礦井通風(fēng)機(jī)無人值守技術(shù)要求范圍本文件規(guī)定了礦井通風(fēng)機(jī)無人值守的總體要求、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測方法和運(yùn)行管理要求。本文件適用于生產(chǎn)和建設(shè)礦井的通風(fēng)機(jī)無人值守。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T34679智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范GB50450煤礦主要通風(fēng)機(jī)站設(shè)計規(guī)范GB/T50518礦井通風(fēng)安全裝備配置標(biāo)準(zhǔn)GB51024煤礦安全生產(chǎn)智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB/T51272煤炭工業(yè)智能化礦井設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

儲能應(yīng)急電源energystoragestandbypowersupply為確保通風(fēng)機(jī)不間斷運(yùn)行而為其配備的一種具有電能存儲、釋放功能的穩(wěn)定后備電源。

礦井防爆門mineexplosion-proofdoor裝設(shè)在斜井回風(fēng)井口或提升回風(fēng)井塔（井架），當(dāng)井下發(fā)生爆炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，能自動打開，防止沖擊波沖擊，以保護(hù)主要通風(fēng)機(jī)免受毀壞的裝置?？傮w要求礦井通風(fēng)機(jī)無人值守的傳感器、變送器和采集與轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)按運(yùn)行通風(fēng)機(jī)和備用通風(fēng)機(jī)分別配置，不應(yīng)采用熱切換方式。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守的兩路主光纜應(yīng)從不同井筒進(jìn)入井下，主光纜和環(huán)網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)組成千兆以上工業(yè)級以太環(huán)網(wǎng)。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守應(yīng)采用集中供電，不應(yīng)就近取電。供電電源應(yīng)設(shè)置開關(guān)及穩(wěn)壓裝置，敷設(shè)專用供電線路，不應(yīng)和照明系統(tǒng)共用線路及開關(guān)設(shè)備。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守與全礦智能化平臺對接，宜采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無線寬帶等技術(shù)手段實現(xiàn)多系統(tǒng)間數(shù)據(jù)聯(lián)動，實現(xiàn)智能感知、分析、報警，提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與控制接口。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守采用符合行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換規(guī)范協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)的國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品及系統(tǒng)，其信息傳輸應(yīng)符合GB/T34679、GB/T50518、GB51024和GB/T51272等有關(guān)要求。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能，實現(xiàn)專網(wǎng)與外網(wǎng)、控制網(wǎng)與管理網(wǎng)的隔離，網(wǎng)絡(luò)防火墻應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)測功能，主要系統(tǒng)應(yīng)滿足網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)二級要求，重要的三級系統(tǒng)應(yīng)具備主動防御，可信驗證、攻擊檢測功能。監(jiān)測內(nèi)容礦井通風(fēng)機(jī)無人值守應(yīng)實時監(jiān)測以下參數(shù)：大氣壓力、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)；風(fēng)量、風(fēng)速、全壓、靜壓、效率等通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)；電流、電壓、有功功率、無功功率、電機(jī)效率、用電電量等風(fēng)機(jī)配用電機(jī)的電氣參數(shù)；通風(fēng)系統(tǒng)入口靜壓、全壓、動壓、入口溫度、風(fēng)速、風(fēng)量；壓力、振動、電機(jī)定子繞組溫度、軸承溫度等設(shè)備參數(shù)；風(fēng)口的瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度。監(jiān)測設(shè)備概述礦井通風(fēng)機(jī)無人值守宜采用礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)，其系統(tǒng)架構(gòu)見附錄A，其功能見附錄B。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守一般包括主機(jī)、交換機(jī)、光電轉(zhuǎn)換器、供電設(shè)備、顯示器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)向傳感器等。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守應(yīng)以主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)井防爆門（防爆井蓋）作為主要監(jiān)測對象，且主要監(jiān)測對象及其附近監(jiān)測設(shè)備應(yīng)滿足下述要求。主要通風(fēng)機(jī)主要通風(fēng)機(jī)宜具有一鍵啟停、反風(fēng)、倒機(jī)功能，具有運(yùn)行風(fēng)機(jī)故障報警及在授權(quán)下的自動倒機(jī)功能。無人值守風(fēng)機(jī)應(yīng)具有定期自檢及故障診斷功能。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守主要通風(fēng)機(jī)房、配電室應(yīng)配置視頻圖像監(jiān)視系統(tǒng)。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守主要通風(fēng)機(jī)房、配電室宜配備危險氣體巡檢機(jī)器人相關(guān)機(jī)器人巡視裝置。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守主要通風(fēng)機(jī)房應(yīng)定期巡視。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守宜實現(xiàn)防爆門（防爆井蓋）遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與控制。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守主要通風(fēng)機(jī)宜實現(xiàn)在線變頻調(diào)速，葉片角度宜實現(xiàn)在線監(jiān)測及調(diào)節(jié)。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守主要通風(fēng)機(jī)宜采用儲能應(yīng)急電源作為第三備用電源。局部通風(fēng)機(jī)宜具備局部通風(fēng)機(jī)電氣參數(shù)實時感知和故障診斷預(yù)警功能。局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)宜配置視頻圖像監(jiān)視裝置。煤及半煤巖巷掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)宜具有變頻調(diào)速功能。局部通風(fēng)機(jī)宜具有故障自動切換功能，當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時，備用局部通風(fēng)機(jī)能自動啟動，保持局部通風(fēng)系統(tǒng)正常通風(fēng)。宜具備遠(yuǎn)程監(jiān)測局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、甲烷濃度及智能感知風(fēng)筒末端有風(fēng)或無風(fēng)狀態(tài)功能，并具備遠(yuǎn)程集中控制功能。風(fēng)井防爆門（防爆井蓋）回風(fēng)井宜采用抗沖擊自動復(fù)位防爆門（防爆井蓋），在發(fā)生爆炸時能自動打開泄壓，爆炸過后自動復(fù)位，滿足爆炸沖擊抗壓強(qiáng)度要求。停風(fēng)檢修應(yīng)實現(xiàn)自動打開、關(guān)閉。正常漏風(fēng)率應(yīng)小于5%，抗災(zāi)后漏風(fēng)率應(yīng)小于15%。礦井防爆門（防爆井蓋）應(yīng)布置在與回風(fēng)井同一軸線上，正對回風(fēng)井風(fēng)流方向安置。封閉井塔和井架的回風(fēng)立井，防爆門可不設(shè)在與回風(fēng)井同一軸線上，在井塔（井架）兩側(cè)合適的位置安設(shè)卸壓防爆門。引風(fēng)硐口到主要通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口的距離應(yīng)大于其到礦井防爆門（防爆井蓋）的距離10?m以上，并滿足GB50450的要求。礦井防爆門的門體斷面積不宜小于出風(fēng)井井口的斷面積。礦井防爆井蓋的蓋體斷面積應(yīng)滿足放入密封槽的要求。風(fēng)井防爆門（防爆井蓋）應(yīng)依靠主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行負(fù)壓保持關(guān)閉狀態(tài)。風(fēng)井防爆門（防爆井蓋）應(yīng)隨時保持關(guān)閉狀態(tài)，嚴(yán)密不漏風(fēng)，并安設(shè)平衡重物或采取其他裝置或措施，使礦井防爆門（防爆井蓋）易于開啟，且不應(yīng)閉鎖。風(fēng)井防爆井蓋的密封槽采取液體介質(zhì)作密封時，應(yīng)選用不燃防凍液，并保持在注滿狀態(tài)；采用液封時，液體深度應(yīng)大于風(fēng)壓（防爆井蓋內(nèi)外的壓力差）要求。水封的高度要求：若主要通風(fēng)機(jī)最大工作壓力小于3?kPa，液封的有效高度不小于300?mm；若主要通風(fēng)機(jī)最大工作壓力大于等于3?kPa、小于等于5?kPa，液封的有效高度不小于500?mm；若主要通風(fēng)機(jī)最大工作壓力大于5?kPa，液封的有效高度不小于1?000?mm。風(fēng)井防爆門出口不應(yīng)正對其它建筑物，20?m范圍內(nèi)不應(yīng)有明火非防爆的電氣設(shè)備、電源。監(jiān)測方法礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)可參照附錄A中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖完成總體構(gòu)架，宜以PLC或數(shù)字化監(jiān)控儀表為控制核心，通過傳感器等檢測裝置將電動機(jī)定子溫度以及風(fēng)機(jī)軸承溫度、負(fù)壓、風(fēng)量等輸入量（模擬量）傳送給PLC，然后PLC通過D/A轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出控制變頻調(diào)速器的速度指令使變頻器帶動風(fēng)機(jī)按一定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守的鋪設(shè)應(yīng)遵循以下步驟：考察礦井實際情況，如主通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、防爆門位置、狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等；根據(jù)礦井實際情況，繪制設(shè)備安裝布置圖和設(shè)備連接圖，對監(jiān)測設(shè)備的種類、數(shù)量、安裝位置和電纜、光纜、信號線、網(wǎng)線的敷設(shè)等做出明確要求；依據(jù)設(shè)備安裝布置圖和設(shè)備連接圖安裝、連接設(shè)備，如有變動，需上報技術(shù)負(fù)責(zé)人，由技術(shù)負(fù)責(zé)人確定變動方案，記錄變動位置信息；設(shè)備鋪設(shè)完成，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、驗收，確定系統(tǒng)運(yùn)行良好；根據(jù)現(xiàn)場布置情況，更新設(shè)備安裝布置圖和設(shè)備連接圖。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守應(yīng)提供就地、自動、集控3種控制方法供以選擇：就地控制：在系統(tǒng)主操作臺控制；自動控制：由系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器信號反饋回來自動調(diào)節(jié)控制變頻頻率控制；集控控制：由調(diào)度室上位機(jī)控制。礦井通風(fēng)機(jī)無人值守數(shù)據(jù)超限，設(shè)備應(yīng)實現(xiàn)集中報警，煤礦維護(hù)低于報警值后解除報警。超限報警應(yīng)包括上限預(yù)警、上限報警、下限預(yù)警和下限報警。運(yùn)行管理應(yīng)指定人員負(fù)責(zé)通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)的日常檢查與維護(hù)工作。定期進(jìn)行巡視和檢查，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時處理。在故障期間，若影響到井下通風(fēng)，應(yīng)及時通知調(diào)度室，并做好井下人員撤離準(zhǔn)備。通風(fēng)機(jī)相關(guān)圖紙、技術(shù)資料應(yīng)歸檔保存，并建立以下賬卡及報表：設(shè)備、儀表臺賬；設(shè)備故障登記表；檢修記錄；巡檢記錄。應(yīng)繪制通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)設(shè)備布置圖，并根據(jù)實際情況及時更新。布置圖應(yīng)標(biāo)明設(shè)備的位置、信號線纜和供電電纜走向等，方便出現(xiàn)問題及時處理。監(jiān)測設(shè)備應(yīng)設(shè)置在便于人員觀察、調(diào)試、檢驗及支護(hù)良好、無淋水、無雜物的巷道或硐室中，安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車為宜。監(jiān)測設(shè)備應(yīng)懸掛編號信息及安全標(biāo)志，并與存檔資料信息一致，設(shè)備編號應(yīng)懸掛于分站旁明顯位置。儲能應(yīng)急電源應(yīng)定期試驗，風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器及溫度傳感器應(yīng)定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。新建及升級改造礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行一次性能評估，以后每3年進(jìn)行一次性能評估。

（資料性）

礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)構(gòu)架概述礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)采用分散控制和集中信息管理相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式。系統(tǒng)一般劃分為3個層次，依次為現(xiàn)場測量與控制層、中央管理層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖A.1。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)場測量與控制層一般劃分為現(xiàn)場測量和現(xiàn)場制兩個部分。在現(xiàn)場測量方面，一般由先進(jìn)傳感器、智能巡檢儀、可編程邏輯控制器PLC（以下均簡稱“PLC”）以及視頻監(jiān)控設(shè)備等組成，實現(xiàn)對開關(guān)柜和通風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以及風(fēng)機(jī)勵磁柜現(xiàn)場狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測。在現(xiàn)場控制方面，根據(jù)中央管理層的需要來調(diào)節(jié)風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)以及實現(xiàn)倒機(jī)，并能對異常狀態(tài)進(jìn)行報警?，F(xiàn)場測量與控制層通過屏蔽電纜與中央管理層聯(lián)網(wǎng)，實時反映風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及實時參數(shù)?，F(xiàn)場測量與控制層還能接受遠(yuǎn)程監(jiān)控層的控制命令，實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的控制。中央管理層一般由數(shù)據(jù)采集與通信裝置、工業(yè)計算機(jī)、視頻監(jiān)視器和不間斷電源組成。中央管理層通過RS485總線與現(xiàn)場測量與控制層相連。通過MODBUS-RTU協(xié)議與PLC通信，把實時采集的風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)傳輸?shù)街醒牍芾韺?，進(jìn)行判斷，并實時顯示在數(shù)據(jù)采集與通信裝置觸摸屏上。通過RS485和高壓開關(guān)柜集XX全裝置觸點(diǎn)，不僅實時對綜合保護(hù)裝置開關(guān)信息的讀取，還實現(xiàn)對開關(guān)柜的其他模擬參數(shù)的讀取。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)與來自遠(yuǎn)程監(jiān)控層數(shù)據(jù)的判斷，實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的控制。遠(yuǎn)程監(jiān)控層一般由上位監(jiān)控計算機(jī)和視頻監(jiān)控主機(jī)組成，并通過光纖以及數(shù)據(jù)通訊協(xié)議把中央管理層與現(xiàn)場測量與控制層進(jìn)行相連，做到工作人員在中央控制室就能對風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)測與控制，實現(xiàn)風(fēng)機(jī)管理集中化。視頻監(jiān)控主機(jī)將通風(fēng)機(jī)房的環(huán)境信息與現(xiàn)場聲音信號進(jìn)行上傳。操作人員根據(jù)視頻監(jiān)控中的圖像對風(fēng)機(jī)風(fēng)門等設(shè)備設(shè)施進(jìn)行精確控制。

（資料性）

礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)功能概述礦井通風(fēng)機(jī)無人值守系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)采集、儲存和查詢、數(shù)據(jù)顯示、打印、備份、雙機(jī)切換、備用電源、自我控制、自我診斷等功能。數(shù)據(jù)采集功能系統(tǒng)具有模擬量采集、顯示及報警功能。系統(tǒng)具主通風(fēng)機(jī)啟停、風(fēng)道風(fēng)門開閉狀態(tài)等開關(guān)量采集、顯示及報警功能。系統(tǒng)具有功電量等累計量采集、顯示及報警功能。儲存和查詢功能系統(tǒng)以名稱或編號區(qū)分監(jiān)測地點(diǎn)變量，并具有以名稱或編號為索引的存儲和查詢功能：系統(tǒng)全部顯示數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)；報警及解除報警時刻及狀態(tài)；主通風(fēng)機(jī)、地面主通風(fēng)機(jī)風(fēng)道的風(fēng)門狀態(tài)及變化時刻；設(shè)備故障/恢復(fù)正常工作時刻及狀態(tài)等。顯示功能列表顯示功能系統(tǒng)具備下列顯示功能：系統(tǒng)全部顯示數(shù)據(jù)及相關(guān)顯示內(nèi)容，包括變量名稱、時間、變量、報警值、最大值、最小值、平均值、超限報警等；開關(guān)量顯示內(nèi)容，包括變量名稱、開/停時刻、狀態(tài)、工作時間、傳感器工作狀態(tài)、報警及解除報警狀態(tài)等；系統(tǒng)可顯示風(fēng)機(jī)運(yùn)行機(jī)號、運(yùn)行頻率、正風(fēng)/反風(fēng)狀態(tài)、風(fēng)量、靜壓、全壓、功率、靜壓效率、全壓效率、振動、電機(jī)定子繞組溫度，軸承溫度等參數(shù)；所有顯示數(shù)據(jù)不允許進(jìn)行人為的設(shè)定和修改。曲線顯示功能系統(tǒng)具有通風(fēng)管網(wǎng)阻力曲線、通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)和主要性能參數(shù)的實時曲線和歷史曲線顯示功能。用戶顯示功能顯示當(dāng)前登錄系統(tǒng)的用戶名、使用權(quán)限及操作權(quán)限。打印功能系統(tǒng)具有報表、曲線、模擬圖、初始化參數(shù)等打印功能。報表有監(jiān)測參數(shù)日報表和故障報警報表；曲線包括性能參數(shù)實時曲線和歷史曲線，通風(fēng)管網(wǎng)阻力曲線，初始化參數(shù)包括礦井通風(fēng)、值班、巷道尺寸等基本參數(shù)設(shè)置。數(shù)據(jù)備份功能系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)備份功能。采用數(shù)據(jù)庫人工備份方式，備份數(shù)據(jù)庫可存放在備份盤的指定目錄，值班人員應(yīng)即時備份數(shù)據(jù)。雙機(jī)切換功能系統(tǒng)具有雙機(jī)切換功能。系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)雙機(jī)備份，并具有手動切換功能或自動切換功能。當(dāng)工作主機(jī)發(fā)生故障時，備份主機(jī)投入工作。備用電源系統(tǒng)具有備用電源。當(dāng)電網(wǎng)停電后，系統(tǒng)能對主通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。其他擴(kuò)展功能系統(tǒng)具備下列拓展功能：具有控制功能，當(dāng)風(fēng)機(jī)是變頻運(yùn)行時，系統(tǒng)可自動調(diào)節(jié)風(fēng)量；系統(tǒng)采用OPC通信協(xié)議或modbus通信協(xié)議或用戶上位系統(tǒng)要求的協(xié)議方式與礦井第三方通信，將系統(tǒng)監(jiān)測信號上傳到