智能化调控服务器返回执行结果。

优选的，所述风量调节设备包括百叶风窗式调节风门、多层推拉窗式调节风门、多层推拉窗式调节风窗、卷帘式调节风门、闸式卷帘风门、多层伸缩推拉门、密闭非伸缩推拉窗、密闭伸缩推拉窗中的一种或几种的组合。

优选的，所述百叶风窗式调节风门包括控制器、驱动电机、变速箱、联动臂以及百叶窗本体；其中，所述百叶窗本体包括多个上下平行设置的扇叶，每一个扇叶均固定安装一个摆臂；各个扇叶的摆臂的端部均通过第一换向杆杠连接到所述联动臂上；所述控制器的输出端与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴与各个扇叶的摆臂平行设置，并且，所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠连接到所述联动臂上；在所述联动臂上还安装有手动操纵杆；

所述驱动电机具有记忆功能，所述百叶风窗式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，一方面，所述驱动电机自动掉电，同时，所述驱动电机记忆以下内容：对所述百叶风窗式调节风门发生操纵事件；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，然后，再调节各个扇叶的开启角度；另一方面，所述联动臂通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，所述联动臂一方面通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；同时，所述联动臂通过所述第二换向杠杆带动所述变速箱的输出轴转动，由于所述驱动电机带电，因此，所述驱动电机可记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述驱动电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴旋转，由于所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠与所述联动臂连接，则：所述变速箱的输出轴的旋转运动通过所述第二换向杆杠转化为所述联动臂的上下运动；当所述联动臂进行上下运动时，通过各个第一换向杆杠，转化为各个摆臂的旋转运动，进而带动各个扇叶进行旋转运动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；在上述过程中，所述驱动电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

和/或

所述百叶风窗式调节风门为带固定窗口的百叶式风门，即：在所述百叶窗本体上开设固定窗口。

优选的，所述卷帘式调节风门包括：控制器、管状电机、变速箱、传动装置、手动操纵杆和卷帘；所述控制器的输出端与所述管状电机连接，所述管状电机与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴位于所述卷帘的正上方，且所述变速箱的输出轴通过所述传动装置与所述卷帘的顶端固定连接；所述手动操纵杆与所述传动装置连接；当需要控制所述卷帘式调节风门开关状态时，所述变速箱驱动所述输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；

和/或

所述卷帘式调节风门为带固定窗口的卷帘式调节风门，即：在所述卷帘式调节风门的卷帘上开设固定窗口；

和/或

所述卷帘式调节风门的管状电机具有记忆功能，所述卷帘式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，带动所述输出轴旋转，然后，一方面，所述管状电机自动掉电，同时，所述管状电机记忆以下内容：对所述卷帘式调节风门发生操纵事件；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机对所述卷帘式调节风门进行复位操作，然后，再调节卷帘的开启角度；另一方面，所述传动装置带动所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；达到调节卷帘开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，最终带动所述输出轴运动，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；同时，由于所述管状电机带电，因此，所述管状电机可记忆所述输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述管状电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；在上述过程中，所述管状电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度。

优选的，所述多层推拉窗式调节风门和所述多层推拉窗式调节风窗的结构相同；

所述多层推拉窗式调节风门包括：1个导轨板、n个挡风板、底座、步进电机以及控制器；

每一个所述挡风板包括副板本体，在所述副板本体的背面左侧设置第一凸条，在所述副板本体的背面右侧设置第二凸条，在所述副板本体的正面左侧设置第三凸条，在所述副板本体的底部安装有滑轮；

所述导轨板包括主板本体，在所述主板本体的背面左右两侧分别设置第四凸条和第五凸条；在所述主板本体的底部安装第一齿条；

所述底座按由内向外的顺序平行设置n个导轨，所述n个导轨的右端部对齐，所述n个导轨的左端部呈阶梯排列，相邻两个导轨的左端部之间距离等于所述副板本体的宽度；

将各个所述挡风板分别安装在所述导轨上，使所述挡风板的滑轮可沿所述导轨左右滑动，并且，后一个所述挡风板的第三凸条位于前一个所述挡风板的第一凸条和第二凸条之间；

将所述导轨板置于最前面挡风板的前方，并且，使所述最前面挡风板的第三凸条位于所述导轨板的第四凸条和第五凸条之间，所述导轨板的第一齿条与由所述步进电机驱动运动的第二齿条啮合；

所述控制器控制所述多层推拉窗式调节风门开关的过程为：

当n个挡风板按由前向后顺序依次记为第1挡风板、第2挡风板…第n挡风板；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行打开动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第一方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行打开方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行打开方向的平移运动；随着所述导轨板进行打开方向的平移运动，当所述导轨板的第五凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动；当所述第1挡风板的第二凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行打开运动；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行关闭动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第二方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行关闭方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行关闭方向的平移运动；随着所述导轨板进行关闭方向的平移运动，当所述导轨板的第四凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动；当所述第1挡风板的第一凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行关闭运动；其中，所述第二方向与所述第一方向的方向相反。

优选的，每一种类型的所述风量调节设备均配置有手动风量调节开关、自动风量调节开关、远程风量调节开关、现场通电手控开关、现场断电手控开关以及远程全自动通断电控制开关；

和/或

所述矿井通风状况采集设备包括瓦斯采集传感器、风速采集传感器、一氧化碳采集传感器、二氧化碳采集传感器、氧气采集传感器、温度采集传感器、粉尘浓度采集传感器以及湿度采集传感器中的一种或几种的组合。

本发明还提供一种矿井通风系统全局自动调控方法，包括以下步骤：

步骤一，按预设策略，在被调控的矿井通风系统的不同调控点分别布置各种类型的矿井通风状况采集设备；以及，针对不同类型的井巷类型，设计不同类型的风量调节设备，使不影响各种矿井生产和运输设备正常运行的情况下，每个风量调节设备的风阻调节范围达到最大，并保证各种情况下的风流可控性；然后在矿井通风系统的不同调控点分别布置与该调控点类型对应的风量调节设备；

步骤二，当启动对所述矿井通风系统进行全局自动调控时，所述矿井通风状况采集设备按预设采集策略采集对应监控点的矿井通风状态参数值，并将采集到的所述矿井通风状态参数值不断传输给监控装置；

所述监控装置将接收到的所述矿井通风状态参数值上传给远程智能化调控服务器；

步骤三，所述远程智能化调控服务器基于接收到的所述矿井通风状态监测参数值估算所述矿井通风系统的当前状态，再结合预计算出的各用风地点的需风量、各风量调节设备的风阻调节方案，生成对所述风量调节设备的风阻调节指令，并将所述风阻调节指令下发到所述监控装置；

步骤四，所述监控装置获得与该风阻调节指令对应的风量调节设备的设备类型及该风量调节设备的当前设备状态，然后，根据所述风量调节设备的设备类型及当前设备状态，将所述风阻调节指令转化为驱动设备的驱动指令，并将所述驱动指令发送到对应的驱动设备，通过所述驱动设备，调节所述风量调节设备的设备状态；同时，所述监控装置获得并存储调节后的所述风量调节设备的最新设备状态；然后将所述风量调节设备的最新设备状态上报给所述远程智能化调控服务器。

优选的，步骤四中，所述风量调节设备的设备状态包括所述风量调节设备的通断电状态、所述风量调节设备的开启度状态；

对于将所述风阻调节指令转化为驱动设备的驱动指令，所述风阻调节指令指对风量调节设备的风阻调节量；所述驱动设备的驱动指令指需驱动的电机转动角度；

对于所述监控装置获得并存储调节后的所述风量调节设备的最新设备状态，具体指：每一台所述风量调节设备均唯一连接一台风量调节设备状态采集装置，每当通过所述驱动设备调节所述风量调节设备的设备状态后，所述风量调节设备状态采集装置即采集被调节状态后的所述风量调节设备的最新设备状态，并将所述最新设备状态传输给所述监控装置；

还包括：当所述风量调节设备的设备状态出现异常时，通过以下三种方式对风量调节设备进行控制：

(1)通过远程智能化调控服务器向所述风量调节设备发送远程断电指令，在所述风量调节设备接收到该远程断电指令后，通过自身配置的远程全自动通断电控制开关自动控制自身断电；

(2)通过所述风量调节设备所配置的现场断电手控开关，控制所述风量调节设备断电；

还包括：当所述驱动设备采用电机时，所述电机加装刹车系统，只要所述电机未驱动调整所述风量调节设备的开启度，所述刹车系统即处于打开状态，且所述电机的通电电流为关闭状态，实现断电后固定风量调节设备开度。

本发明提供的矿井通风系统全局自动调控装置及方法，具有以下优点：

将多种自动调节和控制的风量调节设备进行优化组合，通过远程智能化调控服务器对整个矿井通风状况采集和各用风点的需风量计算，适时求出可行的全局调节方案，经由通信网络对所有自动化风量调节设备进行控制和调节。由于设计了多种样式的风量调节设备，可适用于不同的矿井环境，因此，在不影响生产和运输设备的正常运行条件下，实现矿井通风系统的全局优调优控，以满足矿井正常时期和灾变时期按时按需供风。

附图说明

图1为本发明提供的矿井通风系统全局自动调控装置的结构示意图；

图2为本发明提供的多个风量调节设备的布局示意图；

图3为本发明提供的百叶风窗式调节风门的正视图；

图4为本发明提供的扇叶关闭时百叶风窗式调节风门的侧视图；

图5为本发明提供的扇叶打开时百叶风窗式调节风门的侧视图；

图6为本发明提供的卷帘式调节风门的正视图；

图7为本发明提供的全关状态时卷帘式调节风门的侧视图；

图8为本发明提供的半开状态时卷帘式调节风门的侧视图；

图9为本发明提供的全开状态时卷帘式调节风门的侧视图；

图10为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全打开状态下的正视图；

图11为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全关闭状态下的正视图；

图12为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全打开状态下的俯视图；

图13为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全关闭状态下的俯视图；

图14为本发明提供的导轨板的正视图；

图15为本发明提供的导轨板的侧视图；

图16为本发明提供的导轨板的俯视图；

图17为本发明提供的挡风板的正视图；

图18为本发明提供的挡风板的侧视图；

图19为本发明提供的挡风板的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，本发明提供一种矿井通风系统全局自动调控装置，包括：矿井通风状况采集设备、监控装置、驱动设备、传动设备、远程智能化调控服务器以及N个风量调节设备；所述矿井通风状况采集设备的输出端通过所述监控装置连接到所述远程智能化调控服务器的输入端；所述远程智能化调控服务器与所述监控装置双向通信连接；所述监控装置包括与所述风量调节设备数量相同的控制芯片，每一个所述控制芯片连接唯一一台所述驱动设备的一端，该驱动设备的另一端通过独立的所述传动设备与对应的所述风量调节设备通信连接。

其中，矿井通风状况采集设备布置于矿井通风系统的不同调控点，用于全面采集矿井通风信息，包括瓦斯采集传感器、风速采集传感器、一氧化碳采集传感器、二氧化碳采集传感器、氧气采集传感器、温度采集传感器、粉尘浓度采集传感器以及湿度采集传感器等中的一种或几种的组合。

由于井下巷道类型较多，用途不一，单一类型的风量调节设备无法适应井下的各种生产和运输设备的正常运行，所以风量调节设备的种类也必须多样化。本发明主要以百叶风窗式调节风门、推拉窗式调节风门和卷帘式调节风门这三种主要类型的自动风门为组合对象，用以满足各种巷道的需要，当然根据实际巷道需要，也可以考虑采用适应皮带巷道的带固定窗口的百叶式风门、闸式卷帘风门、多层伸缩推拉门、密闭非伸缩推拉窗、密闭伸缩推拉窗等各种装置，从而适应不同类型井巷。具体的，以上主要风门的应用范围为：推拉窗式调节风门属于小断面调节风门，是井下常见的风门之一，虽然不影响风门的正常开关和设备运行，但调节范围较小；百叶风窗式调节风门属于中断面调节风门，风门的开关并不影响百叶窗的开度，不需要频繁调节，基本不影响设备的运行和闭锁，调节范围也较大；卷帘式调节风门属于全断面通风风门，虽然调节范围最大，但每当有设备通过时，均要重新复位，既影响风流的稳定又影响风门的使用寿命，适合比较单纯的调风通道；其它调节风门也各有适用条件。可见，本发明实现了针对不同用途的风道设计不同形式的调节风门，从而满足矿井通风和生产运输工艺的全局调风。

本发明根据井下风道(巷道)的用途和设施的不同结构，设计、布置不同类型的调节风门，下面以百叶风窗式调节风门、卷帘式调节风门和多层推拉窗式调节风门为例，说明本发明控制和传动部件设计或改造方法：

(一)百叶风窗式调节风门

如图3所示，为百叶风窗式调节风门的正视图，如图4所示，为扇叶关闭时百叶风窗式调节风门的侧视图，如图5所示，为扇叶打开时百叶风窗式调节风门的侧视图；其中，1为电源与通信电路，2为控制器，3为控制线路，4为制动装置，5为驱动电机，6为变速箱，7为手动操纵杆，8为联动臂，9为扇叶，10为摆臂。

百叶风窗式调节风门包括控制器、驱动电机、变速箱、联动臂以及百叶窗本体；其中，驱动电机不能裸露，需要使用外盖并且使用密封胶密封，电机电线由门内引出，连接到防爆箱中。所述百叶窗本体包括多个上下平行设置的扇叶，每一个扇叶均固定安装一个摆臂；各个扇叶的摆臂的端部均通过第一换向杆杠连接到所述联动臂上；所述控制器的输出端与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴与各个扇叶的摆臂平行设置，并且，所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠连接到所述联动臂上；在所述联动臂上还安装有手动操纵杆；

所述驱动电机具有记忆功能，所述百叶风窗式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，一方面，所述驱动电机自动掉电，同时，所述驱动电机记忆以下内容：对所述百叶风窗式调节风门发生操纵事件；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，然后，再调节各个扇叶的开启角度；另一方面，所述联动臂通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，所述联动臂一方面通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；同时，所述联动臂通过所述第二换向杠杆带动所述变速箱的输出轴转动，由于所述驱动电机带电，因此，所述驱动电机可记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述驱动电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴旋转，由于所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠与所述联动臂连接，则：所述变速箱的输出轴的旋转运动通过所述第二换向杆杠转化为所述联动臂的上下运动；当所述联动臂进行上下运动时，通过各个第一换向杆杠，转化为各个摆臂的旋转运动，进而带动各个扇叶进行旋转运动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；在上述过程中，所述驱动电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

和/或

所述百叶风窗式调节风门为带固定窗口的百叶式风门，即：在所述百叶窗本体上开设固定窗口。具体的，现有技术中，将百叶式风门安装于巷道上，会堵塞巷道，影响交通工具或工作人员的通过，例如，当需要从巷道上通过单皮带或双皮带时，只能首先将百叶式风门从巷道上拆除，待交通工具或工作人员通过后，再重新安装风门，可见，加大了施工工作量。而本发明中，根据具体巷道的通行需要，可以在百叶式风门上开设任意形状和大小的洞，例如，如果某个巷道需要频繁通过皮带机，则在百叶式风门上开设一个与皮带机体积相当的洞，因此，皮带机直接穿过洞而通过，不需要拆除风门，从而减化了施工。

本发明提供的百叶风窗式调节风门的主要特点如下：

(1)由于百叶窗本体的质量非常大，尤其当巷道中有风时，带动联动臂进行上下运动的阻力非常大，因此，常规电机无法带动联动臂进行上下运动；而本发明中，在驱动电机输出端安装变速箱，通过变速箱的作用，可加大驱动电机的输出扭矩，从而可有效带动联动臂进行上下运动；

(2)在百叶风窗式调节风门开设固定窗口，从而对于安装该百叶风窗式调节风门的巷道，既不需要拆除风门，也不会影响交通工具或工作人员的通过；

(3)驱动电机具有记忆功能，并且，百叶风窗式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；从而方便工作人员灵活选择各种控制方式对风门状态进行控制。

(二)卷帘式调节风门

如图6所示，为卷帘式调节风门的正视图；如图7所示，为全关状态时卷帘式调节风门的侧视图；如图8所示，为半开状态时卷帘式调节风门的侧视图；如图9所示，为全开状态时卷帘式调节风门的侧视图；其中，11为管状电机；12为卷帘，13为变速箱的输出轴。

具体的，卷帘式调节风门包括：控制器、管状电机、变速箱、传动装置、手动操纵杆和卷帘；所述控制器的输出端与所述管状电机连接，所述管状电机与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴位于所述卷帘的正上方，且所述变速箱的输出轴通过所述传动装置与所述卷帘的顶端固定连接；所述手动操纵杆与所述传动装置连接；当需要控制所述卷帘式调节风门开关状态时，所述变速箱驱动所述输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；

和/或

所述卷帘式调节风门为带固定窗口的卷帘式调节风门，即：在所述卷帘式调节风门的卷帘上开设固定窗口；其中，卷帘式调节风门所开设的固定窗口的原理与作用与百叶风窗式调节风门上开设固定窗口的原理与作用均相同，因此，在此不再赘述。

和/或

所述卷帘式调节风门的管状电机具有记忆功能，所述卷帘式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，带动所述输出轴旋转，然后，一方面，所述管状电机自动掉电，同时，所述管状电机记忆以下内容：对所述卷帘式调节风门发生操纵事件；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机对所述卷帘式调节风门进行复位操作，然后，再调节卷帘的开启角度；另一方面，所述传动装置带动所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；达到调节卷帘开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，最终带动所述输出轴运动，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；同时，由于所述管状电机带电，因此，所述管状电机可记忆所述输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述管状电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；在上述过程中，所述管状电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度。

卷帘式调节风门另一种改装方法为：可采用齿轮和齿条传动方式，将电动卷帘门的驱动电机同轴连接到小齿轮，卷帘轴同轴连接到大齿轮，小齿轮和大齿轮间通过齿条连接，根据扭矩和空间的需要确定变比级数和每级变比，电机同样需要密封，电机电线连接到专用防爆箱中。

本发明提供的卷帘式调节风门的主要特点与百叶风窗式调节风门类似，具体为：

(1)由于卷帘式调节风门的质量非常大，尤其当巷道中有风时，带动卷帘运动的阻力非常大，因此，常规电机无法带动卷帘运行；而本发明中，在管状电机输出端安装变速箱，通过变速箱的作用，可加大管状电机的输出扭矩，从而可有效带动卷帘运动；

(2)在卷帘式调节风门开设固定窗口，从而对于安装该卷帘式调节风门的巷道，既不需要拆除风门，也不会影响交通工具或工作人员的通过；

(3)卷帘式调节风门具有记忆功能，并且，卷帘式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；从而方便工作人员灵活选择各种控制方式对风门状态进行控制。

(4)驱动电机只能采用管状电机，从而保证在将卷帘卷在输出轴上时，使卷帘精确卷在输出轴上，而不会发生卷偏的现象。

(三)多层推拉窗式调节风门

多层推拉窗式调节风门和所述多层推拉窗式调节风窗的结构相同；

仅以多层推拉窗式调节风门为例进行介绍：

如图10所示，为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全打开状态下的正视图；如图11所示，为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全关闭状态下的正视图；如图12所示，为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全打开状态下的俯视图；如图13所示，为本发明提供的多层推拉窗式调节风门在完全关闭状态下的俯视图；如图14所示，为本发明提供的导轨板的正视图；如图15所示，为本发明提供的导轨板的侧视图；如图16所示，为本发明提供的导轨板的俯视图；如图17所示，为本发明提供的挡风板的正视图；如图18所示，为本发明提供的挡风板的侧视图；如图19所示，为本发明提供的挡风板的俯视图；其中，14为导轨板，15为挡风板，16为导轨，17为滑轮，18为第一齿条，所述多层推拉窗式调节风门包括：1个导轨板、n个挡风板、底座、步进电机以及控制器；其中，步进电机也同样需要密封，电机电线连接到专用防爆箱中。

每一个所述挡风板包括副板本体，在所述副板本体的背面左侧设置第一凸条，在所述副板本体的背面右侧设置第二凸条，在所述副板本体的正面左侧设置第三凸条，在所述副板本体的底部安装有滑轮；

所述导轨板包括主板本体，在所述主板本体的背面左右两侧分别设置第四凸条和第五凸条；在所述主板本体的底部安装第一齿条；

所述底座按由内向外的顺序平行设置n个导轨，所述n个导轨的右端部对齐，所述n个导轨的左端部呈阶梯排列，相邻两个导轨的左端部之间距离等于所述副板本体的宽度；

将各个所述挡风板分别安装在所述导轨上，使所述挡风板的滑轮可沿所述导轨左右滑动，并且，后一个所述挡风板的第三凸条位于前一个所述挡风板的第一凸条和第二凸条之间；

将所述导轨板置于最前面挡风板的前方，并且，使所述最前面挡风板的第三凸条位于所述导轨板的第四凸条和第五凸条之间，所述导轨板的第一齿条与由所述步进电机驱动运动的第二齿条啮合；

所述控制器控制所述多层推拉窗式调节风门开关的过程为：

当n个挡风板按由前向后顺序依次记为第1挡风板、第2挡风板…第n挡风板；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行打开动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第一方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行打开方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行打开方向的平移运动；随着所述导轨板进行打开方向的平移运动，当所述导轨板的第五凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动；当所述第1挡风板的第二凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行打开运动；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行关闭动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第二方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行关闭方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行关闭方向的平移运动；随着所述导轨板进行关闭方向的平移运动，当所述导轨板的第四凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动；当所述第1挡风板的第一凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行关闭运动；其中，所述第二方向与所述第一方向的方向相反。

本发明提供的多层推拉窗式调节风门的主要特点为：

现有技术中，可采用两种方式在巷道上安装普通的两层推拉式风门：第一种方式：不在巷道壁上开孔，只安装普通的两层推拉式风门，该种方式存在的主要问题为，当两层推拉式风门为打开状态时，推拉式风门占用空间为巷道宽度的一半，因此，具有开门占用空间大的问题；第二种方式，在巷道壁上开槽，当两层推拉式风门为打开状态时，使推拉式风门收入到所开的槽内。该种方式虽然解决了开门占用空间大的问题，但是，在巷道壁上开槽，具有施工难度大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了多层推拉窗式调节风门，该多层推拉窗式调节风门采用多层结构，在开门或关门过程中，各层挡风板顺次带动，从而实现开门或关门运动；尤其重要的是，由于为多层结构，每一层挡风板的宽度较小，因此，当开门时，各层挡风板重叠在一起，从而减少了开门占用空间；并且，所设置的层数越大，开门占用空间越小，同时还不需要在巷道壁上开槽。

需要强调的是，上述介绍的多层推拉窗式调节风门的结构仅为一种具体示例，本领域技术人员可以理解，凡是具有多层结构，且各层之间相互带动而实现开门或关门的推拉窗式调节风门，均属于本发明保护范围。

由于设计了各种调节风门，以适应不同的风道类型，但是，本发明提供的各种调节风门的安装位置和方法与普通风门无异，通用的安装方法降低了安装风门的难度。在各调节风门安装调试完成后，需要进行局部风阻精细测定，拟合出各调节风门开度上下限、局部风阻值的调节上下界限以及与控制电机转角的函数关系，并储存到相应风门的监控装置的控制芯片中。

另外，为了满足井下各种复杂环境和异常状态，每一种类型的所述风量调节设备均配置有手动风量调节开关、自动风量调节开关、远程风量调节开关、现场通电手控开关、现场断电手控开关以及远程全自动通断电控制开关，以保证各种情况下的风流可控性。

驱动设备可以选用电机，例如，步进电机、伺服电机或具有闭环或半闭环控制的电机等。监控装置通过驱动电机转动，进而通过传动装置改变风量调节设备的开启度，达到调节风量目的。此外，作为本发明的监控装置，在保证电机稳定运作的同时，还注重电机寿命的保护，电机寿命的保护方法为：电机加装刹车系统，除电机驱动调整风门以外的其他时间，刹车系统打开，并且关闭电机的通电电流，最大程度的降低用电消耗；这种方法可以在断电后固定风量调节设备开度，减少电机的使用时间，增加电机的使用寿命。此外，还根据电机本身的输出力矩增加减速装置，降低输出转速，提高输出力矩，通常来说，输出力矩在4.50NM以上即可，减速比在1：25～1：40之间比较适宜。

监控装置除了上述功能以外，还具有网络通信、精确调控电机、记录相关数据、读取采集传感器、控制开关电源电路的等功能。具体的，监控装置的通信网络兼容当前所有的工业总线，包括但不限于：经由网络设备转换的工业以太网、工业总线、Rs232线、Rs485线或Rs422线通信连接。监控装置与网络相连后，用于向远程智能化调控服务器发送矿井通风状况采集设备所采集到的矿井通风状态，还用于接收并执行远程智能化调控服务器下发的发出的控制命令。

本发明还提供一种矿井通风系统全局自动调控方法，包括以下步骤：

步骤一，按预设策略，在被调控的矿井通风系统的不同调控点分别布置各种类型的矿井通风状况采集设备；以及，针对不同类型的井巷类型，设计不同类型的风量调节设备，使不影响各种矿井生产和运输设备正常运行的情况下，每个风量调节设备的风阻调节范围达到最大，并保证各种情况下的风流可控性；然后在矿井通风系统的不同调控点分别布置与该调控点类型对应的风量调节设备；

步骤二，当启动对所述矿井通风系统进行全局自动调控时，各个所述矿井通风状况采集设备按预设采集策略采集对应调控点的矿井通风状态参数值，并将采集到的所述矿井通风状态参数值不断传输给监控装置；

所述监控装置将接收到的所述矿井通风状态参数值上传给远程智能化调控服务器；

步骤三，所述远程智能化调控服务器基于接收到的所述矿井通风状态参数值估算所述矿井通风系统的当前通风状态，再结合预存储的各用风地点的需风量、各风量调节设备的风阻调节方案，生成对所述风量调节设备的风阻调节指令，并将所述风阻调节指令下发到所述监控装置；

步骤四，所述监控装置获得与该风阻调节指令对应的风量调节设备的设备类型及该风量调节设备的当前设备状态，其中，风量调节设备的设备状态包括所述风量调节设备的通断电状态、所述风量调节设备的开启度状态等；

然后，根据所述风量调节设备的设备类型及当前设备状态，将所述风阻调节指令转化为驱动设备的驱动指令，其中，风阻调节指令指对风量调节设备的风阻调节量；所述驱动设备的驱动指令指需驱动的电机转动角度；然后，将所述驱动指令发送到对应的驱动设备，通过所述驱动设备，调节所述风量调节设备的设备状态；同时，所述监控装置获得并存储被调节状态后的所述风量调节设备的最新设备状态；然后将所述风量调节设备的最新设备状态上报给所述远程智能化调控服务器。本步骤中，每一台所述风量调节设备均唯一连接一台风量调节设备状态采集装置，每当通过所述驱动设备调节所述风量调节设备的设备状态后，所述风量调节设备状态采集装置即采集被调节状态后的所述风量调节设备的最新设备状态，并将所述最新设备状态传输给所述监控装置；

综上所述，本发明提供的矿井通风系统全局自动调控装置及方法，具有以下优点：

将多种自动调节和控制的风量调节设备进行优化组合，通过远程智能化调控服务器对整个矿井通风状况采集和各用风点的需风量计算，适时求出可行的全局调节方案，经由通信网络对所有自动化风量调节设备进行控制和调节。由于设计了多种样式的风量调节设备，可适用于不同的矿井环境，因此，在不影响生产和运输设备的正常运行条件下，实现矿井通风系统的全局优调优控，以满足矿井正常时期和灾变时期按时按需供风。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，包括：矿井通风状况采集设备、监控装置、驱动设备、传动设备、远程智能化调控服务器以及N个风量调节设备；所述矿井通风状况采集设备的输出端通过所述监控装置连接到所述远程智能化调控服务器的输入端；所述远程智能化调控服务器与所述监控装置双向通信连接；所述监控装置包括与所述风量调节设备数量相同的控制芯片，每一个所述控制芯片连接唯一一台所述驱动设备的一端，该驱动设备的另一端通过独立的所述传动设备与对应的所述风量调节设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述驱动设备为电机；所述电机为步进电机、伺服电机或具有闭环或半闭环控制的电机；和/或所述电机安装有刹车系统和/或减速装置。

3.根据权利要求1所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述监控装置与所述远程智能化调控服务器通过经由网络设备转换的工业以太网、工业总线、Rs232线、Rs485线或Rs422线通信连接；所述监控装置用于接收并执行所述远程智能化调控服务器下发的控制命令；所述监控装置还用于：控制和驱动不同类型的驱动设备和风量调节设备，且记录并向所述远程智能化调控服务器返回执行结果。

4.根据权利要求1所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述风量调节设备包括百叶风窗式调节风门、多层推拉窗式调节风门、多层推拉窗式调节风窗、卷帘式调节风门、闸式卷帘风门、多层伸缩推拉门、密闭非伸缩推拉窗、密闭伸缩推拉窗中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求4所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述百叶风窗式调节风门包括控制器、驱动电机、变速箱、联动臂以及百叶窗本体；其中，所述百叶窗本体包括多个上下平行设置的扇叶，每一个扇叶均固定安装一个摆臂；各个扇叶的摆臂的端部均通过第一换向杆杠连接到所述联动臂上；所述控制器的输出端与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴与各个扇叶的摆臂平行设置，并且，所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠连接到所述联动臂上；在所述联动臂上还安装有手动操纵杆；

所述驱动电机具有记忆功能，所述百叶风窗式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，一方面，所述驱动电机自动掉电，同时，所述驱动电机记忆以下内容：对所述百叶风窗式调节风门发生操纵事件；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，然后，再调节各个扇叶的开启角度；另一方面，所述联动臂通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述联动臂进行上下运动，当所述联动臂上下运动时，所述联动臂一方面通过各个第一换向杆杠带动各个摆臂进行顺时针或逆时针转动，由于摆壁与扇叶固定连接，因此，最终带动各个扇叶转动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；同时，所述联动臂通过所述第二换向杠杆带动所述变速箱的输出轴转动，由于所述驱动电机带电，因此，所述驱动电机可记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述驱动电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴旋转，由于所述变速箱的输出轴通过第二换向杆杠与所述联动臂连接，则：所述变速箱的输出轴的旋转运动通过所述第二换向杆杠转化为所述联动臂的上下运动；当所述联动臂进行上下运动时，通过各个第一换向杆杠，转化为各个摆臂的旋转运动，进而带动各个扇叶进行旋转运动，达到调节各个扇叶开启角度的目的；在上述过程中，所述驱动电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的各个扇叶的开启角度；当所述驱动电机在下次被启动时，所述驱动电机不需要对所述百叶风窗式调节风门的各个扇叶进行复位操作，可直接调节各个扇叶的开启角度；

和/或

所述百叶风窗式调节风门为带固定窗口的百叶式风门，即：在所述百叶窗本体上开设固定窗口。

6.根据权利要求4所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述卷帘式调节风门包括：控制器、管状电机、变速箱、传动装置、手动操纵杆和卷帘；所述控制器的输出端与所述管状电机连接，所述管状电机与所述变速箱连接，所述变速箱的输出轴位于所述卷帘的正上方，且所述变速箱的输出轴通过所述传动装置与所述卷帘的顶端固定连接；所述手动操纵杆与所述传动装置连接；当需要控制所述卷帘式调节风门开关状态时，所述变速箱驱动所述输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；

和/或

所述卷帘式调节风门为带固定窗口的卷帘式调节风门，即：在所述卷帘式调节风门的卷帘上开设固定窗口；

和/或

所述卷帘式调节风门的管状电机具有记忆功能，所述卷帘式调节风门具有三种控制方式，分别为：手动控制方式、半自动控制方式以及全自动控制方式；

所述手动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，带动所述输出轴旋转，然后，一方面，所述管状电机自动掉电，同时，所述管状电机记忆以下内容：对所述卷帘式调节风门发生操纵事件；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机对所述卷帘式调节风门进行复位操作，然后，再调节卷帘的开启角度；另一方面，所述传动装置带动所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；达到调节卷帘开启角度的目的；

所述半自动控制方式指：操纵所述手动操纵杆，进而带动所述传动装置运动，当所述传动装置运动时，最终带动所述输出轴运动，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；同时，由于所述管状电机带电，因此，所述管状电机可记忆所述输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度；

所述全自动控制方式指：所述控制器控制所述管状电机旋转，进而带动所述变速箱的输出轴进行顺时针或逆时针旋转，进而在所述传动装置的传动作用下，使所述卷帘缠绕在所述输出轴上进行开动作，或者，使所述卷帘从所述输出轴上释放而进行关动作；在上述过程中，所述管状电机记忆所述变速箱的输出轴的转动角度，进而可换算出控制后的卷帘的开启角度；当所述管状电机在下次被启动时，所述管状电机不需要对所述卷帘进行复位操作，可直接调节卷帘的开启角度。

7.根据权利要求4所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，所述多层推拉窗式调节风门和所述多层推拉窗式调节风窗的结构相同；

所述多层推拉窗式调节风门包括：1个导轨板、n个挡风板、底座、步进电机以及控制器；

每一个所述挡风板包括副板本体，在所述副板本体的背面左侧设置第一凸条，在所述副板本体的背面右侧设置第二凸条，在所述副板本体的正面左侧设置第三凸条，在所述副板本体的底部安装有滑轮；

所述导轨板包括主板本体，在所述主板本体的背面左右两侧分别设置第四凸条和第五凸条；在所述主板本体的底部安装第一齿条；

所述底座按由内向外的顺序平行设置n个导轨，所述n个导轨的右端部对齐，所述n个导轨的左端部呈阶梯排列，相邻两个导轨的左端部之间距离等于所述副板本体的宽度；

将各个所述挡风板分别安装在所述导轨上，使所述挡风板的滑轮可沿所述导轨左右滑动，并且，后一个所述挡风板的第三凸条位于前一个所述挡风板的第一凸条和第二凸条之间；

将所述导轨板置于最前面挡风板的前方，并且，使所述最前面挡风板的第三凸条位于所述导轨板的第四凸条和第五凸条之间，所述导轨板的第一齿条与由所述步进电机驱动运动的第二齿条啮合；

所述控制器控制所述多层推拉窗式调节风门开关的过程为：

当n个挡风板按由前向后顺序依次记为第1挡风板、第2挡风板…第n挡风板；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行打开动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第一方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行打开方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行打开方向的平移运动；随着所述导轨板进行打开方向的平移运动，当所述导轨板的第五凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动；当所述第1挡风板的第二凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行打开方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行打开运动；

当需要使所述多层推拉窗式调节风门进行关闭动作时，所述控制器驱动所述步进电机进行第二方向的旋转，进而带动所述第二齿条进行关闭方向的平移运动，由于所述第二齿条与所述第一齿条啮合，进而带动所述第一齿条进行平移运动，由于所述第一齿条固定安装在所述导轨板的底部，因此带动所述导轨板进行关闭方向的平移运动；随着所述导轨板进行关闭方向的平移运动，当所述导轨板的第四凸条与第1挡风板的第三凸条接触时，在所述导轨板的带动下，带动第1挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动；当所述第1挡风板的第一凸条与第2挡风板的第三凸条接触时，在所述第1挡风板的带动下，带动第2挡风板沿其所在的导轨进行关闭方向的平移运动，依此类推，实现多层推拉窗式调节风门进行关闭运动；其中，所述第二方向与所述第一方向的方向相反。

8.根据权利要求1所述的矿井通风系统全局自动调控装置，其特征在于，每一种类型的所述风量调节设备均配置有手动风量调节开关、自动风量调节开关、远程风量调节开关、现场通电手控开关、现场断电手控开关以及远程全自动通断电控制开关；

和/或

所述矿井通风状况采集设备包括瓦斯采集传感器、风速采集传感器、一氧化碳采集传感器、二氧化碳采集传感器、氧气采集传感器、温度采集传感器、粉尘浓度采集传感器以及湿度采集传感器中的一种或几种的组合。

9.一种矿井通风系统全局自动调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按预设策略，在被调控的矿井通风系统的不同调控点分别布置各种类型的矿井通风状况采集设备；以及，针对不同类型的井巷类型，设计不同类型的风量调节设备，使不影响各种矿井生产和运输设备正常运行的情况下，每个风量调节设备的风阻调节范围达到最大，并保证各种情况下的风流可控性；然后在矿井通风系统的不同调控点分别布置与该调控点类型对应的风量调节设备；

步骤二，当启动对所述矿井通风系统进行全局自动调控时，所述矿井通风状况采集设备按预设采集策略采集对应监控点的矿井通风状态参数值，并将采集到的所述矿井通风状态参数值不断传输给监控装置；

所述监控装置将接收到的所述矿井通风状态参数值上传给远程智能化调控服务器；

步骤三，所述远程智能化调控服务器基于接收到的所述矿井通风状态监测参数值估算所述矿井通风系统的当前状态，再结合预计算出的各用风地点的需风量、各风量调节设备的风阻调节方案，生成对所述风量调节设备的风阻调节指令，并将所述风阻调节指令下发到所述监控装置；

步骤四，所述监控装置获得与该风阻调节指令对应的风量调节设备的设备类型及该风量调节设备的当前设备状态，然后，根据所述风量调节设备的设备类型及当前设备状态，将所述风阻调节指令转化为驱动设备的驱动指令，并将所述驱动指令发送到对应的驱动设备，通过所述驱动设备，调节所述风量调节设备的设备状态；同时，所述监控装置获得并存储调节后的所述风量调节设备的最新设备状态；然后将所述风量调节设备的最新设备状态上报给所述远程智能化调控服务器。

10.根据权利要求9所述的矿井通风系统全局自动调控方法，其特征在于，步骤四中，所述风量调节设备的设备状态包括所述风量调节设备的通断电状态、所述风量调节设备的开启度状态；

对于将所述风阻调节指令转化为驱动设备的驱动指令，所述风阻调节指令指对风量调节设备的风阻调节量；所述驱动设备的驱动指令指需驱动的电机转动角度；

对于所述监控装置获得并存储调节后的所述风量调节设备的最新设备状态，具体指：每一台所述风量调节设备均唯一连接一台风量调节设备状态采集装置，每当通过所述驱动设备调节所述风量调节设备的设备状态后，所述风量调节设备状态采集装置即采集被调节状态后的所述风量调节设备的最新设备状态，并将所述最新设备状态传输给所述监控装置；

还包括：当所述风量调节设备的设备状态出现异常时，通过以下三种方式对风量调节设备进行控制：

(1)通过远程智能化调控服务器向所述风量调节设备发送远程断电指令，在所述风量调节设备接收到该远程断电指令后，通过自身配置的远程全自动通断电控制开关自动控制自身断电；

(2)通过所述风量调节设备所配置的现场断电手控开关，控制所述风量调节设备断电；

还包括：当所述驱动设备采用电机时，所述电机加装刹车系统，只要所述电机未驱动调整所述风量调节设备的开启度，所述刹车系统即处于打开状态，且所述电机的通电电流为关闭状态，实现断电后固定风量调节设备开度。