浅析煤矿通风系统中的自动化控制技术

郭晓川

(沈阳华乐世通传动技术有限公司，辽宁 沈阳　110000)



浅析煤矿通风系统中的自动化控制技术

郭晓川

(沈阳华乐世通传动技术有限公司，辽宁 沈阳110000)

摘要：近年来，煤矿业的规模随着市场经济的发展和社会需求的增加不断扩大，人们越来越重视煤矿的安全生产工作。若将自动化控制技术应用到煤矿企业的通风系统中，不但提高了矿井系统的安全性，还降低了煤矿通风系统的管理成本，进而提高煤矿生产的安全效益和经济效益。本文阐述了煤矿通风系统的重要性和通风系统中应用自动化控制系统的必要性以及自动化控制系统在煤矿通风系统中的应用。

关键词：煤矿；通风系统；自动化控制技术；应用

煤矿业是我国国民经济的支柱产业，其能否安全、高效的生产直接关系着我国经济的发展。煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有重要的地位，将自动化控制技术应用于其中，再加上人工管理办法，能够有效的提高设备的工作效率，降低设备的维修率和维修成本，延长设备的使用寿命，提高整个通风系统的安全性能，对煤矿的安全生产具有重要的现实意义，并且推动着煤矿通风技术工程事业的发展。

一、煤矿通风系统的重要性

煤矿通风系统的设计是影响煤矿安全生产的最大因素。在煤矿生产过程中，煤炭通风系统主要是为了保障矿井工人的安全，其具体作用如下：1.矿井开采过程中会有许多高浓度的有毒气体，通风系统通过向矿井输送空气，稀释这些有毒气体，使矿井下的气体浓度保持在安全范围之内；2.通风机为井下矿工提供氧气，保障工作人员的生命安全；3.将井下的水蒸汽和热量都排出来，为矿工提供一个相对适宜的作业环境。因此提高煤矿通风系统不仅可以降低安全事故发生概率，还提高了矿井的抗震、抗灾性能。

二、煤矿通风系统中应用自动化控制技术的必要性

通风设备为煤矿的安全生产提供了保障，在煤矿的生产中的作用是不可替代的。当通风设备出现问题的时候，极有可能会引起重大的安全事故，因此做好通风设备维护工作非常重要。自动化控制技术应用于煤矿通风设备的维护中，能够强化设备的安全性和可靠性，并实现对设备的有效监控和管理，提高通风设备的管理水平，大大降低了设备的维护量和维护成本，节约了大量劳动力。纵观当前我国煤矿通风设备的应用现状，在煤矿生产中，大多自动化设备的应用是分散且独立的，这就为维护工作带来了很大的不便，且设备运行的可靠性和准确性较低，难以实现对通风系统的集中监控和管理，也就无法保证通风设备安全、可靠的运行。综上所述，自动化控制系统应用在煤矿通风设备维护中是大势所趋，是必然的。

三、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

煤矿通风系统中自动化控制技术的应用原理如图所示，采用“集中控制，分散检测”的方式，进行若干监控分站的设立，对煤矿各个位置的风压、风量、有毒气体含量、温度等状况作出动态的检测，并将所获取的数据通过通信电缆来传送至煤矿通风主站，实施集中的管理与监视。而待通风主站对监控分站数据进行接收后，便就煤矿风力分布状况作出相应推算，进而明确风量控制的最佳方案。之后，转化方案为控制指令，向监控分站控制系统做出反馈，并依靠变频装置，来控制通风机风量，从而实现煤矿通风的自动化控制。对煤矿通风系统中自动化控制技术的应用进行设计，将其划分为传感器系统、通风系统、中央控制系统三部分来实现系统自控功能。

(一)传感器系统的设计。

在煤矿通风自动化控制系统中，主要是通过传感器来完成对不同指令和数据的接收和传输。应用最广泛的是无线传感器，能够对通风机风量及矿井的环境状况做出比较精确的测量，包括风压、风量、有毒气体浓度、温度等基本信息；传感器还能够通过对数据进行编排和查询来获得具体位置的信息，确定井下工作人员所处位置和状态，实现对工作人员的实时监控，便于安全生产管理；无线传感器还具有多点定位的功能，通过优化传统单水平轴线网络的分布方式，使其不断满足地下复杂的开采环境，实现多水平、跨层次的系统控制，使布设方法更加合理化。

(二)通风系统设计。

这一系统中对于风量的调节可通过两种方法来实现。第一种是通过改变风门或百叶窗角度，来调节与控制风量，通过频率发送器来将风门或叶片的状态信号传送至地面控制室，这时，地面控制室便以需要发出的信号为依据，来转动风门或叶片；第二种则是通过对通风机的电机转速作出改变来完成的，设置变频装置，便可对通风机电机转速作出有效改变；同时，井下局部通风机自动控制的实现，可应用定时控制的形式，并在装置定时器的基础上，加设爆破开关，从而能够在爆破后实现自动通风。在国际上，有些国家对局部通风机转速的控制可由所设置的检测元件来完成，他们以作业机器运行所引发的某种气体浓度或空气温度变化为依据，来完成这一控制动作。虽然当前我国在这一技术上尚不完备，但无疑为通风系统的设计发展提供了新的思路。

(三)中央控制系统设计。

中央控制系统的核心是微型计算机，这种计算机的接口较多，扩展能力较强，因此将其应用于煤矿通风自动化控制系统中，不仅能够完成工作任务，还具有自动控制精度高、速度较快、易于控制的特点，能够较好地满足煤矿通风自动化控制系统的要求。通常情况下，中央控制系统主要是通过采集和处理监测站产生的数据，通过分析对通风机的风量做出调整，以此来满足实际的需要。除此之外，中央控制系统还具有实时监控和报警功能。

四、结语

总之，煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有非常重要的地位，必须使其保持在最佳的运行状态。煤矿通风设备在实际的应用过程中还存在着一系列的问题，而自动化控制技术是社会发展、时代进步的必然产物，其在煤矿通风设备维护中的应用能够对这些问题做出有效的解决，有效的提高了煤矿通风系统的安全性能，对提高设备工作效率，降低维修成本，保证煤矿的安全生产具有重要的作用，由此可见，自动化控制技术在煤矿通风设备的应用前景十分广阔。

参考文献：

[1]邬如梁.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术,2013(04).

[2]王洪利.煤矿通风系统对自动化控制技术的应用[J].电子世界,2014(16).

中图分类号:TD72

文献标识码：A

文章编号：1671-864X(2016)04-0284-01