文章编号:1009-6094(2023)02-0424-11掘进面风流监测及适应性智能调控系统研制*龚晓燕，赵少龙，刘壮壮，张浩，薛河，杨富强，赵宽(西安科技大学机械工程学院，西安710054)摘要:针对目前掘进面通风系统因无法对风流进行实时监测及适应性动态调控而造成的瓦斯与粉尘聚集严重等问题，研制出了风流监测及适应性智能调控原型系统来优化风流场分布。通过对掘进面风流监测及出风口风流适应性智能调控方法和系统实现的整体架构进行分析，基于流场相似与模化理论对掘进面进行了相似还原设计，确定了风速、瓦斯及粉尘隐患监测点位置，完成了基于ZigBee及GPRS技术的数据采集及传输架构，利用PLC控制技术实现了风流智能调控装置的动态调控，并研发了上位机系统。以柠条塔矿S1202掘进面为对象，对研制的风流监测及适应性智能调控原型系统进行了测试，结果表明:出风口距迎头5m时，司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了48.94%和34.36%，平均瓦斯体积分数降低了41.18%;出风口距迎头10m时，司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了38.04%和41.36%，平均瓦斯体积分数降低了43.02%，验证了风流适应性智能调控的可行性。关键词:安全工程;掘进面;风流;实时监测;智能调控中图分类号:X936文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2021.1677*收稿日期:20210922作者简介:龚晓燕，教授，博士，博士生导师，从事矿井通风、矿井粉尘和瓦斯防治等研究，gongxymail@163.com。基金项目:国家自然科学基金面上项目(51874235);陕西自然科学基础研究计划企业陕煤联合基金项目(2021JLM01)0引言煤矿智能化是煤矿综合机械化发展的新阶段［1］，煤矿智能化是我国煤炭工业实现高质量发展的核心技术支撑。2020年，王国法等［2］引入了建立煤矿智能化标准体系框架的新思想。2021年，王国法等［3］最先解析了煤矿智能化发展的十大“痛点”及对策。目前煤矿掘进工作面通风系统智能化发展相对滞后，异常预警与应急决策能力不足［46］，且传统“粗放式”通风控制模式的出风口风流状态不能实时变化，导致掘进面死角区瓦斯难以稀释排出，粉尘质量浓度远超煤安规程4mg/m3标准［7］，造成瓦斯粉尘灾害和污染隐患。2003年，Wang等［8］最先提出了粉尘运移分布规律主要受到风流影响的新理论。2016年，张大明等［9］最先对风筒出口有效距离进行了研究，提出风筒的安装距离对掘进工作面的粉尘运移规律有较大的影响。2017年，王昊等［10］最先研究了附壁风筒径...
