自動無壓風(fēng)門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國礦井生產(chǎn)條件比較惡劣，對礦井安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害，特別是重特大惡性事故(如瓦斯爆炸、火災(zāi))更是給礦井、生命財產(chǎn)造成巨大損失[31]。礦井一旦發(fā)生重大災(zāi)害，會造成煤炭資源和設(shè)備的重大損失以及人員的重大傷亡，如果應(yīng)對決策不及時或不恰當(dāng)往往又會使礦井災(zāi)害進一步擴大，而且僅憑救災(zāi)指揮者的經(jīng)驗基礎(chǔ)遠遠不能滿足日益復(fù)雜的救災(zāi)決策需要。因此，需要亟待建立以風(fēng)流遠程控制硬件設(shè)備和礦井災(zāi)害智能決策系統(tǒng)為架構(gòu)基礎(chǔ)的井下自動風(fēng)門監(jiān)控系統(tǒng)，使井下風(fēng)流控制和抗災(zāi)決策實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化等，確保礦井安全高效開采。

在礦井災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展過程中，井下風(fēng)門監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地進行預(yù)防和控制煤礦事故。因此，有必要建立風(fēng)門監(jiān)控系統(tǒng)以保障其控制風(fēng)門運行的科學(xué)性、合理性、有效性。風(fēng)門監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面采集監(jiān)控主服務(wù)器、Web 服務(wù)器、路由器、光纖交換機、井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)光纖主干道、光纖終端轉(zhuǎn)換裝置、智能采集裝置、彩色低照高清攝像頭、防火救災(zāi)自動控制風(fēng)門、礦用風(fēng)門語音燈光聯(lián)鎖控制裝置、全自動智能控制風(fēng)門、木質(zhì)風(fēng)門以及粉塵濃度、風(fēng)速、溫度、CO、煙霧等多種環(huán)境參數(shù)測量傳感器等部分組成。其設(shè)備分布結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示。

圖 3.1  自動無壓風(fēng)門監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

基于監(jiān)控系統(tǒng)的元件組成，研發(fā)了集控制設(shè)備、監(jiān)測系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為一體的遠程控制系統(tǒng)，按實現(xiàn)功能不同可以劃分為 3 大功能模塊。

 

（1）自動無壓風(fēng)門控制及運行參數(shù)檢測模塊

此模塊主要負(fù)責(zé)監(jiān)測“井下抗災(zāi)救災(zāi)風(fēng)門”、“全自動智能風(fēng)門”、“木質(zhì)風(fēng)門”等相關(guān)風(fēng)門的開/關(guān)位置、故障類型等運行狀態(tài)；實現(xiàn)人員及車輛通過風(fēng)門時的自動語音提示及控制；執(zhí)行地面遠程控制防火風(fēng)門的開/關(guān)、井下現(xiàn)場本地（按鈕和遙控器）控制防火風(fēng)門的開/關(guān)、噴霧的開/關(guān)等功能。實現(xiàn)災(zāi)變設(shè)施遠程控制與本地控制相結(jié)合的管理方式，保證井下火災(zāi)發(fā)生時，災(zāi)變設(shè)施能按救災(zāi)搶險預(yù)案正常運作，確保第一時間正確操作災(zāi)變設(shè)施。全自動智能風(fēng)門通過局部改造可以實現(xiàn)風(fēng)門附近兩路圖像的監(jiān)視，同時可以進行地面控制復(fù)位功能。

（2）自動無壓風(fēng)門音、視頻監(jiān)控信號采集模塊

此模塊主要負(fù)責(zé)采集管理井下救災(zāi)風(fēng)門（或全自動風(fēng)門）處的實時動態(tài)高清圖像信息及地面語音廣播功能。每臺防火救災(zāi)風(fēng)門主機提供兩路視頻接入（視頻監(jiān)控采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)現(xiàn)場不同需求擴展成多路視頻）。為地面人員隨時掌握風(fēng)門的實際運行狀態(tài)及風(fēng)門處實際環(huán)境狀況提供可能。同時可實時監(jiān)視井下工作人員及車輛通過風(fēng)門的情況，為地面調(diào)度中心提供實時圖像監(jiān)視及歷史圖像查詢，可用于實時追蹤或歷史再現(xiàn)井下工作人員、車輛的行走路線；實時圖像可以通過網(wǎng)絡(luò)或模擬 (BNC) 方式接入礦方視頻監(jiān)控系統(tǒng)。語音模塊的功能，主要實現(xiàn)地面調(diào)度中心通過系統(tǒng)語音平臺，在未發(fā)生災(zāi)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(dāng)井下災(zāi)害發(fā)生時可通過此語音系統(tǒng)通報救災(zāi)路線及災(zāi)情的發(fā)展情況，便于井下被困人員根據(jù)提示及時逃離災(zāi)害現(xiàn)場，避免人員的傷亡。

環(huán)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(zāi)風(fēng)門附近關(guān)鍵監(jiān)測點的粉塵濃度、風(fēng)速、溫度、 CO、煙霧等環(huán)境傳感器信息的采集接入，實時掌握風(fēng)門附近巷道處的環(huán)境狀況等信息。當(dāng)采集到的環(huán)境信息（如煙霧、溫度）超標(biāo)時，風(fēng)門自動報警提示并記錄異常狀態(tài)。同時地面軟件監(jiān)控系統(tǒng)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(huán)境變化，提前發(fā)現(xiàn)異常情況，第一時間處理突發(fā)事件，預(yù)防事態(tài)的進一步惡化，為搶險救災(zāi)贏得寶貴時間。