人工智能技术在提升矿山通风系统效率中的应用研究

引言：

矿山行业是我国重要的能源产业，是一个高风险、高投入、高能耗的行业，其生产过程中面临着许多挑战和安全隐患。在矿山开采期间，矿井通风系统是保障矿山开采顺利进行所不可或缺的系统，在对矿井空气质量、风流速度、风量供应的控制方面具有不可替代的重要地位和作用。传统的矿井通风系统能耗高且通风不均，存在安全风险大、运行效率低等问题，导致其难以满足矿井下实际的通风需求和安全需求。随着科技的不断更新与发展，人工智能技术的有效应用为矿山行业带来了新的机遇。将人工智能技术应用于矿井通风系统中可以精确模拟并优化通风，不仅可以提升矿山通风系统的运行效率，还可以大幅度降低矿井事故的发生概率。此外，智能通风系统还可以通过实时监测和控制矿井内的气体浓度和风流动态来维持矿井内气体环境的稳定，从而保障矿井作业环境的安全与稳定，保护矿工的生命安全不受威胁。

一、人工智能技术在矿山通风系统中的应用优势

人工智能技术的应用对矿山通风系统具有重要的意义和价值，不仅可以解放劳动力，提高矿山通风系统的工作效率，还可以降低矿山事故发生的概率，为旷工的生命安全提供一定的保障。[1]矿山井下劳动强度大，工作时间长，尤其是一些高危操作，对矿工的生命安全造成一定的威胁。将人工智能技术应用于矿山通风系统可以科学地提升矿山生产的效率和安全性。第一，人工智能技术的应用取代了传统矿井环境下的人工机械，在提高通风设备运行效率的同时为矿山作业人员提供了更为安全的作业环境。第二，在采矿过程中，会产生许多有害的气体，如甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。智能通风系统可以稀释并将这些有害气体和矿尘从矿井中排出，保持矿井内空气的质量，防止井下作业的矿工因吸入有害气体而中毒或死亡。与此同时，智能通风系统能够从地面或外部引入新鲜的空气到矿井内，为井下作业矿工提供呼吸所需的氧气，确保他们的健康和安全。第三，智能通风系统能够实时监测矿井内的各项环境参数，包括气体成分、温度、湿度等参数，一旦发现异常情况，立刻发出警报提示，方便相关工作人员及时进行响应并采取相应的应对措施对潜在安全隐患或风险因素进行消除，从而保护矿工的生命安全，确保矿井的安全运行。

二、人工智能技术在提升矿山通风系统效率中的有效应用

（一）实现了矿山通风系统的智能化调控

由于矿井内的作业环境较为复杂且处于一个不断变化的状态，传统的通风系统无法依据矿井内实际的生产需求和环境变化来自动调整通风设备的运行状态，难以充分发挥矿山通风系统的运行效率，而人工智能技术的应用可以很好地解决这一问题。[2]将人工智能技术、传感器技术等应用于矿井通风系统，可以实现对矿井内空气压力、风速、风量、瓦斯浓度等关键参数进行实时监测，并对监测到的数据进行处理和分析，依据分析结果自动调整通风系统的运行状态，确保矿井内的气体浓度、气流速度、温度、风速等参数处于安全范围内，始终保持通风系统处于最佳的运行状态。如果矿山通风系统的风流、风速不稳定则会影响矿井内风量的供应，进而引发瓦斯、煤尘爆炸等事故的发生。由此可见，利用人工智能技术来实现矿山通风系统的智能化调控可以大幅度提升矿井内作业环境的安全性，以及通风系统的运行效率。

（二）有效提升了矿山作业环境的安全性

通风安全是保障矿井安全开采的重要屏障，对矿井内各项通风数据的获取与分析，以及对通风系统运行状态的实时监测，是保障矿井通风安全的重要途径之一。利用人工智能技术和传感器技术可以构建智能安全监控系统，实现对矿山安全事故的有效预防和预警。[3]智能安全监控系统通过安装各种传感器和监控设备对矿井内不同区域的环境参数以及通风状况进行实时监测，并在出现异常时发出警报，帮助管理人员及时发现潜在的安全隐患和异常情况，以便在第一时间采取相应的措施对其进行消除和处理。由此可见，人工智能技术的应用对防止矿山事故发生概率，保障矿井作业环境安全，保障井下矿工生命安全具有重要的价值和影响。

（三）提升了井下通风系统的信息化管理水平

矿山智能通风系统的设备种类繁多，其中主要包括监控计算机及相关软件、传输电缆、风速仪、自动风门风窗、各种传感器、执行器以及控制装置等，维护和管理的难度相对较大。然而，利用人工智能技术可以大大提升对通风系统的信息化管理水平，进而提升矿山通风系统的运行效率。[4]通过人工智能技术的引进来实现对矿井下通风系统各个设备的运行状态以及运行环境的实时监测，及时发现设备存在的故障和问题，及时对设备进行维修、养护或更换，以提升设备运行的效率和安全性。此外，人工智能技术还可以对设备的维护和管理数据进行深入挖掘和分析，为设备的进一步优化和升级提供科学的数据支撑。

三、结束语

综上所述，人工智能技术是跨学科综合发展的成果，是时代发展的必然产物。将人工智能技术应用矿山通风系统甚至是矿山建设的各个领域是矿山行业发展的必然趋势和必由之路。通过利用人工智能技术，可以实现对通风设备的自动化控制、对矿井进行实时检测并根据实际情况对通风设备进行精确调控，进而提升矿山通风系统的工作效率。未来，人工智能技术在矿山行业的应用潜力和发展前景将越来越广阔，这不仅可以提高矿山行业自动化设备的运行效率，还实现了对安全风险的有效控制。此外，借助人工智能技术采集的相关矿山工程各种参数信息，可以为后续决策和判断提供重要的数据依据，这对矿山行业的健康可持续发展具有深刻的影响。

参考文献

[1]朱成剑，周德照，刘波.某矿山通风系统的优化研究[J].新疆有色金属，2020，43（03）：48-49.

[2]邓先红，戴剑勇，汪恒浩，等.基于物联网的铀矿山通风系统优化控制[J].南华大学学报（自然科学版），2020，34（01）：16-21+28.

[3]李亚俊，李印洪，姚银佩，等.某矿山通风系统优化方案探讨[J].采矿技术，2020，20（01）：92-93.

[4]刘经熠.浅析人工智能技术在工程建设领域的应用现状[J].城市道桥与防洪，2020，（06）：246-247+254+29.