智能通风是未来矿井通风发展的趋势。通过前端传感器采集准确可靠的现场数据，经过矿山通信系统将主要监测点数据汇总到控制中心，基于地面三维通风数字孪生系统对通风实时数据进行分析决策，控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。系统目标是按需通风，保障安全生产、降低通风能耗。煤炭工业智能化矿井设计标准(GB/T51272—2018)提出监控全矿通风网络的运行状态参数，实现矿井通风网络和主要通风机工况模拟解算、各类风门自动控制和远程控制、主要通风机自动无级调节、一键式操作且无人值守等功能规定。各省智能化矿山建设标准均对矿井智能通风系统建设提出了要求，总体包含三个方面：
一、实时可视化通风管理：从地面实时对全矿井通风系统进行参数监控，以三维通风网络模型为基础进行通风系统动态分析，实时提出通风系统调整方案，通过执行机构动态调整风机、风门、风窗工作状态，从而实现全矿井按需通风，帮助降低能耗、保障安全生产。
二、通风系统动态优化、按需供风：智能通风系统通过使用实时数据，不断优化矿井风流配置，以实现矿井中所有采场、掘进面和其他工作区域的动态风量要求，并在全矿井供风量达到峰值时，按照区域优先级保障重点区域通风需求。
三、企业合理投资、最大限度兼容现有设备：智能通风系统需最大限度的兼容现有通风设施，并增加必要的参数传感器和控制装置。
实现智能通风的前提是对井下主要位置实时风量的精准测量，金码智能通风系统配备自研的超声风速传感器，该传感器在免维护的情况下，能长时间保持对巷道风速的精准测量，金码通风监控分站能同时检测井下主要环境参数，并兼容主流矿井通信系统。
金码智能通风一体化解决方案包含：金码通风多参数传感器、金码超声风速风量传感器、GinLED工业显示终端、智能通风控制分站、地面三维通风数字孪生系统、井下通风设施自动控制系统和全矿井通风系统三维建模。
一、GinVent三维通风智能决策分析软件平台
三维通风智能决策分析软件平台实现矿井通风全要素、全流程、全数据的集成和融合，达到当前矿井通风系统风流最优配置、灾害情况下风流快速调整和重点保供、未来通风系统调整方案及效果定量预判。 矿井三维通风动态分析平台是智能通风系统建设的基础，是矿井智能通风系统的大脑。通过三维建模，系统将复杂的通风参数和通风过程以三维动态图形的方式简单、直观的展现出来，用户可从任意角度观察和调整通风系统，实现巷道实时风量三维展现、风量分配的实时解算和分析，帮助提高矿井通风决策人员的科学决策水平。该平台功能还包括：矿井通风系统管理与优化，通风系统薄弱环节三维可视化展现与实时数据报警(如：风速过大、微风、污风循环)，通风系统调整方案制定及预先仿真模拟（如：预测巷道贯通、延伸、密闭、工作面搬迁或者风机叶片角调整后通风系统通风能力和稳定性），应急预案制定及避灾线路动态分析，风机工况点展现和假设性预测，自然风压分析，井下岩温、风温及火灾条件下非稳态通风系统模拟分析，反风演习模拟与分析、通风系统经济性分析以及以三维通风仿真为基础的通风管理决策支持等领域，帮助煤矿实现实时、动态、合理和科学的通风管理。
金码公司三维通风数值孪生/通风智能分析软件平台具有自主知识产权，软件平台达到国际先进水平，是目前为数不多的兼具三维通风仿真、智能通风分析决策和通风数字孪生功能的专业软件平台，可定制对接任意第三方系统和硬件设备。
GinVent三维智能通风系统平台视频展示：http://www.edumine.net/index.php?s=video&c=show&id=809
通风系统三维建模——准确的通风系统数值分析模型是建立智能通风系统的基础。金码通过全矿井通风阻力测定、关键位置建立高精度固定测风站等方式获取准确通风系统数据，建立通风数字孪生系统。
井上下通风设施自动控制系统——金码自动控制部门采用先进自动控制技术，可实现对包括：风门、风窗、变频风机等的自动控制集成，实现从决策分析到执行的智能通风闭环管理。 风机和通风设施自动化控制系统是矿井智能通风系统的调风执行机构。智能通风决策分析平台实时接收巷道实时精准风量、风压参数，通过平台解算和智能分析，系统给出调风决策指令：如调解风窗开口断面大小、调整风门开关状态、调整风机工作频率等，平台讲具体的调整参数发送给风机和通风设施自动化控制系统，有该系统执行调风动作。矿井三维通风仿真系统平台通过接收实测风量、风压数据验证调风效果。
智能通风系统需接入的设备和系统包括包括：
（1）风机：变频调速、风机开停；
（2）通风设施：风门、风窗、其他增阻设备（监测状态、自动控制）；
（3）监控数据：实时通风参数（风压、风量、温度、湿度），一氧化碳等气体参数，粉尘、柴油机尾气等环境参数；
（4）其他系统数据：人员定位数据、车辆调度数据（按需调风）。
智能通风设备连接
二、GinVent矿用超声波双向风速传感器
巷道风速（或风量）是矿井通风系统主要关键参数之一，风速的实时精准测量对于掌握矿井巷道风量分布、通风系统实时按需调整以及应急救援决策都起着至关重要作用。受传感器技术及巷道风流速度场特征的制约，传统风速传感器以测点风速为主，监测误差较大，是制约矿井通风系统智能化的主要因素。
巷道断面内风流分布呈中心点处风速最大，向巷道四壁逐渐减小的变化趋势。人工测风时，测风员通常采用四线法、六线法连续测风，提高风速测量准确性。目前煤矿安全监控系统普遍采用顶板定点悬挂“差压风速传感器”或“二维超声波风速传感器”的方式进行风速监测，无法准确监测平均风速。另外，测风员常用的机械式风表线路法测定风速受人员高度和测风经验限制，尤其在大断面巷道中测量结果的可靠性较低。
GinVent超声波风速传感器采用时差超声测速原理，利用声波在流体中顺流、逆流传播相同距离时存在时间差，而传播时间的差异与被测流体的流动速度呈线性关系，由此测出时间的差异而得出流体的流速。传感器通过两个超声波探头对风速进行信号采集，再经过主控板分析处理及计算，得出具体风速，并通过485信号方式直接或通过其它通信分站传输至地面。
GinVent超声风速传感器改变了传统的“以点代面”的风速监测方式，实现了地面控制中心中风速、风量和风向实时数据的精确可靠，是矿井实现按需通风和智能通风系统的前提。
GinVent超声波风速传感器
风速传感器配套控制箱（配套产品）
超声风速传感器数据通过485总线方式实时采集到plc中，并通过Modbus RTU或Modbus TCP/IP协议上传至上位机软件。
主要技术参数：
1）额定工作电压：DC12V，电压波动范围：DC(12～24)V；
2）工作电流：≤200mA；
3）测量范围：—30m/s～30.00m/s。
4）精度：±0.1m/s。
5）分辨率0.01m/s。
6）响应时间：1S
7）传感器对射距离：1～11m
8）安装高度：根据测风巷道界面确定。
9）安装角度：与巷道轴线成30-60度，一般为45度。
10）传输方式：RS485。
11）测量原理：超声波，时差法测量。
12）测量显示：连接控制箱配置高清OLED信息显示屏，或者连接GinLed显示实时数据；
13）显示内容：风速、风向、风量；
三、GinLed矿用多参数LED显示屏
主要技术参数：
1）显示内容：红、绿、黄三色动态显示各类文字信息、系统联动数据参数、实时数据采集显示、日期时间、预警信息、避灾路径指示等，可定制显示任意图形（如企业LOGO、图形标志等）；
2）显示屏亮度可调，黑暗环境下20米处清晰可见；
3）显示形式：整屏显示、宽屏滚动显示、整屏分区动态显示等；
4）安装方式：顶部悬挂、挂耳壁挂（角度可调）；
5）通讯接口：RJ45网口、RS485等；
6）通讯协议：提供多种接口通讯协议，支持系统实时联动数据；
7）控制软件：可接入GinVent通风数字孪生系统、第三方显示屏管理软件或信息发布平台软件；
8）供电方式：DC12V供电；
9）显示屏净尺寸： 常见尺寸长608mm 高304mm，其它尺寸可定制；
10）显示屏外观尺寸：长680mm 高382mm，其它尺寸可定制；
11）显示分辨率：128* 64点，可以显示4行每行12个汉字；
12）可接声光报警。
GinLed矿井多参数显示屏（可定制不同尺寸）
矿井智能通风系统是一项复杂的系统工程，关键技术包括：通风系统数值分析模型的建立与动态维护、井下主要位置通风参数实时精准测量、通风网络实时解算与数据可视化展现、基于实时数据的动态调风与控风策略制定与迭代优化，通风系统灵敏度与可靠性分析与检验、通风能效的评价与管理等。 通常来说，智能通风系统不是一蹴而就的，很难通过一个项目便完全建成并高枕无忧。智能通风系统建设需最大限度兼容矿井现有通风设施，同时在运行中不断迭代智能控风策略，建立适合本矿井的智能通风决策分析平台。推荐各矿井通过整体规划、分步投资和实施的方式来建立智能通风系统。金码智能通风系统解决方案最大限度兼容矿井现有通风设施，通过整体规划、分步投资、分步实施的方式建设智能通风系统，帮助企业最大限度降低项目投资、保障矿井智能通风系统稳步实施、技术先进。典型智能通风系统项目实施步骤如下，各矿可以参照本矿井已经具备的条件分步实施：
第一步：采用专业软件系统对全矿井通风网络和通风基础设施进行三维建模和分析，建立通风网络解算平台，选择网络解算平台需充分考虑数据兼容性和易维护性，解算分析平台需具备数据接口或定制数据接口的能力，可以接入第三方子系统的数据，同时也应具备将解算分析数据通过数据接口自动提供给自动化控制系统能力。
第二步：对现有风门、风窗、风机设备进行升级改造，实现主要通风设施在线监测与远程自动控制，并将通风设施在线控制系统主要数据接入通风网络解算分析平台，结合三维解算平台数据分析和三维数据展现的功能，建立矿井主要通风设施数据孪生系统，实现数据同步与联动控制。
第三步：将矿井现有监测监控系统、测风系统、视频监控系统、火灾监测系统、人员定位系统等系统主要传感器数据接入通风网络解算分析平台，基于优化设计的通风系统，提出新增精准风速传感器、压差传感器、和多参数环境传感器布置要求，并将新增传感器接入网络解算平台。超声风速传感器，从测风原理上优于传统风速传感器，选择技术成熟、数据准确稳定的传感器非常重要。
第四步：基于矿井实际，优化制定智能控风策略，智能通风系统基于前端传感器实时数据、三维数值分析平台实时解算，以符合实际的智能控风策略驱动前端通风设施动作，完成动态调风和按需供风。
第五步：智能通风系统不是一蹴而就的，随着生产的推进，数值分析模型、智能控风策略都需要迭代演进，确保模型准确有效，智能通风系统才会自动使用最新实时数据自动计算调风、控风参数，并与前端设备联动实现智能调风。
准确可靠的三维通风数值分析模型是智能通风决策分析的基础，是智能通风系统成功运行的关键。
应用计算机信息技术与人工智能技术，结合矿井通风专业技术，建立安全、可靠、经济、实用的矿井智能通风系统，全面实现矿井通风系统的自动化和智能化，将对矿井安全生产和减员提效起到至关重要的作用。
金码公司十年深耕矿井安全领域，潜心研发具有完全自主知识产权的GinVent系列通风软件平台，系统平台主要应用于：矿井三维通风仿真、智能通风决策分析和矿井数字孪生安全管控分析等专业领域。目前，GinVent系列软件平台已整体达到国际先进水平，可完全实现国外同类产品的国产化替代，同时，GinVent平台可快速整合各类硬件系统实时数据，支持针对大型集团客户进行定制化开发。
智能通风是未来矿井通风发展的趋势。通过前端传感器采集准确可靠的现场数据，经过矿山通信系统将主要监测点数据汇总到控制中心，基于地面三维通风数字孪生系统对通风实时数据进行分析决策，控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。系统目标是按需通风，保障安全生产、降低通风能耗。煤炭工业智能化矿井设计标准(GB/T51272—2018)提出监控全矿通风网络的运行状态参数，实现矿井通风网络和主要通风机工况模拟解算、各类风门自动控制和远程控制、主要通风机自动无级调节、一键式操作且无人值守等功能规定。各省智能化矿山建设标准均对矿井智能通风系统建设提出了要求，总体包含三个方面：
一、实时可视化通风管理：从地面实时对全矿井通风系统进行参数监控，以三维通风网络模型为基础进行通风系统动态分析，实时提出通风系统调整方案，通过执行机构动态调整风机、风门、风窗工作状态，从而实现全矿井按需通风，帮助降低能耗、保障安全生产。
二、通风系统动态优化、按需供风：智能通风系统通过使用实时数据，不断优化矿井风流配置，以实现矿井中所有采场、掘进面和其他工作区域的动态风量要求，并在全矿井供风量达到峰值时，按照区域优先级保障重点区域通风需求。
三、企业合理投资、最大限度兼容现有设备：智能通风系统需最大限度的兼容现有通风设施，并增加必要的参数传感器和控制装置。
实现智能通风的前提是对井下主要位置实时风量的精准测量，金码智能通风系统配备自研的超声风速传感器，该传感器在免维护的情况下，能长时间保持对巷道风速的精准测量，金码通风监控分站能同时检测井下主要环境参数，并兼容主流矿井通信系统。
金码智能通风一体化解决方案包含：金码通风多参数传感器、金码超声风速风量传感器、GinLED工业显示终端、智能通风控制分站、地面三维通风数字孪生系统、井下通风设施自动控制系统和全矿井通风系统三维建模。
一、GinVent三维通风智能决策分析软件平台
三维通风智能决策分析软件平台实现矿井通风全要素、全流程、全数据的集成和融合，达到当前矿井通风系统风流最优配置、灾害情况下风流快速调整和重点保供、未来通风系统调整方案及效果定量预判。 矿井三维通风动态分析平台是智能通风系统建设的基础，是矿井智能通风系统的大脑。通过三维建模，系统将复杂的通风参数和通风过程以三维动态图形的方式简单、直观的展现出来，用户可从任意角度观察和调整通风系统，实现巷道实时风量三维展现、风量分配的实时解算和分析，帮助提高矿井通风决策人员的科学决策水平。该平台功能还包括：矿井通风系统管理与优化，通风系统薄弱环节三维可视化展现与实时数据报警(如：风速过大、微风、污风循环)，通风系统调整方案制定及预先仿真模拟（如：预测巷道贯通、延伸、密闭、工作面搬迁或者风机叶片角调整后通风系统通风能力和稳定性），应急预案制定及避灾线路动态分析，风机工况点展现和假设性预测，自然风压分析，井下岩温、风温及火灾条件下非稳态通风系统模拟分析，反风演习模拟与分析、通风系统经济性分析以及以三维通风仿真为基础的通风管理决策支持等领域，帮助煤矿实现实时、动态、合理和科学的通风管理。
金码公司三维通风数值孪生/通风智能分析软件平台具有自主知识产权，软件平台达到国际先进水平，是目前为数不多的兼具三维通风仿真、智能通风分析决策和通风数字孪生功能的专业软件平台，可定制对接任意第三方系统和硬件设备。
GinVent三维智能通风系统平台视频展示：http://www.edumine.net/index.php?s=video&c=show&id=809
通风系统三维建模——准确的通风系统数值分析模型是建立智能通风系统的基础。金码通过全矿井通风阻力测定、关键位置建立高精度固定测风站等方式获取准确通风系统数据，建立通风数字孪生系统。
井上下通风设施自动控制系统——金码自动控制部门采用先进自动控制技术，可实现对包括：风门、风窗、变频风机等的自动控制集成，实现从决策分析到执行的智能通风闭环管理。 风机和通风设施自动化控制系统是矿井智能通风系统的调风执行机构。智能通风决策分析平台实时接收巷道实时精准风量、风压参数，通过平台解算和智能分析，系统给出调风决策指令：如调解风窗开口断面大小、调整风门开关状态、调整风机工作频率等，平台讲具体的调整参数发送给风机和通风设施自动化控制系统，有该系统执行调风动作。矿井三维通风仿真系统平台通过接收实测风量、风压数据验证调风效果。
智能通风系统需接入的设备和系统包括包括：
（1）风机：变频调速、风机开停；
（2）通风设施：风门、风窗、其他增阻设备（监测状态、自动控制）；
（3）监控数据：实时通风参数（风压、风量、温度、湿度），一氧化碳等气体参数，粉尘、柴油机尾气等环境参数；
（4）其他系统数据：人员定位数据、车辆调度数据（按需调风）。
智能通风设备连接
二、GinVent矿用超声波双向风速传感器
巷道风速（或风量）是矿井通风系统主要关键参数之一，风速的实时精准测量对于掌握矿井巷道风量分布、通风系统实时按需调整以及应急救援决策都起着至关重要作用。受传感器技术及巷道风流速度场特征的制约，传统风速传感器以测点风速为主，监测误差较大，是制约矿井通风系统智能化的主要因素。
巷道断面内风流分布呈中心点处风速最大，向巷道四壁逐渐减小的变化趋势。人工测风时，测风员通常采用四线法、六线法连续测风，提高风速测量准确性。目前煤矿安全监控系统普遍采用顶板定点悬挂“差压风速传感器”或“二维超声波风速传感器”的方式进行风速监测，无法准确监测平均风速。另外，测风员常用的机械式风表线路法测定风速受人员高度和测风经验限制，尤其在大断面巷道中测量结果的可靠性较低。
GinVent超声波风速传感器采用时差超声测速原理，利用声波在流体中顺流、逆流传播相同距离时存在时间差，而传播时间的差异与被测流体的流动速度呈线性关系，由此测出时间的差异而得出流体的流速。传感器通过两个超声波探头对风速进行信号采集，再经过主控板分析处理及计算，得出具体风速，并通过485信号方式直接或通过其它通信分站传输至地面。
GinVent超声风速传感器改变了传统的“以点代面”的风速监测方式，实现了地面控制中心中风速、风量和风向实时数据的精确可靠，是矿井实现按需通风和智能通风系统的前提。
GinVent超声波风速传感器
风速传感器配套控制箱（配套产品）
超声风速传感器数据通过485总线方式实时采集到plc中，并通过Modbus RTU或Modbus TCP/IP协议上传至上位机软件。
主要技术参数：
1）额定工作电压：DC12V，电压波动范围：DC(12～24)V；
2）工作电流：≤200mA；
3）测量范围：—30m/s～30.00m/s。
4）精度：±0.1m/s。
5）分辨率0.01m/s。
6）响应时间：1S
7）传感器对射距离：1～11m
8）安装高度：根据测风巷道界面确定。
9）安装角度：与巷道轴线成30-60度，一般为45度。
10）传输方式：RS485。
11）测量原理：超声波，时差法测量。
12）测量显示：连接控制箱配置高清OLED信息显示屏，或者连接GinLed显示实时数据；
13）显示内容：风速、风向、风量；
三、GinLed矿用多参数LED显示屏
主要技术参数：
1）显示内容：红、绿、黄三色动态显示各类文字信息、系统联动数据参数、实时数据采集显示、日期时间、预警信息、避灾路径指示等，可定制显示任意图形（如企业LOGO、图形标志等）；
2）显示屏亮度可调，黑暗环境下20米处清晰可见；
3）显示形式：整屏显示、宽屏滚动显示、整屏分区动态显示等；
4）安装方式：顶部悬挂、挂耳壁挂（角度可调）；
5）通讯接口：RJ45网口、RS485等；
6）通讯协议：提供多种接口通讯协议，支持系统实时联动数据；
7）控制软件：可接入GinVent通风数字孪生系统、第三方显示屏管理软件或信息发布平台软件；
8）供电方式：DC12V供电；
9）显示屏净尺寸： 常见尺寸长608mm 高304mm，其它尺寸可定制；
10）显示屏外观尺寸：长680mm 高382mm，其它尺寸可定制；
11）显示分辨率：128* 64点，可以显示4行每行12个汉字；
12）可接声光报警。
GinLed矿井多参数显示屏（可定制不同尺寸）
矿井智能通风系统是一项复杂的系统工程，关键技术包括：通风系统数值分析模型的建立与动态维护、井下主要位置通风参数实时精准测量、通风网络实时解算与数据可视化展现、基于实时数据的动态调风与控风策略制定与迭代优化，通风系统灵敏度与可靠性分析与检验、通风能效的评价与管理等。 通常来说，智能通风系统不是一蹴而就的，很难通过一个项目便完全建成并高枕无忧。智能通风系统建设需最大限度兼容矿井现有通风设施，同时在运行中不断迭代智能控风策略，建立适合本矿井的智能通风决策分析平台。推荐各矿井通过整体规划、分步投资和实施的方式来建立智能通风系统。金码智能通风系统解决方案最大限度兼容矿井现有通风设施，通过整体规划、分步投资、分步实施的方式建设智能通风系统，帮助企业最大限度降低项目投资、保障矿井智能通风系统稳步实施、技术先进。典型智能通风系统项目实施步骤如下，各矿可以参照本矿井已经具备的条件分步实施：
第一步：采用专业软件系统对全矿井通风网络和通风基础设施进行三维建模和分析，建立通风网络解算平台，选择网络解算平台需充分考虑数据兼容性和易维护性，解算分析平台需具备数据接口或定制数据接口的能力，可以接入第三方子系统的数据，同时也应具备将解算分析数据通过数据接口自动提供给自动化控制系统能力。
第二步：对现有风门、风窗、风机设备进行升级改造，实现主要通风设施在线监测与远程自动控制，并将通风设施在线控制系统主要数据接入通风网络解算分析平台，结合三维解算平台数据分析和三维数据展现的功能，建立矿井主要通风设施数据孪生系统，实现数据同步与联动控制。
第三步：将矿井现有监测监控系统、测风系统、视频监控系统、火灾监测系统、人员定位系统等系统主要传感器数据接入通风网络解算分析平台，基于优化设计的通风系统，提出新增精准风速传感器、压差传感器、和多参数环境传感器布置要求，并将新增传感器接入网络解算平台。超声风速传感器，从测风原理上优于传统风速传感器，选择技术成熟、数据准确稳定的传感器非常重要。
第四步：基于矿井实际，优化制定智能控风策略，智能通风系统基于前端传感器实时数据、三维数值分析平台实时解算，以符合实际的智能控风策略驱动前端通风设施动作，完成动态调风和按需供风。
第五步：智能通风系统不是一蹴而就的，随着生产的推进，数值分析模型、智能控风策略都需要迭代演进，确保模型准确有效，智能通风系统才会自动使用最新实时数据自动计算调风、控风参数，并与前端设备联动实现智能调风。
准确可靠的三维通风数值分析模型是智能通风决策分析的基础，是智能通风系统成功运行的关键。
应用计算机信息技术与人工智能技术，结合矿井通风专业技术，建立安全、可靠、经济、实用的矿井智能通风系统，全面实现矿井通风系统的自动化和智能化，将对矿井安全生产和减员提效起到至关重要的作用。
金码公司十年深耕矿井安全领域，潜心研发具有完全自主知识产权的GinVent系列通风软件平台，系统平台主要应用于：矿井三维通风仿真、智能通风决策分析和矿井数字孪生安全管控分析等专业领域。目前，GinVent系列软件平台已整体达到国际先进水平，可完全实现国外同类产品的国产化替代，同时，GinVent平台可快速整合各类硬件系统实时数据，支持针对大型集团客户进行定制化开发。