自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

文/李海军

煤炭通风对煤矿的安全生产有十分重要的影响，在煤炭生产过程中，煤矿通风系统会将有害的气体排出并将新鲜的空气吸入，从而保证煤矿生产要求的气体环境。传统的煤矿通风系统工作效率低，还需要人工经常进行维护，而应用自动化控制技术后，不仅能对系统进行自动化控制，还能自动维护，实施监督。本文介绍了煤矿通风系统的应用现状和煤矿通风系统设计的重要性，对自动化控制技术的整体结构进行简要概述，重点分析了自动化控制技术在煤矿通风系统中的具体应用。

1 煤矿通风系统的应用现状

目前，煤矿通风系统的主要目的便是实现对风量的有效控制，风机作为整个系统中的基础设备，得到了非常广泛的应用。传统的煤矿通风系统，风机的运转主要是靠鼠笼式异步电动机的拖动来进行的，虽然可以通过简单的操作运用挡风板来实现风量的调节，但是也耗用了非常多的能源，能耗问题十分严重。近些年来，随着科学技术的不断发展，变频技术得以发展并应用于煤矿通风系统的节能改造之中，变频调速电机的出现，不仅能够使风量的控制更加智能化，而且能够做到大幅度节能，有利于提高企业的经济效益。

2 煤矿通风系统设计的重要性

通风系统对于煤矿的安全管理有十分重要的意义，对于煤矿的安全生产也有非常大的影响。

2.1 降低瓦斯事故发生的概率

瓦斯爆炸是煤矿安全事故中发生几率最大、影响力最大、破坏力也最大的事故之一，给煤矿工作人员造成了极大地人身安全威胁。因此，国家对于瓦斯事故给予高度重视，制定出台了一系列相关规章制度，从而一定几率上降低瓦斯事故发生的可能。根据相关规定，煤矿作业环境中的二氧化碳和氧气的浓度要保持在一定范围以内，这时，就需要有效的利用煤矿通风系统，从而保证作业环境空气的质量达标，降低瓦斯事故的发生概率。科学合理的利用通风系统，还能够改善地下矿井的作业环境，调节作业环境的温度、湿度，提高空气质量，这有效的保障了煤矿作业的安全性。

2.2 保障煤矿作业人员的安全

随着我国社会的不断发展，社会对于煤矿的需求不断上升，国家在煤矿生产中投入越来越高的人力成本的同时，煤矿的安全问题也在频繁出现。针对此，国家高度重视，并且出台了许多与煤矿作业安全相关的规范标准。煤矿安全问题出现的一大原因便是通风不达标，因此保障通风系统的有效性是保障煤矿作业安全的重要保障。由于煤矿开采的特殊性，其所处的自然环境尤其是地理环境十分特殊，这就对通风系统的设计提出了更高的要求。而且随着煤矿开采深度的不断增加，地下的空气质量、温度、湿度等条件也越来越恶劣，有毒气体所占的比例会越来越大，这些因素都严重威胁了地下矿井作业人员的身心和健康的安全。因此，为了保障煤矿作业人员的安全，煤矿通风系统的设计和安装就非常重要。高效合理的通风系统不仅能够保障煤矿开采工作的顺利进行，还能将新鲜的空气不断输入作业环境之中，改善作业环境，切实保障作业人员的安全。

3 自动化控制技术的整体结构

自动化控制系统主要由三部分组成，分别是总控中心、通风系统和传输系统。

总控中心，其最主要的设备便是计算机，计算机有多个数据接口，而且计算速度极快，精确度也很高，这使得其控制系统完成通风系统控制时能够更加的高效和完善。总控中心的主要作用便是搜集整理每个监控站的信息，对信息进行整合和分析，从而根据具体情况调整通风系统的运行，对通风系统实施更加有效全面的控制。除此之外，总控中心还要负责完成整个自动化控制系统的监控和报警工作。

通风系统，其最主要的作用便是调控整个通风系统的风量。通风系统可以根据风门角度的变化或者借助百叶窗的作用来感知井内风量的变化，向总控中心发送感应到的信息，这时总控中心会结合信息发出指令，就可以对风量进行控制。对于风量的调整，主要用到的是变频设备，通过改变电机的转速来利用调节风量的大小。

传输系统，顾名思义，该系统主要就是传输设备发出的指令，传输系统的工作任务，是整个系统中信息的中转站，也是信息传递的载体。

4 自动化控制技术在煤矿通风系统中的具体应用

4.1 自动化程序集中化控制

自动化控制中心主要可以分为两个部分，分别是监控系统和控制系统，这两个是整个自动化控制程序的主要命令中心。它们两个之下又设有风量传感器、温度传感器、风量调节单元等其他单独的控制中心。自动化控制中心的每一个独立的控制中心都分别执行各自的SQL命令，但是总的情况下，还是先受两大命令中心的控制，使用不同的语句对不同的控制单元进行控制，是各个单元既各司其职又统一合作，极大地提高了通风系统的工作效率，与传统的人工控制相比较，该控制体系运用更短的时间达到了更好的通风效果。

4.2 传感器系统信息传导

自动化控制技术的顺利运行，各个部分的独立控制是保障，是确定集中化控制顺利进行的前提，因此各个部分传感器的信息传导是确保通风系统高效运行的重要保障。传感器主要分为两种，分别是显性传感器和隐性传感器。其中，风量传感器、风向传感器、有毒气体浓度传感器等检测空气形同的传感器是显性传感器，它为整个通气系统的检测提供具体的如风量、浓度等信息。而隐性传感器一般适用于辅助，比如说风量调节单元，它是系统的一部分，但是只是起着部分调节辅助的作用。传感器的信息传导是自动化控制技术应用中的特有机制，在以前传统的人工通风的情况下，每一个环节的信息是无法做到“命令式”传播的，这就需要耗费非常多的时间和能源来做到信息尽可能及时准确的传达。而在自动化控制中，传感器系统的信息传导是同步性的，每个系统的消息可以同时的进行对应的传递，既提高了信息传递的效率，还节约了大量人力物力成本。

4.3 排风程序通风运行

整个控制技术的集中化命令控制中心的核心操作便是排风程序顺利有效的通风运行，自动化控制技术能使通风系统周期性的按照一定频率运作，也能在排气程序运作时将各个部分的信息进行传导，使排气系统对气体进行有针对性的处理从而实现每一部分的同步工作。

4.4 安全控制程序调节

在煤矿通风系统中应用自动化技术，能够实现通风系统中安全控制程序的自动调节。自动化的控制检测不仅可以实现煤矿环境的自动化调整，还能进行自动化的安全监控。如果通风环境出现问题，系统将会自动的给出警告，还会按照集中控制中心的命令，自动的采取对应措施。这给煤矿作业的安全又加一层保障，有效的降低了煤矿生产所面临的安全隐患，是现代煤矿行业不断发展进步的重要体现。

5 总结

综上所述，自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用能够有效的提高管理效率，节约管理成本，因此，探究其在煤矿通风系统中的应用是十分有必要的，这是时代发展的必然趋势。只有运用先进的科学技术，不断追求满足社会与时代发展的需求，才能保障煤矿开采工作能够持续的进行，不断促进现代煤矿排风系统的优化更新，引导煤矿系统技术的全方位升级，进而推动我国煤矿生产工作的顺利发展。