一、标准制定的必要性
当前，有色金属地采矿井通风系统改造和运行虽然能满足矿山生产的需要，但动态适应矿井生产变化的能力和应急抗灾不足，尚有风量风质实时监测与安全风险预警预报、矿井通风的可靠性与有效节能、矿井通风有效调控、矿井通风智慧管理等问题有待解决。矿井智能通风系统的建立能实时对矿井通风系统进行诊断，发现影响通风效果的实际问题，并实时进行优化调控，确保井下风量、温湿度、氧气浓度、有毒有害气体和粉尘浓度等要素之间的平衡，改善井下通风质量，提高生产效率，实现有效通风节能。为规范和提高有色金属地采矿井通风系统可靠运行及智能管控的水平，特编制本标准。
二、标准制定过程
根据2023年2月中国有色金属工业协会下达的《关于下达2023年第一批协会标准制修订计划的通知》（中色协科字[2023]14号）的文件要求，《有色金属地采矿井智能通风系统通用技术规范》由江西铜业股份有限公司牵头起草，计划号为2023-008-T/CNIA，项目完成年限为2024年2月，技术归口单位是全国有色金属标准化技术委员会。
项目主编单位接到计划任务后，成立了标准编制组。为了准确了解该项技术的使用进展、工艺配置及运行参数。标准编制组通过调研，收集整理了来自江西铜业股份有限公司、疆喀拉通克矿业有限责任公司、福建马坑矿业股份有限公司等多家代表性有色地采矿山通风系统技术参数、通信物联网条件、智能系统改造要求等。通过技术分析及大量数据比对整理分析，历经多次工作会议和广泛征求意见后，于2024年4月完成标准审定工作。最终，T/CNIA 0254-2024《有色金属地采矿井智能通风系统通用技术规范》于2024年9月14日发布，并于2024年12月1日起实施。
三、标准主要内容及解析
标准编制组收集了国内有代表性的地采矿山企业通风系统关键参数，并对数据参数进行统计、对比和分析，结合矿井智能通风系统设计及使用单位的意见和建议，在此基础上制定矿井智能通风系统技术相关技术指标，确保标准具有较强的科学性、指导性和可操作性。
3.1 基本要求
有色金属地采企业应按照GB 16423和AQ2013（所有部分）的要求，在矿井通风系统安全、稳定、可靠的基础上，结合矿井通风的实际需求及斌烽广告运行特点，对矿井通风系统进行智能升级、改造和优化。智能通风系统在设计时应形成智能通风系统建设方案，并绘制系统监测点位布置图，按设计和图纸要求实施建设，同时，所用传感器、摄像仪、电缆应根据安装位置不同，在设计文件中需明确防水、防尘、低烟、低卤和抗冲击、防爆功能，其主要构件应具备矿用安全标志，必要时应进行质量抽检，确认合格后方可使用。
3.2 功能要求
智能通风系统包括主要通风机的智能调频运行、一键启停及一键反风三种控制模式，以及风流控制设施的开关、紧急情况预警预报等，并应具备以下几种功能：
a) 系统总览：应能直观滚动显示智能通风系统所有监测数据，含主（辅）扇运行参数、实时风流监测及感知数据、火灾预（告）警信息及其它监测信息等；
b) 风流监测：应具备风流主要动态数据显示、传感器运行状态显示，风量（风速）、风压、风向等风流参数指标显示，斌烽广告运转状态显示等功能；
c) 火险监测：应具备火灾监测主要动态数据显示，设备运行状态显示，温度、CO浓度、热成像视频等火险相关指标信息显示，预（告）警信息管理及分析等功能；
d) 决策控制：应具备风机设备运行工况、运行状态、视频监控等数据显示，供电设备运行状态显示，风机和通风控制设施智能控制等功能。
e) 通风能效：应具备矿井通风系统的通风能效统计及数据分析功能。
3.3 建设要求
智能通风系统应配备主要传感器、控制器等备件，备用数量应能满足日常监测监控需要。传感器和仪器仪表的设置应按照GB 16423和其他监测监控系统建设标准规范。传感器、监控系统及机电设备应安装在便于人员观察、调试、检验、安装，且围岩稳固、支护良好、无滴水、无杂物的巷道或硐室中，且各设备的数据或状态应能传输到智能通风系统信息化中央集控平台。数据采集及中央集控硬件应有可靠的防雷和接地保护装置，中央集控设备应安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示及指令终端。主要供电、配电控制装置的备用电源应能保证断电后连续工作4h以上。电缆和光缆敷设时应绘制其布线走向图，电力路线及通讯线路图纸的绘制应符合GB 50026的要求；井下安装的电缆应具备阻燃功能，供（配）电和启动柜接地电阻应具有防水、防腐和防尘功能。
3.4 监测对象与现场仿真
监测对象包括主要通风巷道风流参数、通风构筑物、主辅扇等矿井通风效果关键性影响因素。其中主要通风巷道风流参数宜包括矿井通风系统中各用风点和主要通风井巷的风速、风量、温度、湿度、CO浓度、火焰等其他环境参数，监测宜尽量覆盖矿井通风系统中风流较敏感的巷道以便了解井下实际通风状况；通风构筑物宜包括矿井通风系统中关键位点的可控风门、风窗、风筒等以实现监测与智能调控；主辅扇宜包括主扇风机、辅扇风机的风量、风压及启停状态等运行参数的监测，以便实现变频智能调速、一键启停及反风。
现场仿真为矿井通风系统实际现场的仿真，包括主扇、辅扇、通风构筑物、巷道井筒等详细位置及型号参数信息，及风道风阻、风量、风压、巷道断面、自然风压、热力风压等具体数据信息。通过矿井通风三维仿真系统软件对矿井通风系统进行仿真、建模、解算，可以确保仿真模型与实际现场一致。
3.5 数据采集与网络
智能通风系统井下现场配置各类高敏传感器（风速、风压、风向、温度、CO浓度、火焰等）、可控通风构筑物、监控摄像头、红外热成像仪、光纤及数据采集控制站等基础设备。地表调度室包括服务器、图形工作站、多屏控制器、三维（3D）大屏显示设备、人机交互终端等用于指挥调度中心监测、展示、调控的相关配套设备。
智能通风系统具备完整清晰的网络架构图，网络架构图应标注各核心设备的所在位置，并提前预留网络安全防护装置接入端口和条件。采用高速、高带宽的工业以太网、现场总线、无线通讯网络、透地通讯设备，配套高速、高可靠、抗干扰的服务器、交换机、路由器、通讯基站、通讯线路、无线通道、不间断电源（UPS）和各种感知设备的网络传输设备。
通信传输包括地面通信和地下通信两大系统。地面通信宜采用公网号码资源，与公网等位拨号；地下通信宜采用有线和无线通信相结合、固定和移动通信相结合、有源与无源通信相结合、井巷传播和透地通信相结合，并通过基站、调度机、交换机、网闸等中继设施与公共网络连接，在保障数据安全的条件下实现全方位的互联互通。
3.6 数据存储与交互
所有数据存储于智能通风系统数据仓库（以下简称“数据仓库”）中，数据仓库宜实现异地同步备份并应提供规范统一的数据索引格式、元数据格式、数据表结构、布局方式、存放格式、精度要求、时效设置和编码方案以实现对数据的快速提取、存储、挖掘和展现。所有数据的接入与提取提供支持多种数据服务、通讯协议和接口，如TCP/IP、HTTP、OPC/OPC UA、RS232/RS485（参见GB/T 6107）、MQTT协议等；应能从SCADA、DCS、PLC、RTU、传感器、DDE、OPC、端口等多种软件、设备、协议获取数据，并通过开放接口向各种应用提供数据，保证数据的可靠性和实效性；从各种服务系统、应用系统和控制端获取数据后能自动转发和执行命令，控制设备的运行，保证命令的可靠性和实效性。
智能通风系统数据推送与交换时采用数据总线和服务模式，并具备自动建立各主题数据、元数据、索引数据的采集、存储、提取、转化和交换的快速通道，实现各类信息的自动编码、自动存储、自动提取。
3.7 智能通风系统服务与展示
智能通风系统包括风流参数监测系统、AI算法模型训练测试数据集、AI算法模型训练测试系统、风流智能预测系统、火险感知与预警系统、视频监控系统、三维可视化展示系统，该七个系统构建了完整的有色金属地采矿井智能通风系统所有技术服务与功能展示。
3.8 决策与控制
决策与控制系统提供远程通信接口，或自动按实时数据交换方式与矿山数据仓库的实时数据交换平台交换数据，实时对比和分析各数据的可靠性、合理性，经自诊断、自评估后，实时决策发出斌烽广告、通风构筑物的调控指令，使得智能通风系统可根据矿山通风系统的实际状况做出不同智能调控决策。智能通风调控系统依托于智能分析决策系统的分析决策结果，接收决策结果后向主要通风机控制系统发出调控指令（智能调频运行、一键启停、一键反风），实现矿井通风系统内多风机联合运行工况的调控。
3.9 中央集控平台
智能通风系统运行管理平台是多系统一体化信息中央集控平台，用于实时数据显示、查询及输出、灾害预警预报、风流智能调控及紧急操作，包括系统总览、风流监测、火险监测、风机控制、三维可视化、系统管理、移动端下载等模块。
四、标准的作用和意义
矿井智能通风系统是智能监测系统、通风三维仿真系统、智能预测与分析决策系统、集中智能控制与可视化系统的统一集成，能确保地采矿井安全、有序、高效、可靠，通过实时对矿井通风系统进行诊断，发现影响通风效果的实际问题，辨识、预警、预报安全风险，并实时进行优化调控，确保井下风量、温湿度、氧气浓度、有毒有害气体和粉尘浓度等要素之间的平衡，改善井下通风质量，提高生产效率，提升抗灾能力，保障矿山的安全生产，保护工人的身体健康。
该标准的发布和实施，将引导将物联网、计算机通讯技术、计算机网络、人工智能技术、计算机数据中心强大服务计算功能等技术应用于地采矿井智能通风系统，通过数据采集、监控、传输，智能预测、分析决策与控制，实现矿井通风系统自动监测、斌烽广告故障诊断、火灾预警、通风系统智能控制等功能，完成地采矿井智能通风系统从自动化到智能化的转变，进一步提高有色金属地采矿井通风系统的安全性和可靠性。
