阅读说明：本技术 一种用于地下矿山的通风自动系统 (Automatic ventilation system for underground mine ) 是由 李兵磊 黄萍 李欣 刘青灵 于 2020-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种用于地下矿山的通风自动系统,用于矿山巷道的交通及通风控制,所述通风自动系统包括成对设置于巷道处且设有红外系统的风门；所述风门的启闭机构与车辆识别系统和红外系统相连；所述启闭机构的工作模式包括人车混行模式及人车分流模式,当工作模式为人车混行模式时,若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发,则红外系统开启风门使目标物可通行,当工作模式为人车分流模式时,若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发,则红外系统启动车辆识别系统对该段巷道内的目标物进行识别,当识别为车辆时,则车辆识别系统开启风门使车辆可通行；本发明可以智能化地调整巷道交通和巷道通风状态。(The invention provides an automatic ventilation system for an underground mine, which is used for controlling the traffic and ventilation of a mine roadway and comprises air doors which are arranged at the roadway in pairs and provided with infrared systems; the opening and closing mechanism of the air door is connected with the vehicle identification system and the infrared system; the working modes of the opening and closing mechanism comprise a man-vehicle mixed running mode and a man-vehicle shunt mode, when the working mode is the man-vehicle mixed running mode, if the infrared system is triggered by the infrared ray of the target object in the roadway where the air door is located, the infrared system opens the air door to enable the target object to pass, when the working mode is the man-vehicle shunt mode, if the infrared system is triggered by the infrared ray of the target object in the roadway where the air door is located, the infrared system starts the vehicle identification system to identify the target object in the roadway at the section, and when the infrared system is identified as a vehicle, the vehicle identification system opens the air door to enable the vehicle to pass; the invention can intelligently adjust the traffic and ventilation states of the roadway.)

一种用于地下矿山的通风自动系统

技术领域

本发明涉及矿山巷道技术领域，尤其是一种用于地下矿山的通风自动系统。

背景技术

随着近些年金属矿山开挖深度逐步加深，通风难度也随着深度的增加而增加；在地下矿山工作面，常常是高温环境，通风线路较长，风阻较大，同时在通过过程中由于无法对整个通风系统进行管理，常常照成风量浪费较大，到达工作面后基本上感受不到新鲜风流。因为没有新鲜风流，局部风扇所抽到的空气也是污风，无法达到标准的工作环境，也造成了工作面温度较高，工人工作环境较差，按照安全工作手册，如果新鲜风流达不到合理的范围将会照成区域的停工，对生产造成极大的影响。因此，对整个矿区的通风系统进行管理显得尤为重要。

风门是矿井通风系统中的重要构筑物，它隔断风流，为矿井风流按需分配创造条件，同时又为行人及运输设备提供方便，风门通常安装在巷道内，两个风门为一组，在巷道内形成风流的缓冲室，便于车辆、设备、人员等的通过。智能风门和控制系统是智能化矿山的关键部分，随着矿山安全生产要求的提高、智慧矿山的推广和发展以及第五代通信技术带来的万物互联，该系统的市场需求量巨大。

发明内容

本发明提出一种用于地下矿山的通风自动系统，可以智能化地调整巷道交通和巷道通风状态，可以智能调整整个矿区的通风状态。

本发明采用以下技术方案。

一种用于地下矿山的通风自动系统，用于整个矿山通风协调控制，所述通风自动系统包括设于巷道处且可自动折叠的风门、矿山地面总控终端处的控制系统、物联网关、可接入物联网关的监测装置；所述总控终端包括控制台；所述风门为轻质的高强度门；所述风门的开启方式包括远程遥控开启及现场控制开启；

风门处有与控制台相连且可以感应人员及车辆的自动感应装置，当风门的开启方式为远程遥控开启时，若人员和车辆需通过风门出入，则风门自动开启；

所述控制系统可远程控制风门的开启和关闭；控制系统通过物联网关与监测装置相连；所述监测装置包括生产现场安装的传感器和监测仪器，可以同时对整个矿区的风量及温度情况进行监测；所述控制系统通过监测，可以对矿山不同区域的生产现场进行安全预警，并根据监测到的数据，计算出最优的通风路线来控制巷道处的风门启闭状态，以根据生产现场的工作情况合理分配通风量；

所述监测装置的监测对象包括生产现场的风量、温度及CO的含量，监测装置监测到的数据传送到控制系统；

所述控制台设有控制风门的自动开启的开关，每一个风门在控制台处均至少有一个对应的独立控制开关对其控制。

用于地下矿山的通风自动系统可用于矿山巷道的交通及通风控制，所述通风自动系统包括成对设置于巷道处且设有红外系统的风门；所述风门的启闭机构与车辆识别系统和红外系统相连；所述启闭机构的工作模式包括人车混行模式及人车分流模式，当工作模式为人车混行模式时，若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发，则红外系统开启风门使目标物可通行，当工作模式为人车分流模式时，若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发，则红外系统启动车辆识别系统对该段巷道内的目标物进行识别，当识别为车辆时，则车辆识别系统开启风门使车辆可通行。

所述风门的启闭动作由风门处的电机驱动；所述车辆识别系统内置照明设备和视频采集设备，以视频算法识别车辆。

所述风门外的旁侧处设有可开启风门的手动控制开关（6），当启闭模式为人车分流模式时，风门所在巷道内的人可通过手动控制开关开启风门以便通过。

所述风门的启闭机构还与物联网关相连；所述物联网关通过无线网络与客户终端或传感器相连。

所述物联网关通过客户终端或传感器收集矿山巷道数据，以评估风门的启闭状态是否合理，并根据评估结果来调整风门的启闭状态。

当传感器包括烟雾传感器时，若矿山巷道内的烟雾浓度大于阈值，则物联网关开启风门。

所述风门的启闭机构包括与矿山总控终端相连的智能控制器；所述矿山总控终端通过智能控制器对风门所在巷道处的人员车辆进出情况进行实时监控；所述智能控制器还与红外系统、车辆识别系统、物联网关及风门处的视频采集设备相连。

所述风门主体包括门板（1），所述门板以导轨（7）固定于巷道（8）处；所述导轨固定于巷道岩壁表面或埋设于巷道岩壁内。

所述门板为可收纳于箱体（3）内的可折叠式结构的门板；门板的可折叠式结构采用包括板条、钢绳（9）、卷轴（2）的挂钩式链接结构；门板内侧表面采用圆弧形设计；所述门板挂钩式链接结构的板条（10）连接处加装有橡胶件（9）以防止漏风。

所述风门的启闭机构以连接至智能控制器（4）的电机（5）驱动；所述电机通过链条驱动门板可折叠式结构的卷轴（2）来开启风门和关闭风门。

所述通风自动系统的使用包括以下步骤；

步骤1：监测装置通过监测元件，监测整个矿山区域的风速大小，空气中的成分及周围的温度；

步骤2：根据监测到的数据，控制系统通过专家系统或最优化程序对整个矿区进行安全评估，划分安全等级，根据需要模拟矿山区域需要供风区的需风量，给出最优的通风路线；

步骤3：根据最优的通风路线，选择需要开关的风门，控制系统根据计算结果，自动调整整个矿山矿区的各处风门的启闭状态；

步骤4：根据最优的路线自动开启和关闭矿区风门，监测系统通过对工作区域的风量、温度及空气成分的监测，对最优通风路线的实施效果进行评估；

步骤5：若评估的结果是可以达到通风目的，则控制系统自动进行通风线路的再次优化，并给出进一步的通风建议；

步骤6：人员及设备需通过风门时，风门通过自动感应装置进行识别，自动临时开启或关闭风门；

步骤7：监测系统根据需要在风门附件区域布设传感器，主要监测需要区域的风速，温度及空气中气体含量；

步骤8：如果控制系统给出的最优路线无法满足矿区需要，控制台可以直接通过手动按钮控制风门的开启和关闭。

步骤9：风门的启闭由电机驱动，风门前后均有一个手动开关，当自动感应失效时可以由风门附近的手动开关控制风门启闭。

本发明的自动风门，为轻便的、强度较高、可以远程遥控开启，也可以现场控制的设备，可以根据现场情况，对用风高的区域及用风较低的区域进行合理分配风量，达到合理的工作条件，解决了传统风门笨重，安装不方便、开启较为麻烦的问题。

本发明为了节省空间，风门设计为自动折叠，尽量少占或者不占空间。风门上方有自动感应装置，可以感应人员及车辆，在人员和车辆进行出入时，自动开启，提高了巷道交通效率。

本发明通过现场安装的感应器，可以同时对整个矿区的风量及温度情况进行监测，通过监测，可以对不同区域进行安全预警，或者进行安装局部通风系统的建议，并且可以根据现场工作情况，合理避开用风高的区域和用风低的区域，合理分配风量。

本发明针对现有的风门开启不方便，无法针对正矿区进行合理的通风安排，造成工作区域工作环境差，影响生产的缺点，可以根据生产情况灵活协调整个矿区的风流，为矿区的顺利生产提供保障。

本发明可以协调整个矿区风流，确保工作面新鲜风流满足工作需要；通过控制整个矿区各巷道风门的开启和关闭，协调整个矿区风流走向，而且可通过测量不同区域的风流量大小，调整风流的流向。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的流程示意图；

附图2是本发明的风门示意图；

附图3是门板的可折叠式结构的示意图；

附图4是风门的原理示意图；

图中：1-门板；2-卷轴；3-箱体；4-智能控制器；5-电机；6-手动控制开关；7-导轨；8-巷道；9-橡胶件；10-板条。

具体实施方式

如图1-4所示，一种用于地下矿山的通风自动系统，用于整个矿山通风协调控制，所述通风自动系统包括设于巷道处且可自动折叠的风门、矿山地面总控终端处的控制系统、物联网关、可接入物联网关的监测装置；所述总控终端包括控制台；所述风门为轻质的高强度门；所述风门的开启方式包括远程遥控开启及现场控制开启；

风门处有与控制台相连且可以感应人员及车辆的自动感应装置，当风门的开启方式为远程遥控开启时，若人员和车辆需通过风门出入，则风门自动开启；

所述控制系统可远程控制风门的开启和关闭；控制系统通过物联网关与监测装置相连；所述监测装置包括生产现场安装的传感器和监测仪器，可以同时对整个矿区的风量及温度情况进行监测；所述控制系统通过监测，可以对矿山不同区域的生产现场进行安全预警，并根据监测到的数据，计算出最优的通风路线来控制巷道处的风门启闭状态，以根据生产现场的工作情况合理分配通风量；

所述监测装置的监测对象包括生产现场的风量、温度及CO的含量，监测装置监测到的数据传送到控制系统；

所述控制台设有控制风门的自动开启的开关，每一个风门在控制台处均至少有一个对应的独立控制开关对其控制。

一种用于地下矿山的通风自动系统，用于矿山巷道的交通及通风控制，所述通风自动系统包括成对设置于巷道处且设有红外系统的风门；所述风门的启闭机构与车辆识别系统和红外系统相连；所述启闭机构的工作模式包括人车混行模式及人车分流模式，当工作模式为人车混行模式时，若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发，则红外系统开启风门使目标物可通行，当工作模式为人车分流模式时，若红外系统被风门所在巷道内的目标物红外线触发，则红外系统启动车辆识别系统对该段巷道内的目标物进行识别，当识别为车辆时，则车辆识别系统开启风门使车辆可通行。

所述风门的启闭动作由风门处的电机驱动；所述车辆识别系统内置照明设备和视频采集设备，以视频算法识别车辆。

所述风门外的旁侧处设有可开启风门的手动控制开关6，当启闭模式为人车分流模式时，风门所在巷道内的人可通过手动控制开关开启风门以便通过。

所述风门的启闭机构还与物联网关相连；所述物联网关通过无线网络与客户终端或传感器相连。

所述物联网关通过客户终端或传感器收集矿山巷道数据，以评估风门的启闭状态是否合理，并根据评估结果来调整风门的启闭状态。

当传感器包括烟雾传感器时，若矿山巷道内的烟雾浓度大于阈值，则物联网关开启风门。

所述风门的启闭机构包括与矿山总控终端相连的智能控制器；所述矿山总控终端通过智能控制器对风门所在巷道处的人员车辆进出情况进行实时监控；所述智能控制器还与红外系统、车辆识别系统、物联网关及风门处的视频采集设备相连。

所述风门主体包括门板1，所述门板以导轨7固定于巷道8处；所述导轨固定于巷道岩壁表面或埋设于巷道岩壁内。

所述门板为可收纳于箱体3内的可折叠式结构的门板；门板的可折叠式结构采用包括板条、钢绳9、卷轴2的挂钩式链接结构；门板内侧表面采用圆弧形设计；所述门板挂钩式链接结构的板条10连接处加装有橡胶件9以防止漏风。

所述风门的启闭机构以连接至智能控制器4的电机5驱动；所述电机通过链条驱动门板可折叠式结构的卷轴2来开启风门和关闭风门。

所述通风自动系统的使用包括以下步骤；

步骤1：监测装置通过监测元件，监测整个矿山区域的风速大小，空气中的成分及周围的温度；

步骤2：根据监测到的数据，控制系统通过专家系统或最优化程序对整个矿区进行安全评估，划分安全等级，根据需要模拟矿山区域需要供风区的需风量，给出最优的通风路线；

步骤3：根据最优的通风路线，选择需要开关的风门，控制系统根据计算结果，自动调整整个矿山矿区的各处风门的启闭状态；

步骤4：根据最优的路线自动开启和关闭矿区风门，监测系统通过对工作区域的风量、温度及空气成分的监测，对最优通风路线的实施效果进行评估；

步骤5：若评估的结果是可以达到通风目的，则控制系统自动进行通风线路的再次优化，并给出进一步的通风建议；

步骤6：人员及设备需通过风门时，风门通过自动感应装置进行识别，自动临时开启或关闭风门；

步骤7：监测系统根据需要在风门附件区域布设传感器，主要监测需要区域的风速，温度及空气中气体含量；

步骤8：如果控制系统给出的最优路线无法满足矿区需要，控制台可以直接通过手动按钮控制风门的开启和关闭。

步骤9：风门的启闭由电机驱动，风门前后均有一个手动开关，当自动感应失效时可以由风门附近的手动开关控制风门启闭。

本例中，如图3所示，当电机5转动带动卷轴2转动，卷轴拉起钢绳9，钢绳9带起板条，使门板以百叶窗形式折叠，实现风门开启，钢绳9位于导轨7内，卷轴2和电机5以及开启后折叠的风门门板1位于箱体3内。

本例中设有物联网关相连的矿山监测装置，其主要是在现场安装感应器和监测仪器，对现场的风量大小及温度进行监测，并将监测到的数据传送到物联网关控制系统的控制台，以物联网关控制系统控制风门的自动开启。

实施例：

一种用于地下矿山的通风自动系统，用于调节整个矿区的风流及风量；包括自动风门、控制系统、监测系统及控制平台；布署时首先根据矿山情况安装自动风门及监测系统。

通过管缆井安装电缆及控制基站；矿山地面总控终端处的控制系统及控制平台安装在地表监控大厅。

步骤1：监测装置通过监测元件（传感器），监测整个矿山区域的风速大小，空气中的成分及周围的温度；

步骤2：根据监测到的数据，控制系统通过专家系统或最优化程序对整个矿区进行安全评估，划分安全等级，根据需要模拟矿山区域需要供风区的需风量，给出最优的通风路线；

步骤3：根据最优的通风路线，选择需要开关的风门，控制系统根据计算结果，自动调整整个矿山矿区的各处风门的启闭状态；

步骤4：根据最优的路线自动开启和关闭矿区风门，监测系统通过对工作区域的风量、温度及空气成分的监测，对最优通风路线的实施效果进行评估；

步骤5：若评估的结果是可以达到通风目的，则控制系统自动进行通风线路的再次优化，并给出进一步的通风建议；

步骤6：人员及设备需通过风门时，风门通过自动感应装置进行识别，自动临时开启或关闭风门；

步骤7：监测系统根据需要在风门附件区域布设传感器，主要监测需要区域的风速，温度及空气中气体含量；

步骤8：如果控制系统给出的最优路线无法满足矿区需要，控制台可以直接通过手动按钮控制风门的开启和关闭。

步骤9：风门的启闭由电机驱动，风门前后均有一个手动开关，当自动感应失效时可以由风门附近的手动开关控制风门启闭。