金属矿山矿井智能通风关键技术

曹 龙，杨 敏

（1.长春黄金设计院有限公司，吉林 长春 130000；2.豪顿加拿大公司 Howden Canada）

目前，我国正处于开采中的矿山矿井基地比较多，开发力度各个矿山矿井的实际情况各不相同，开采的体量也具有不同的优势。然而，当前的整体开采技术水平和技术手段都还是传统的方式方法，相对比较而言技术水平相对落后。建立矿山矿井安全监控系统是生产的首要安全问题，智能化的矿井通风系统是至关重要的。

1 矿山矿井运用传统通风系统的弊端

1.1 安全问题

矿山矿井的开发环境是在开阔的山区，但是具体实践的开采作业又是在幽暗狭窄的密闭空间当中来进行生产操作的，野外山区的矿山一般情况下道路复杂多变，路面狭窄并且弯道很多，属于变化性很大的道路情况。矿井在实际开采过程中首先要在内部进行布道作业，矿井开采深度以及矿井下层的含水量，甚至内部地表的细微振动都有可能导致矿井下面产生一连串的连锁反应，这些振动反映会直接影响通风系统的管理。给复杂多变的井下工作带来很多的工作难度。井下的空气质量是根据井下所处的环境，时刻处于动态变化中，例如开采机械在工作过程中会在狭窄封闭的有限的井下空间产生机械能和热能，再加上有害气体的相互作用，一方面是导致井下整体空气质量差，另一反面是过热空气环境和粉尘很容易引发空气爆炸，因此，传统的井下通风系统的设备和管理水平低，存在极大的安全隐患。

1.2 布局问题

就目前发展现在来说存在很大的生产布局不合理的问题，部门开采区已经远远超出了原来的设计范围，原有的机械通风系统以及无法满足现有的开采条件，通风效果弱，且井下相关通风配套设备无法及时跟进。同时，井下大量的采空区和已经废旧的巷道属于有害的漏风通道，这些大量有害的外部漏风通道会在很大程度上削弱通风系统有效风量，严重威胁到作业面的正常通风效果。所以，建立智能化的通风系统是解决传统布局不足的关键性改革。

1.3 高海拔矿区问题

我国目前有很多金属矿山矿井位于云贵和其他高原地区，高原地区存在海拔高、昼夜温差极大的气候特征，随着矿井内部开采深度逐渐下降，中断高差也逐渐加大，自然压差就随着增加了，采用机械通风的矿井会受到很大的自然风压差的影响，随着高原温差和气候的变化，风向风流的大小变化也很大，这样对井下的通风条件会造成严重的影响，只有提升运用智能通风系统才能有效的解决以上存在的问题。

2 金属矿山矿井智能通风关键技术解析

建立智能化矿山矿井通风系统需要涉及到一些专业人员、专业的技术、专业的设备等条件，本身就是需要矿山矿井实际工作经验和科学技术理论相互结合的一项设计工作。信息智能化的矿井通风系统的设计是完全高标准、高强度的智能化工程设计。

2.1 智能化通风系统设计软件

我国目前80%的金属矿山矿井都采用地下开采的形式进行，金属矿开采的企业绝大部门还是在采用传统的机械通风系统，无论是从生产安全，还是生产效率来说都已经跟不上时代的发展步伐。

因此，做出对传统机械通风系统的升级改造是刻不容缓的工作要求。据从有关部门统计了解的情况可以看出，目前金属矿开采的不同企业根据其发展规模使用的智能化软件各有不同。绝大部分金属矿开采企业在实际生产过程中，所使用的智能化通风系统很难满足采矿过程中的生产需求，这些智能软件并没有完全建立一个智能化运转的通风系统，仅仅只是在某些单一方面起到微弱的作用。无法做到整个通风系统的数据采集、数据分析、信息管理，也不能有效监控矿井内的空气变化等问题。智能化通风系统软件的开发是有效提高矿山矿井生产的必要发展，信息智能化工程师需要加快开发通风系统专用的智能化软件的开发和功能提升，才能更好的推动金属矿开采的工作效率。

2.2 智能化通风软件系统的构筑物

科技社会发展日新月异，自动化的智能系统发展速度也在逐渐加快，矿山矿井通风系统以现代的自动化系统替代了传统的机械化系统。对于通风系统的发展研发了很多新型的通风设备和提高了通风性能，新的通风系统构筑物设备起到稳定检测、安全报警、智能调节、节能省电、稳定调节等重要功能。有效提高井下生产效率同时，又能起到安全作用。

2.3 智能化的控制单元

在矿山矿井的实际生产过程中构建智能化的通风系统，需要考虑一个核心因素就是该系统所涉及到的所有控制单元，能做到控制单元的优化对于建立整个系统有着非常重要的设计前提，把一切和建立智能化通风系统的有效数据归编入档，能够科学性的为智能通风设备，整个系统工程所涉及到的实际投入预算、运营管理费用的核算有着重要的参考意义。

对智能化通风系统的预算工程是前期准备的重要工作，涉及的工作量和实际参考数据要求很高。例如控制单元还需要以通风经济断面、魔阻、巷道风量的模型计算，根据实际数据来做出优化升级处理。并且，矿井通风系统是一个相对复杂多变的动态系统，在规划过程中务必要保留可以灵活调动的空间。因此，利用智能化计算机进行控制、分析提取数据、数据统计管理、实时监控等优势，做到矿井通风系统实现自动化智能化的科学管理。

2.4 建立通风智能化数据库

智能化矿井通风系统的建立对于提高企业生产效率，保障井下作业的人身安全都有着非常重要的实际作用。矿井下的作业是一个复杂多变的环境，智能化通风系统的对矿井下的工作能起到实施监控和数据统计的作用，并且根据计算机把实际动态数据上传到中央数据库，管理人员能实时有效的工具上传的数据对矿井下的生产问题进行跟踪管理，把智能化通风系统上传的数据进行分析研究，再作用到设备升级优化和管理分配的工作中去，那么构建的数据库和网络平台就能为我国矿山智能化通风系统的发展起到实质性的推进左右，也更加有利于智能化矿井通风系统更加的完善。

3 智能化通风系统的发展未来

我国社会主义经济建设处于全面发展阶段，国家对金属矿的需求高于以往任何发展阶段，持续安全的开采金属矿是促进国家经济发展的重要保障。由此可见，智能化矿山矿井通风系统的建立和完善还有很大的提升空间。

3.1 智能化通风系发展的空间巨大

科学发展是建立在以实际运用的基础之上的，理论指导指导实践，实践检验理论，这是一个相辅相成的过程，我国相关国家政策对科技技术在各个领域的发展持积极鼓励的态度，目前，我国矿山矿井智能化通风系统的发展虽然取了进步，但是远远不能满足现在社会的需求，因此需要更多优秀的计算机工程师、工程管理技术人员多方面相互合作、相互促进，通过大量提取和分析目前的智能化通风系统所涉及的实际数据，来不断地完善和提高我国矿山矿井智能化通风系统的管理水平。目前我国生产制造部门也达到了很高的国际生产水平，很多高精尖的科技仪器和多功能控制技术相对成熟，相关科学技术人才也越来越多，因此，需要相关的科学技术人员在数据、设备、科技的基础上做到优化创兴，研发出更多优质自动智能化的矿山矿井通风系统。这项开发工作目前还有很大的市场可行性和发展空间。

3.2 智能化通风系统的发展明天

矿山矿井的通风系统是一个相对变化很大的动态系统，矿井内的实际风动情况时刻处于动态过程中，智能化通风系统的作用就是对其进行密切的监控，以及借助智能化通风系统的科学设备在计算机指令的作用下进行调节，保证矿井下生产过程安全顺利的进行。智能化通风系统的操控人员都是专业的技术人员，懂得如何简洁方便的操作仪器。智能化的通风设备是成套系统，操作简便、效率很高。比起传统的机械通风系统，很大程度的提高了矿山企业的生产效益和生产安全。数据的采集和统计对矿山矿井的生产也有着直接的指导作用。随着我国科技在各个领域的飞速发展，智能化通风系统的发展技术也在日趋进步和完善。

3.3 智能化通风系统的国际发展趋势

我国的金属矿开采发展已经有一定的历史，金属矿分布在我国很多地方，气候、地势、海拔均有不同的分布情况，在金属矿开采方面我国技术部门和企业有很大的经验优势，现在大力借助科学技术来指导矿山矿井的安全生产，在发展智能化通风系统的建立和完善过程中，一定会有越来越先进的技术和设备被制造出来。既能满足国内的矿山矿井的生产需求，也能强有力的占领其他国家的市场需求。在国际上的今天“中国制造”已经是一张响亮的中国技术名片了。

4 结语

我国矿山矿井的智能化通风系统的完善和建立市场空间需求量极大，关键还是在科学技术水平的发展上。实际上，各个矿山矿井又有其独特的地理和环境差异，加上矿井下又呈现出一个动态多变的过程，这是一项考验技术、考验管理的综合性通风系统的建立。需要各个环节和因素大力的配合和相互促进。关键科学技术的提升是发展矿山矿井智能化通风系统的重要前提。结合实践，结合理论，积极提升我国矿山矿井智能化通风系统的建立就是对社会主义经济发展做出的积极贡献。