——华阳集团智能通风管控系统建设纪实

　　在煤炭行业迈向高质量发展的关键时期，科技创新正以前所未有的力量重塑着传统矿井的生产面貌。华阳集团凭借其前瞻性布局，依托科技创新，由集团通风部承担、科汇公司协作研发了智能通风管控系统，并在平舒公司率先实施应用。这是华阳集团打造“无人则安”本质安全型矿井的重要环节，标志着其在自主构建智能化、安全化、绿色化矿山道路上又迈出坚实的一步。
　　今年8月31日，中国煤炭工业协会组织有关专家，对“智能通风管控系统研究与开发”项目进行科技成果鉴定，认定该成果达到国际领先水平。近日，记者深入采访，见证了智能通风管控系统在实际生产中发挥的重要作用，科技正助力煤矿行业迈向更加安全、高效、可持续发展的崭新阶段。

以“智”控“风”
打造智能通风新标杆，让矿井“呼吸”自由顺畅

　　走进山西平舒煤业有限公司的生产调度指挥中心，不同颜色的线条、数字、立体图形在显示大屏上交织成一幅生动画卷。这幅“动态画”中的智能通风管控系统，正通过远程技术对矿井通风实时监测、分析、决策、管控，为煤矿安全生产提供有力保障。
　　“这是全断面精准测风站，能在数秒内完成自动测风、计算结果、生成报表，并完成数据上图。”10月18日，公司通风部主管侯爱瑞对着大屏边操作边讲解，画面切换到15301采区工作面，风窗、风门、测风站数据实时显示，各处通风情况一目了然。“新系统的使用，极大提高了测风精度及风量数据闭合性，同时降低了测风员工作强度，缩短全面测风周期。”
　　众所周知，煤矿井下通风是保障矿井安全生产的关键环节，好比人的呼吸系统，在为井下人员提供新鲜空气的同时，稀释有毒有害气体并将其排出，保障矿工健康和生命安全。
　　为解决传统通风系统过度依赖人工调节，存在响应滞后、效率不高、能耗偏大等问题，2022年5月，山西华阳集团新能股份有限公司、山西华阳科汇检测技术有限公司、山西信合智控科技有限公司达成合作协议，共同开发智能通风管控系统项目，历经一年多精心研发与调试，成功打造了集自动监测、智能分析、精准调控于一体的现代化通风系统。
　　平舒公司以智能矿山建设为目标，一直致力于通过技术创新来提升生产效率、安全性和可持续发展能力。2023年6月，平舒公司在15301工作面和15304掘进巷安装应用新研发的智能通风管控系统，实现全面感知、实时互联、协同控制、远程控制等功能，推动通风系统迭代升级。
　　“该系统将大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与矿井通风技术相结合，实现通风信息监测感知、通风隐患自动判识、通风安全动态预测、通风调控智能决策等功能。”平舒公司总工程师康添惠告诉记者，公司已建立起稳定性好、可靠性高、抗灾能力强、系统安全、高效节能的智能通风管控系统，有效提升了“一通三防”系统的信息化、自动化和智能化水平。
　　“手持测风棒，走在昏暗的矿井工作面，依次在巷道口、进风口等处的测风站进行定点测风，一个工作面测完用时2小时，整个矿需2天。”回忆起过去，如今已是平舒公司通风队队长的王斌文感触最深，当了十几年测风员，记录了成千上万次风量、风压、风速、温度、湿度等数值。自从安装了智能系统，只需轻点测风指令，矿井就开始自动测风，不到10分钟，便精确计算出结果，并生成测风报表。
　　“驭风有术，安全无忧。”王斌文对这个运行一年多的新系统赞誉有加，有了智能化通风系统的加持，井下风流大小、风速快慢，烟流、有毒有害气体扩散情况，以及风速、标高的巷道数据、颜色梯度变化等在电子大屏上清晰可见。“智能通风管控系统使风可感、可控，让矿井‘呼吸’更自由顺畅。”

创新引领
构建智能化通风系统，实现从“人控”到“数控”的跃升

　　谈起智能通风管控系统的研发初衷，华阳集团通风部副部长程红林介绍，平舒公司是比较典型的煤与瓦斯突出矿井，随着开采深入，矿井通风系统变得较为复杂。为进一步提高其稳定性、可靠性和智能化，亟须对矿井通风系统进行优化调整，提高矿井风量利用率，降低矿井能耗，保障煤矿安全生产。
　　2020年，国家发展改革委、国家能源局等8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中明确提出，对具备条件的生产煤矿加快智能化改造，包括在采掘、通风、安全监测等环节进行智能优化提升，实现传统煤矿的智能化转型升级。
　　随着研发项目的启动，整体思路、架构、模型、功能等都初具雏形。数据库的设计搭建，前端展示的各交互功能，都一 一落实到进度表上。每一项功能，都伴随着激烈的探讨，从需求分析到功能实现，再到部署实施，最后测试优化。
　　“项目初期，我们发现市场上同类软件不多，参考资料有限。一切都要从零开始，靠自己摸索。”信合智控公司技术负责人告诉记者，首先面临的是巷道模型的体现形式问题，现有软件普遍采用线条表示巷道，方式过于单一，无法立体展现巷道走向。技术团队最初考虑用平面图形展示，虽然看起来更精致，但仍无法准确反映巷道的起伏。经反复讨论尝试，一致认为要同时体现巷道的外部立体走向和内部环境，力求还原实际情况。“后来通过对矿井进行实地勘探，精准测量、记录，按等比例缩小还原实地效果，形成真实反映井下巷道的三维模型。”
　　科汇公司作为华阳集团全资子公司（华阳集团国家级技术中心实验室），一直秉承科学公正、高效服务、持续改进的质量方针，致力于服务煤矿安全生产。在智能通风管控系统项目研发上，公司团队合力破解了矿井通风实时动态智能网络解算难题。最初，在模型建立过程中，团队据风窗开启角度不同计算过风面积，确立了风网风窗调节公式，并通过现场测试验证。然而，在实际施工中，通风控制依赖于前后两道风窗，传统风窗调节公式并不适用。
　　如何同时调节两道风窗，平衡两道风窗最后的过风量，成了亟待解决的问题。
　　“动态控风，精准控风。”针对这一挑战，团队创新思路，按需风量实时监测风窗调节时的过风量，软硬件工程师共同探讨实现动态控风的可行性。最终，团队决定采用机械自动化控制原理，按照百分比比例，随开随测，逐步推进开启风窗角度，达成精确控风目的，从而满足动态控风需求。
　　从研发到安装试运行，智能通风管控系统建成统一完备的传输网络、数据管理平台、系统平台、智能分析平台，将自动化与信息化深度融合，对通风网络进行预判、预警与联动控制，做到按需供风、灾变控风，实现矿井安全高效生产，对预防和减少安全事故，提高煤矿通风安全具有重要意义。

一键轻点
突破应用场景关键瓶颈，开启智能高效管理新篇章

　　“15301工作面回风巷风速探头预警，实际通风量大于计划风量，请立刻安排测风员下井查看。”8月3日早7时，王斌文接到通风调度值班长侯爱瑞电话，经汇报矿总工程师和相关领导后，特安排通风队迅速作出反应。
　　轻松一点，处置完成。工作人员通过智能通风管控系统远程遥控，自动调节风窗大小，不到5分钟，风量恢复正常。而此时，测风员还未到达现场。“以前单纯靠人工，井下紧急情况处置用时较长。自从安装了智能系统，可以直接通过系统查看处理，几分钟就能完成，安全又高效。”侯爱瑞感慨道。
　　“抗变形智能平衡风门是智能通风管控系统建设的关键一环，改变了以往手动开关传统风门的工作模式，有效提高了矿井通风系统的安全可靠性。”平舒公司副总经理李强介绍，该风门还有远程解锁功能，能在5秒内打开，大于20厘米的适应巷道变形能力也是其一大亮点。
　　在新通风系统中，创新点众多，科技感十足，解决了许多场景应用中的难点和痛点问题。李强介绍，除抗变形智能平衡风门外，平舒公司还安装应用抗变形智能风窗、全断面精准测风装置，以及三维数据可视化的智能通风管控界面、通风智能分析与决策系统等等。智能通风管控系统融合多项创新技术，实现远程一键测风、调风，所有通风设备实现自动精准控制，填补了国内关于数智矿山建设中智能通风技术的空白。该项目在实验期间，申请了多项实用新型专利及软著。
　　“智能通风管控系统不仅具备卓越的兼容性，还可实现在手持终端上调控矿井通风参数及实时监测环境、设备状态，提升了操作的便捷性和灵活性。”李强解释，相关负责人可以通过手机App，随时随地查看矿井通风的具体情况，遇到突发事件时能快速响应并下达指令解决问题。
　　自矿井通风智能化技术装备投用以来，平舒公司实现了通风系统最优化，精确控制用风地点风量，满足了不同工作面的实际用风需求，降低了矿井通风阻力和能耗，节能防尘效果明显，为采场高产稳产奠定了良好基础。
　　“智能通风是我国煤矿通风现代化发展的必然方向，符合矿井节能减排和绿色高效的要求。”总工程师康添惠进一步表示，平舒公司将统筹推进智能通风建设各项任务，建立安全、可靠、经济、实用的矿井智能通风系统，不断提升智能矿山建设水平和智能化开采安全保障能力，实现从传统“人控”到先进“数控”的提质升级，努力打造智能化通风的标杆，争做智能化矿山建设的创新者、实践者和引领者。

本报记者周慧芳

记者手记

　　科技发展日新月异，5G、大数据、人工智能等新兴技术与各行各业加速融合，传统能源产业也不例外。
　　生命至上，安全第一。在推进智能矿山建设过程中，促进矿山安全发展是其题中之意。矿井通风是矿山安全生产中非常重要的一环，对于矿工的健康和生命安全至关重要。
　　华阳集团平舒公司在数字化、智能化时代浪潮中，不等不靠，先行先试，率先安装应用智能通风管控系统，将现代科技与传统产业完美融合，展开一场关于安全与高效的实践探索，推动产业升级与可持续发展。
　　走进煤矿，感受到的是一种与以往不同的秩序感和安全感。以前，煤矿通风系统的管理主要依靠人力，存在着不确定性。如今，智能通风系统就像一位无声的守护者，时刻监控着矿井内的空气流动、瓦斯浓度等关键指标，让原本复杂、繁琐的通风管理工作变得高效、精准，为煤矿安全生产提供了强有力的技术支撑。
　　实践证明，智能通风管控平台、抗变形智能风窗、抗变形智能平衡风门、全断面精准测风站、全手持终端App……这些升级换代的技术与装备，在保障煤矿安全生产、防止重大事故发生和全面提高煤矿抗灾害能力上，取得良好实效。智能通风管控系统的应用，为煤矿行业转型升级注入新的动力。相信在不久的将来，会有更多先进技术应用到煤矿领域。

周慧芳