自動無壓風門系統結構

我國礦井生產條件比較惡劣，對礦井安全生產造成嚴重的危害，特別是重特大惡性事故(如瓦斯爆炸、火災)更是給礦井、生命財產造成巨大損失[31]。礦井一旦發生重大災害，會造成煤炭資源和設備的重大損失以及人員的重大傷亡，如果應對決策不及時或不恰當往往又會使礦井災害進一步擴大，而且僅憑救災指揮者的經驗基礎遠遠不能滿足日益復雜的救災決策需要。因此，需要亟待建立以風流遠程控制硬件設備和礦井災害智能決策系統為架構基礎的井下自動風門監控系統，使井下風流控制和抗災決策實現智能化、網絡化、可視化等，確保礦井安全高效開采。

在礦井災害的發生、發展過程中，井下風門監控系統能夠有效地進行預防和控制煤礦事故。因此，有必要建立風門監控系統以保障其控制風門運行的科學性、合理性、有效性。風門監控系統主要由地面采集監控主服務器、Web 服務器、路由器、光纖交換機、井下工業以太環網光纖主干道、光纖終端轉換裝置、智能采集裝置、彩色低照高清攝像頭、防火救災自動控制風門、礦用風門語音燈光聯鎖控制裝置、全自動智能控制風門、木質風門以及粉塵濃度、風速、溫度、CO、煙霧等多種環境參數測量傳感器等部分組成。其設備分布結構如圖 3.1 所示。

圖 3.1  自動無壓風門監測系統結構圖

基于監控系統的元件組成，研發了集控制設備、監測系統、網絡系統為一體的遠程控制系統，按實現功能不同可以劃分為 3 大功能模塊。

 

（1）自動無壓風門控制及運行參數檢測模塊

此模塊主要負責監測“井下抗災救災風門”、“全自動智能風門”、“木質風門”等相關風門的開/關位置、故障類型等運行狀態；實現人員及車輛通過風門時的自動語音提示及控制；執行地面遠程控制防火風門的開/關、井下現場本地（按鈕和遙控器）控制防火風門的開/關、噴霧的開/關等功能。實現災變設施遠程控制與本地控制相結合的管理方式，保證井下火災發生時，災變設施能按救災搶險預案正常運作，確保第一時間正確操作災變設施。全自動智能風門通過局部改造可以實現風門附近兩路圖像的監視，同時可以進行地面控制復位功能。

（2）自動無壓風門音、視頻監控信號采集模塊

此模塊主要負責采集管理井下救災風門（或全自動風門）處的實時動態高清圖像信息及地面語音廣播功能。每臺防火救災風門主機提供兩路視頻接入（視頻監控采用模塊化設計，可根據現場不同需求擴展成多路視頻）。為地面人員隨時掌握風門的實際運行狀態及風門處實際環境狀況提供可能。同時可實時監視井下工作人員及車輛通過風門的情況，為地面調度中心提供實時圖像監視及歷史圖像查詢，可用于實時追蹤或歷史再現井下工作人員、車輛的行走路線；實時圖像可以通過網絡或模擬 (BNC) 方式接入礦方視頻監控系統。語音模塊的功能，主要實現地面調度中心通過系統語音平臺，在未發生災害時可以用于廣播播放或自由選擇播放會議錄音文件、其它音頻文件等；當井下災害發生時可通過此語音系統通報救災路線及災情的發展情況，便于井下被困人員根據提示及時逃離災害現場，避免人員的傷亡。

環境傳感器信號采集模塊此模塊主要用于管理井下防火救災風門附近關鍵監測點的粉塵濃度、風速、溫度、 CO、煙霧等環境傳感器信息的采集接入，實時掌握風門附近巷道處的環境狀況等信息。當采集到的環境信息（如煙霧、溫度）超標時，風門自動報警提示并記錄異常狀態。同時地面軟件監控系統立即記錄異常事件并通過語音報警，提醒地面工作人員了解巷道環境變化，提前發現異常情況，第一時間處理突發事件，預防事態的進一步惡化，為搶險救災贏得寶貴時間。