一、背景與需求
1.煤礦通風安全核心需求
煤礦巷道通風系統(tǒng)直接影響瓦斯?jié)舛?、粉塵擴散及作業(yè)環(huán)境安全。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，風速需控制在0.15-4m/s(掘進工作面)或0.25-6m/s(采煤工作面)，風向需確保有害氣體及時排出。傳統(tǒng)人工監(jiān)測效率低、精度差，難以滿足實時動態(tài)需求。
2.技術(shù)痛點
· 粉塵、潮濕等環(huán)境易導致傳感器失效;
· 多巷道交叉區(qū)域風流紊亂，需精準定位異常點;
· 數(shù)據(jù)需與應急系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)快速響應。
二、解決方案設計
1.設備選型與部署
· 儀器選型：采用防爆型風速風向儀(如ExdⅠMb防護等級)，支持0-15m/s量程、±0.3m/s精度，兼容粉塵環(huán)境。
· 部署策略：
· 主通風巷道安裝固定式監(jiān)測點;
· 掘進工作面配備便攜式設備，實時跟蹤風流變化。
2.系統(tǒng)集成
· 數(shù)據(jù)通過無線傳輸(ZigBee/LoRa)接入礦井安全監(jiān)控平臺;
· 設置分級報警閾值：
· 一級報警：風速低于/高于標準值10%;
· 二級報警：持續(xù)異常超10分鐘。
三、實施效果與效益
1.安全提升
· 某礦區(qū)案例：部署后，瓦斯超限事故率下降72%，風流異常響應時間從30分鐘縮短至5分鐘。
· 2023年某煤礦通過風速數(shù)據(jù)優(yōu)化通風機頻率，減少瓦斯積聚風險。
2.經(jīng)濟效益
· 節(jié)省人工巡檢成本約40%(原需每日2次人工記錄);
· 通過動態(tài)調(diào)節(jié)風機功率，年節(jié)電約15%。
四、挑戰(zhàn)與優(yōu)化
1.技術(shù)難點應對
· 粉塵干擾：采用自清潔傳感器+定期校準(每季度1次);
· 信號傳輸：在金屬支架區(qū)域加裝中繼器，確保無線信號覆蓋。
2.管理優(yōu)化
· 建立“監(jiān)測-預警-處置”閉環(huán)流程，明確崗位責任;
· 數(shù)據(jù)存檔周期延長至2年，支持事故溯源。
五、結(jié)論與展望
風速風向儀換能器已成為煤礦通風智能化的核心設備，未來可結(jié)合AI算法實現(xiàn)：
· 風流模擬預測，提前優(yōu)化通風路徑;
· 聯(lián)動井下機器人，自動關(guān)閉異常區(qū)域風門。
