《金属矿山深部矿井通风与降温 技术规范 第4部分：通风与降温监测监控及智能控制系统》

ICS13.100

CCSD09

团体标准

T/COSHAXXX—2023

金属矿山深部矿井通风与降温技术规范

第4部分：通风与降温监测监控及智能控制

系统

Technicalspecificationsforventilationandtemperaturereductionindeepmetal

mines—Part4:Ventilationandcoolingmonitoringandintelligentcontrolsystem

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国职业安全健康协会  发布

T/COSHAXXX—2023

金属矿山深部矿井通风与降温技术规范

第4部分：通风与降温监测监控及智能控制系统

1范围

本文件规定了金属矿山深部开采通风与降温系统监测与智能化控制技术及建设要求，通风与降温设

备运行监控，保障设备设施正常运行，实现深部矿井通风与降温“按需通风供冷”，提高通风降温管理

水平。

本文件适用于金属矿地下开采的深部地热矿井，包括生产、新建和改、扩建矿井。浅部热害矿井可

参照本标准执行。

本文件适用于其他类型非金属矿山（不包括煤矿）地下开采热害矿井，包括生产、新建和改、扩建

矿井。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB16423金属非金属矿山安全规程（含解读）

GB50771有色金属采矿设计规范

GB50830冶金矿山采矿设计规范

GB50019采暖通风与空气调节设计规范

AQ2013金属非金属地下矿山通风安全技术规范

AQ2031金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范

AQ2032金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范

AQ2036金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范

AQ/T2051金属非金属地下矿山人员定位系统通用技术要求

AQ/T2052金属非金属地下矿山通信联络系统通用技术要求

AQ/T2053金属非金属地下矿山监测监控通用技术要求

DZT0376智能矿山建设规范

NB/T10361矿井通风网络实时监测技术方法

NB/T10168矿用主通风机在线监测系统通用技术条件

GB/T34679智慧矿山信息系统通用技术规范

MT/T1136矿井降温技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

风质airquality

井下工作环境空气质量简称风质。

监测监控系统monitoringandsupervisionsystem

由主机、传输接口、传输线缆、分站、传感器等设备及软件组成的系统，具有信息采集、传输、存

储、处理、显示、打印和声光报警功能，用于监测金属非金属地下矿山有毒有害气体浓度、风速、风压、

通风机运行状态等。

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井下环境传感器downholethermalenvironmentsensor

连续监测井下环境温度、湿度、粉尘、一氧化碳、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、风量（风速）、

风压等参数的装置

矿井通风与降温智能控制系统（MIVC/VOD）intelligentsystemofmineventilationandcooling

将通风降温参数实时采集处理技术、人员定位技术、远程控制技术与矿井通风制冷系统深度融合，

通过智能调控按需通风供冷，实现通风降温系统的自动化管理和灾变情况下的智能应对。包括数据采集

（感知）、数据传输、数据平台（决策）和闭环控制（联动控制）等。

矿井通风降温智能化intelligentmineventilationandcooling

具有对井下复杂的动态通风降温系统进行智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策的控制方式。

可通过大数据分析处理、模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论，以及自适应控制、自组织

控制和自学习控制等技术，实现井下多中段通风风流、风压解耦的控制策略。

井下数据感知（采集）系统downholedataacquisitionsystem

通过各种类型的传感器对井下湿热环境参数、通风系统参数（风速、风压等）、通风设备设施（通

风机、制冷设备、风门、风窗等）状态与参数实时数据监测（采集）的系统。

井下信息传输系统downholedatatransmissionsystem

将井下在线监测数据和控制信息通过井下光纤、双绞线、无线网络等方式与地面控制设备进行数据

传输，并发送执令的系统。

井下人员定位系统personneregionalpositioningsystem

由主机、传输接口、分站（读卡器）、识别卡、传输线缆等设备及管理软件组成的系统，且具有对

携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人数、人员活动路线等信息监

测、显示、打印、储存、查询、报警、管理等功能。

通风动力ventilationpower

为了使井巷中的空气不断流动，克服矿井通风阻力的能量或压力称为矿井通风动力，由矿井通风机

提供动力。

通风构筑物ventilationstructures

矿井通风系统中的风流调控设施，用以保证风流按生产需要的路线流动。用于引导风流、遮断风流

和调节风量装置的总称。

4通风与降温监测监控系统

系统基本功能

a)应具备井下通风降温系统、设备设施运行参数及状态的在线监测功能，并能将监测数据稳定

地传输到地面控制设备。

b)应具备井下温度、湿度、氧气、一氧化碳、二氧化氮等热环境参数的监测功能。含硫矿床地

下矿山还应具备硫化氢、二氧化硫等参数监测功能。

c)应具有对矿井主要井巷、运输巷、联络巷、采掘巷道的风流参数监测功能。

d)应具有对井下主要风机运行参数（电压、电流、风量、风压、轴温、振动等）监测功能。

e)应具有对井下主要通风构筑物参数与状态（风量、风压与开关等）的监测功能。矿井主要通

风机及通风构筑物应能实现在地表远程控制。

f)通风降温监测系统组成设备应符合下列规定：

1)中心站（调度室）应有参数报警和声光报警功能，满足AQ2031-2011的要求。

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2)分站（井下各站点）应有主要参数的显示功能。

3)主要参数测试传感器应具有就地显示、报警功能，各传感器报警值的设定应按照《金属

非金属矿山安全规程》及《金属矿山矿井热源与热环境控制标准》的要求。

4)系统应设置双机备份，并具备手动和自动切换功能。

g)宜对井下主风机、制冷机组、通风构筑物等主要通风设备设施实施视频监控。

h)应具备对井下主要风机、通风构筑物等运行状态进行实时监控。

i)应具备对井下主要通风设备、通风构筑物等进行故障报警、地点显示功能。

j)应具备对井下环境空气质量在线监测超标报警功能。

k)系统软件应包含以下功能：

1)应具备人机对话功能，便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入等。

2)应具备软件监视、容错功能。

3)应具备实时显示、打印、存储、数据传输各监控点的参数和实时操控功能，可实现备份

和历史数据的存储打印（包括图表形式）。

4)应具备报警功能，包括报警状态、报警地点、报警参数名称和数据。

5)应具备井下设备状态显示功能，包括运行、故障、修复时间等。

6)应具备故障自诊断功能，井下传感器、中间站、传输线路（光纤）、接口等发生故障地

点的故障记录及报表打印。

系统基本指标

监测系统应满足《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》《金属非金属地下矿山监测监控通

用技术要求》。

4.2.1监测系统

a)模拟量输入传输处理误差应小于1.0%.FS。

b)模拟量输出传输处理误差应小于1.0%.FS。。

c)温度监测误差应小于0.5℃。

d)画面响应时间应小于5s。

e)监测存储时间、重点测点的温湿度、风速、风压、CO、通风机、降温系统开停机时间、状态

等实时监测值、报警及结束时间、设备故障及恢复时间等记录时间保持7d以上。

f)系统传输距离、传感器、执行器至分站之间的传输距离小于2km；分站至地面之间传输距离不

小于10km。

g)视频传输与光纤合并，传输视频显示清晰。

h)显示器分辨率不低于摄像机的分辨率。

4.2.2控制系统

1)要求自动控制，且应具备现场手动辅助控制功能。

2)根据建设需求采用集中式控制或分散式控制。

3)控制系统主控单元最大负荷率不大于60%，系统扫描周期≤500ms，控制周期≤200ms，顺

序控制响应时间≤100ms。

4)控制器微处理机至少为32位，内存≥16M，时钟频率≥48MHZ。

4.2.3网络系统

a)核心层设备采用单主机配置是，主要部件应冗余配置。

b)通讯接口为RS232、RS485获其他现场总线。

c)测控终端与上位机间的通讯可以采用无线通信或有线通信。

d)地表远程控制应采用工业以太网获兼容以太网协议的网络，网络故障重构时间不应大于50ms。

e)网络系统采用单模光纤(传输距离不小于25KM)，网络传输速率不应低于10Mbps。

4.2.4交换机系统

a)交换机应采用工业级设备，至少配置4光口8电口，光口通讯速率1000M，电口通讯速率100M。

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b)宜采用模块化的工业以太网交换机或光网络单元，宜支持CAN、PROFIBUS等工业现场总线协

议，并具有RS485、RS232等接口。

c)设备应支持EtherNet/IP、ModbusTC等协议。

d)支持VLAN，支持SNMP网络管理协议，支持远程维护与管理。

e)设备的备用端口不应小于使用总数的30%，且不应少于3个。

系统基本要求

4.3.1主通风机及通风构筑物监测监控

a)有自动监控及测试的主要通风机或多级机站计算机远程集中控制系统，每两周应进行一次自

控系统的检查。

b)主通风机房应设有测量风压、风速（风量）、电流、电压和轴承温度等的仪表。

c)矿井主要通风机及通风构筑物应能实现在地表远程控制和事故报警。此外，主要通风机需具

备设备自动故障诊断功能。

d)监测系统应具有对井下通风机及通风构筑物状态记录、显示、报表打印等功能。

e)井下各主要参数传感器应满足《金属非金属地下矿山监测监控通用技术规范》。

f)制冷系统设备监控应具有手动/自动控制的转换、设备故障维修／更换等退出自控状态的监测。

4.3.2制冷降温设备监测监控

a)冷水机组制冷系统运行参数监控

制冷系统宜采用以水为载冷剂的间接冷却式制冷系统，制冷机组宜采用模块化机组，主要用电设备

如压缩机、风机及水泵等宜具备变速调节功能。制冷系统应具有：

1)制冷机组手/自动状态、运行状态和故障状态；

2)机组累计运行时间，发出定时检修提示；

3)冷冻水泵的手/自动状态、运行状态和故障状态；

4)冷冻水泵累计运行时间，发出定时检修提示；

5)冷冻水总管（冷冻水/空调热水）供、回水温度、压力和流量测量；

6)分水器压差测量；

7)膨胀水箱高、低位液位测量与报警；

8)冷冻水泵的手/自动状态、运行状态和故障状态；

9)冷冻水泵累计运行时间，发出定时检修提示；

10)冷却塔风机的运行状态、故障报警、手/自动状态；

11)冷却水供、回水温度压力和流量测量；

12)补水箱高、低位液位测量与报警。

b)制冷站水系统的运行控制

1)冷水机组的连锁控制。冷水机组的启、停必须与辅助系统的启、停实行连锁控制。

启动顺序控制：冷却塔风机一>冷却水泵一>冷冻水泵一>冷水机组

冷冻水泵可采用流量可调节方式。

停机顺序控制：冷水机组一>冷冻水泵一>冷却水泵一>冷却塔风机。

2)设备相互备用切换与均衡运行控制。冷冻水系统的各种设备应有多台(套)配备，同类之

间互为备用。

3)冷冻水回路冷水机组侧恒流量与空调末端设备变流量运行应设差压旁路调节或两级冷冻

水泵应协调控制，保持机组恒水量运行。

4)膨胀水箱与补水箱监控应能对水箱的高低液位监视与控制，水位低于下限时补充，高于

上限时停止以免溢流。

c)系统节能控制

系统节能满足《矿井降温技术规范》MT/T

1)冷水机组的节能控制

冷水机组节能可用冷水机组群控运行方式：冷冻水回水温度控制法；冷量控制法，冷水机组输出冷

水的冻水温度一般为7℃～9℃；冷冻水变流量控制法，冷冻水流量水冷负荷变化而变化。

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2)冷却塔的节能运行控制

冷却塔的节能运行可根据冷却水回水温度控制冷却塔风机运行数量或风机的运行频率，以及控制冷

却水泵的运行频率与台数。

3)系统节能控制

——系统定时运行与设备的远程控制：空调热交换系统能够按照预设的运行时间表自动定时启停；

控制系统能够对设备进行远程开／关控制，在控制中心能实现对现场设备的控制。

——作业环境舒适度自动调控（按需通风供冷、主通风机变频节能、通风构筑物调控），可按空

气温湿度、气流速度自动调节。

——对主通风机进行变频控制，可以使主通风机在低频启动时降低启动电流，电机启动后逐步升

频到需要频率，从而进行节能。

——按需通风节能控制系统根据井下的设备和人员的数量、状态，自动计算风量设定值，控制风

机运行频率，实现节能。

d)制冷系统设备控制

1)冷水机组启停控制：从DDC数字输出口(DO），输出到冷水机组控制器(柜)启停遥控(BAS)

输入点(或配电柜主接触器控制回路)。

2)冷冻水泵启停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水泵配电箱接触器控制回路。

3)冷却水泵启停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水泵配电箱接触器控制回路。

4)冷却水塔风机启停控制：从DDC数字输出口（DO），输出到冷却塔风机配电箱接触器控

制回路。

5)冷水机组冷冻水进水电动阀或气动阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水机组冷冻水

入口电动蝶阀开关控制输入点。

6)冷水机组冷却水进水电动蝶阀或气动阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水机组冷却

水入口电动蝶阀开关控制输入点。

7)冷却塔进水电动蝶阀或气动阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷却塔冷却水入口电动

蝶阀开关控制输入点。

8)压差旁路两通阀调节控制：从DDC模拟输出口（AO），输出到压差旁路两通调节阀驱动

器控制输入点。

4.3.3冷风机组制冷系统运行参数监控

a)制冷机组手/自动状态、运行状态和故障状态；

b)压缩机启/停，运行电压、电流、频率，压缩机吸排气压力、温度、润滑油温度等运行状态实

时监控；

c)冷凝器换热效果（冷凝温度、冷凝风机转速、进、出风温度）实时监测，并应设有对冷凝器

定期清洗功能；

d)蒸发器出风口温度、湿度等运行参数控制。

5通风与降温智能控制系统

一般规定

a)基于数据集成、流转、查询、统计、分析、预测等数字应用技术，应对矿山井下热环境要素

（空气质量、气象条件）实现全域、全要素、全过程的信息化管控。

b)利用在线数据集成和信息融合技术实现通风与降温系统集中管控和在线智能分析，利用大数

据和智能决策技术实现通风降温与井下环境风质（空气质量、气象条件）管理协同化和智能

化，保障数据安全可靠传输，实现按需通风降温。

c)应建设调度控制中心，提供网络、视频、通信、监测、控制、远程操作、大屏幕展示等基础

设施，为信息集中展现、通风与降温设备设施集中操控提供环境及硬件支持。宜将智能化系

统、集中监控平台在调度控制中心进行集中部署。

组成与功能

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a)信息感知系统

矿井智能通风系统核心信息感知系统应包括风量、风速、O2、温度、湿度、CO浓度、CO2浓度、粉

尘浓度、压力等参数传感器，还应包括通风设施（构筑物）与通风机参数状态。

井下环境信息感知传感器采集方式应包括固定式或移动式。

b)信息传输系统

矿井智能通风与降温系统信息传输系统应包括井下多源信息交互传输算法（主机）、工业以太网络、

防爆交换机、传输分站、传输线缆等，有线传输或无线传输信息。

c)数据分析与决策技术

数据分析应能判别矿井作业点与供风的关系，决策通风系统设备设施运行状态，准确判识通风异常

状态、原因与位置，实时预警、研判异常致灾的时效性影响范围与灾害程度，融合井下人员定位系统与

逃生行为等多元信息，制定井下和井上通风设施、设备的联动调控策略，并通过协同集控执行并反馈决

策方案。

决策技术应包括通风降温状态控制、通风网络在线解算（VENTSIM）、通风状态异常在线诊断与预

警、灾变预测及演变过程仿真，以及防灾-减灾、抗灾、救灾决策等子模块。

d)通风联动调控技术

矿井智能通风系统的执行层，应包括风机智能变频调控装置、井下自动风门、井下自动可调风窗、

区域联动控风装置、井上防爆门快速泄压复位装置、井下远程控制装置等，同时动态反馈系统参数合规

性。

数据采集

a)应实现通风降温系统基础数据的在线、自动采集，采集范围应包括井下环境空气质量、气象

条件等。数据应具备编码、时间、空间、关联、隶属等统一规范，便于数据共享与信息（人

员、设备定位系统）融合。

b)应建立数据服务系统，支持实时数据、关系数据以及非结构化数据的集中存储、管理和存取

服务，并实现备份功能。

c)宜采用合适的方式，包括固定式和移动式（机器人）等，各种数据采集系统应适应井下条件

（如高温高湿、高粉尘、爆破振动及冲击波等）。

决策分析

a)系统应具有高度开放性、兼容性、扩展性，并具有大数据综合集成能力，实现与生产调度、

管理系统嵌入式集成和融合。

b)系统应具有大数据统计和分析功能，可根据井下生产、设备、人员、环境质量及气象条件匹

配要求等数据的统计分析。

c)系统应具有数据建模、机器学习、数据挖掘分析、决策判断等智能评判功能，对井下通风设

备设施发布指令。

监控调度与协同管理

a)应建设集成监控平台，实现通风降温设备设施和井下生产过程信息在调度控制中心的集中管

理、集中监控。实现通风降温核心设备运行状态、故障维修、供电及供水、环境和安全等信

息的全面、实时监控。集成监控平台应具备数据在线智能分析和实时预警功能，可以自动定

位和发现异常，实现应急联动处置。

b)应建设井下热环境调控调度指挥系统，并根据井下