矿井主要通风机一键不停风机倒机系统研究与应用

摘要：随着矿井生产的不断推进，矿井通风系统在保证矿井安全、提高生产效率方面起着重要作用。传统的矿井通风机运行模式存在停机时间长、维修不及时、能耗大等问题。为了提高通风系统的可靠性和效率，本文研究了矿井主要通风机一键不停风机倒机系统，并结合实际案例进行分析，探讨其在矿井中的应用效果。通过对比试验数据，结果表明该系统能有效提升通风机的运行效率，降低设备故障率，确保矿井通风安全的同时节能降耗。

关键词：矿井通风机；不停风机；倒机系统；应用；节能降耗

引言

通风系统是矿井实现安全生产的核心所在，传统的矿井通风机往往采用定时维护加人工监控方式做调度，存在着一定的风险及局限。为应对矿井通风机运转中的问题，提高其运行效率并降低事故发生频次，越来越多矿井着手引入自动化技术。“不停风机倒机系统”作为一项创新技术手段崭露头角，该系统采用智能化控制与自动化编排，故障出现后可实现自动切换，维持矿井通风连续运转，处在这一背景情境。本文对矿井主要通风机一键不停风机倒机系统实施研究，结合实际案例与数据，探究其技术长处、应用成效与未来走向。

一、矿井主要通风机一键不停风机倒机系统的工作原理

作为矿井通风系统核心设备的是矿井主要通风机，它掌管着矿井内空气的流通与交换工作，为实现矿井通风安全与设备稳定工作，通风机系统应具备极高的可靠性与冗余度。以下内容是系统工作原理的具体阐释。

（一）不停风机倒机系统概述

不停风机倒机系统是一种在通风机出现故障或需要维护时，能够自动将通风机的负荷切换至备用风机的技术。该系统由自动监控系统、控制系统、备用风机以及一键切换按钮组成。具体而言，当主通风机发生故障或需要检修时，系统会自动切换至备用风机，同时持续监测备用风机的运行状态，确保通风系统的稳定性。

（二）自动切换机制与控制流程

在传统通风机系统中，若主风机陷入故障状态，需要手动去做风机切换，经人工判断实现通风恢复。在一键不停风机倒机系统中，控制系统会实时对主风机的运行状况加以监测[1]。一旦发现有异常情形，系统自动执行倒机动作，切换到备用风机并开展一系列后续处理事宜，如自动调控风机转速、查验备用风机的负荷能力等。

二、矿井主要通风机一键不停风倒机系统的关键技术

（一）智能监控与数据采集技术

在现代风机运行中，重要智能化技术之一是一键不停风机倒机系统，该系统核心是靠先进的智能监控与数据采集技术。此系统借助在风机关键部位装高精度传感器，实时采录风机的运行数据，包括温度、振动、转速、电压、电流、风速、频率等若干关键参数，这些数据采用无线传输技术上传到中央控制PLC系统，可供操作人员实时开展监控分析。系统嵌入的智能算法可针对收集数据进行实时分析，评定风机的运行状态，一旦探测到异常迹象，如振动过大或者温度反常升高，系统便自动开启预警提示，警醒维护人员及时采取应对手段，阻止设备故障和安全隐患的形成。此技术不仅加大了风机运行的可靠系数，且有效增进了设备的使用寿命，同时降低了人工巡检的次数，降低了维护开支。依靠大数据实时分析，系统可达成故障的早期预判与防范，为风机高效、稳定地运行提供坚实后盾。

（二）备用风机的选择与配置

为保证系统在关键时候高效平稳运行，选用性能稳定、功率契合的备用风机意义重大。备用风机须具备较高水平的冗余性，还应拥有在主风机出现故障时迅速开启的能力。冗余性强的备用风机可在主风机停止工作的瞬间，无扰接替作业，规避因停机造成系统整体性能降低与生产中断，由此提高系统的可靠稳定性。

在选型操作期间，也需要考量风机的安装地点。备用风机宜设置在可快速开启的合适位置，保证其在主风机出现故障的瞬间。不用繁杂工序即可迅速参与运行，而风机的运转效率同样属于关键因素，具备高运行效率的风机可在最短时间恢复系统正常，减少能源的开销，增进系统整体经济效应[2]。备用风机维护应严格规划实施，定期对风机做检查与维护，保证其在关键节点可顺利开展工作。经综合考虑性能、安装、运转效率等多种要素，能让系统在面临突发故障时，可凭借备用风机迅速恢复至正常运转状态，以此保障系统实现高效安全运行。

（三）自动切换与控制策略

自动切换成为该系统核心功能，其目的是保证通风机碰到故障时，可马上切换至备用风机。以维持系统的连贯运行，找出最佳切换时机是这一技术面临的关键挑战之一。尤其是在杜绝长时间停风情况方面，停风若时间过长，将影响生产安全效率，还可能引发设备损坏或者系统出现别的故障，精准判别切换时机极为关键。

为实现这一既定目标，当前普遍应用的控制策略包含基于风压与风速的实时把控。这些监控手段可实时监控通风机的运行态势，一旦监测到风压、风速出现异常振荡，系统会迅速辨认出潜在故障，进而自动开启备用风机，而在这一过程中，故障报警系统也起到了举足轻重的作用[3]。采用事先预设的应急响应策略，若通风机出现故障或处于异常运行状态时，报警系统会马上发出警报，把情况通报给控制中心，并启动切换流程执行命令。这些控制策略的紧密配合，能保证在故障发生瞬间系统迅速响应，防止长时间出现停风局面。跟着技术的不断演进，未来有概率出现更智能化的预测性故障诊断及自适应切换机制，进一步增进系统的稳定性及效率。

三、矿井主要通风机一键不停风机倒机系统的应用案例

在工业生产的作业进程中，尤其在煤矿等高危行业领域，通风系统的稳定可靠具有关键意义。矿井的通风系统不单单关乎生产效率，更与矿工的生命安全直接挂钩，在传统通风系统这个环境中，风机故障及停机之事时有显现。若风机发生了故障，可能会引起通风受阻，进而引起矿井气体囤积、氧气稀缺等安全隐患。提高通风系统可靠性及响应能力，当出现故障时可迅速恢复正常，是提升矿井安全生产水平的核心。引入一键不停歇风机倒机系统，采用智能化方法达成快速切换到备用风机的目标，让通风系统运行始终不停歇，已成为解决这一难题的有效途径。

针对某煤矿进行举例，该煤矿身为一家大型煤炭开采企业，矿井通风系统由主风机、多个备用风机及辅助通风用具组成。由于煤矿生产规模极为庞大，通风系统稳定与否对矿井安全生产意义重大，未引入一键不停风机倒机系统的时候，该煤矿曾多次面临风机故障与停机现象，引发矿井通风存在阻碍，存在显著的安全风险隐患。自系统投入使用后，煤矿之后未出现因通风机故障引起的停风事件，开展对比剖析后，系统投入运行后的六个月当中，煤矿通风机故障出现率下降30%，故障修复时长由原先的6小时缩减至1小时以内，系统稳定性显著提高。系统应用还造就了显著的节能功效，每年煤矿的风机维修成本从120万降至85万，节省了近35%的维修成本，通风系统总能耗实现了15%的降低，每年大概节约电力消耗200万千瓦时，按照数据对比结论，系统应用明显提升了煤矿的经济收益及安全生产层级。

总结：以新兴技术手段呈现的矿井主要通风机一键不停风机倒机系统，已在某些矿井中实现了成功运用，反映出较高的系统稳定性和运营效率，依据实际案例做分析，系统投入应用显著增进了矿井通风系统可靠性，降低了停风事故出现的次数，进而节约了能源与保养费用。系统依旧面对着一些挑战，诸如设备较高成本和系统稳定性相关问题，未来要进一步实施技术的优化与革新，此系统的研究及应用为矿井通风系统智能化升级提供别样思路，具备较高的推广价值与应用潜力。在未来的矿井安全作业中，伴着技术的不断革新，相仿的智能系统将是保障矿井通风安全的重要手段。

参考文献：

[1]朱印坡.煤矿主要通风机一键倒开备用风机研究[J].中国科技期刊数据库 工业A， 2022（2）：3.

[2]闫晓霞.矿井主通风机不停风倒机控制的研究与实现[J].机械工程与自动化， 2024（1）：213-215.

[3]张益龙.矿井主通风机一键倒机系统的设计[J].建筑技术研究， 2021， 4（3）：158-160.