在千米井下，矿井通风如同矿工的 “呼吸系统”，直接关乎生命安全与生产效率。过去，井下通风多依赖人工巡检、手动调节风门，不仅效率低，还难以及时应对瓦斯超限、火灾等突发险情。如今，随着煤矿智能化建设提速，一套由中煤科工集团重庆研究院等单位研发的矿井智能通风系统，正让传统矿井通风告别 “经验主义”，迈入精准感知、智能分析、自动调控、应急避险的全新时代。这套系统以 “感知 - 传输 - 分析 - 决策 - 应用” 一体化为核心架构，如同给矿井装上了一颗能自主呼吸、智能调节的 “智慧肺”，在国能榆林青龙寺煤矿的现场应用中表现亮眼，为全国智慧矿山建设提供了可复制的范本。
01 告别 “粗测粗调”核心参数精准 “把脉”
井下风速、风压是通风系统的 “生命体征”，传统监测设备误差大、易受井下高湿高粉尘环境干扰，就像用老式体温计测高烧，数据不准直接影响调控效果。新一代智能通风系统在感知端实现双重突破：风速监测采用超声波时差法，沿巷道布设多组超声波探头，通过声波传播时差精准算风速，配合湍流抑制算法，彻底解决风流不均、监测不稳的难题；风压监测用上压阻式 MEMS 芯片，微小风压就能让硅膜片形变转化为电信号，再经温度补偿与数字滤波，监测精度大幅提升，为后续智能调控筑牢数据根基。系统还搭配温湿度、瓦斯、一氧化碳等 70 多台传感器，织密井下环境监测网，让每一处巷道的通风状态都清晰可见，实现通风参数全时段、无死角、高精度在线感知。
02 风门风窗 “秒响应”动力装备智能 “变频”
过去，井下风门、风窗靠人工推拉，通风机靠固定转速运行，不仅费时费力，还常出现风量过剩浪费电能，或风量不足稀释有害气体不及时的问题。现在，智能调控让通风设施从 “手动挡” 变 “自动挡”。通风构筑设施方面，自动风门加装动力驱动与限位机构，可远程启闭、联动闭锁，抗冲击能力更强；百叶式自动调节风窗通过伺服电机精准控制开度，想调多少风量就调多少，实现风流精准分配。通风动力装备全面升级变频驱动，搭配振动、轴温、电流等监测传感器，构建 “环境监测 - 数据传输 - 智能决策 - 设备调控” 闭环。系统根据井下需风需求，自动调节主通风机与局部通风机转速，让通风机始终运行在高效区间，既省电能，又能动态匹配用风需求，真正做到按需供风、节能降耗。
03 风网异常 “智能诊病”灾变险情 “一键控风”
矿井通风网络复杂，巷道堵塞、设施故障、灾害突发都会打乱风流稳定。以往靠人工排查异常，不仅慢还易漏判，如今系统化身 “井下全科医生”，实现通风异常自动识别、精准定位、快速预警。系统融合多源信息，通过通风网络解算、RBF 神经网络识别与模糊推理，能快速判断正常运行、灾变事故、设施异常、巷道堵塞、风机工况突变 5 类状态。一旦发生火灾、瓦斯突出等险情，“点 - 区- 网” 耦合扩散模型立即启动，快速划定灾害影响范围，自动生成应急控风方案。在青龙寺煤矿的模拟火灾演练中，系统监测到火情后，自动关闭对应风门、全开调节风窗，引导有毒烟气定向排放，同时为受困人员打开逃生通道，全程响应迅速，大幅提升灾变应急处置能力。
智能通风系统灾变控风布置
04 现场验证亮眼精准度与安全性双提升
这套智能通风系统在青龙寺煤矿完成全面部署，覆盖 8 条关键通风巷道，改造 15 处自动风门、12 处远程调节风窗，升级 6 处局部通风机变频功能，实测效果超出预期。数据显示，系统风量解算最大相对误差仅 8.38%，风阻解算平均相对误差 2.11%，能精准还原矿井通风网络真实状态；日常运行中实现风量动态预测与全局优化调控，降低通风能耗；突发状况下自动完成应急控风与人员引导，让矿井通风从 “被动应对” 变为 “主动智控”，本质安全水平显著提升。
05 智慧通风赋能矿山未来可期
从人工巡检到智能感知，从经验调节到算法决策，从单点控制到全网协同，矿井智能通风系统破解了传统通风参数感知不准、多源信息脱节、调控协同不足的行业痛点，是煤矿 “一通三防” 智能化升级的关键突破。未来，随着系统与数字孪生、多灾种耦合决策技术深度融合，将进一步适配复杂地质与多煤层开采场景，构建虚实联动的智能通风管控体系，为矿工撑起更可靠的 “安全伞”，为我国煤矿智能化、绿色化、高效化发展注入强劲动力。
本文主要参考：徐雪战，邹云龙. 矿井智能通风系统架构及关键技术研究[J]. 工矿自动化，2026，52（2）：7-15. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2025110068
