試論自動化技術在煤礦通風中的應用

陳醉

摘要：煤礦通風系統是否安全可靠，直接關系到煤礦能否安全、高效運轉。將現代自動化技術應用于煤礦通風工作之中，不僅能有效提升煤礦通風效果，還能實現煤礦通風系統自動化、無人化的運轉，更能提高煤礦的生產效率和安全系數。基于此，筆者將本文命名為《試論自動化技術在煤礦通風中的應用》，首先探討了基于TCP/IP協議設計的通風自動化系統在煤礦通風中的應用；然后分析了通風變頻自動化系統在煤礦通風中的應用，最后對全文進行簡單的總結。旨在與同行交流，不斷提高煤礦通風系統自動化程度，確保煤礦安全有序高效運轉，并促進我國煤礦業的可持續發展。

關鍵詞：自動化技術煤礦通風系統應用

中圖分類號：TD72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0096-01

我國既是煤炭生產大國，又是煤炭消耗大國。煤礦能否安全、高效地運轉直接關系著我國經濟發展的快慢，既關系到人們能否正常的生活，又關系到所有煤礦從業人員的生命財產安全。其中，煤炭通風系統的作用主要就是將有害氣體排出，并源源不斷地注入新鮮空氣，從而確保煤礦安全高效地運轉。當前。我國一些煤礦的通風系統還以人工維護的方式為主，不僅浪費了人力資源，而且工作效率也還有待提高。如果將自動化技術應用于煤礦通風系統之中，加上人工輔助管理的方式，就能在節約維護成本的同時還能提高通風系統的安全性能。由此可見，就自動化技術在煤礦通風中的應用進行探討具有十分重要的意義。基于此，筆者做出以下幾點分析。

1探討基于TCP/IP協議設計的通風自動化系統在煤礦通風中的應用

1.1 系統工作原理

該系統結合煤礦環境惡劣的現狀，分別采取了分層和分散以及冗余的設計方法，得出煤礦自動化通風系統所需的硬件配置和總體的結構框架，并利用光纖傳輸技術、以太環形網絡技術和多機備用來提高通風自動化系統的可靠性，再借助VC++與組態軟件，從而設計出煤礦自動化通風系統的主分站軟件，以此提升煤礦通風的安全和可靠度。

1.2 系統主要功能

一是現場手動操控功能，即可以不經過分站控制器，完全通過人工操控系統外部硬件，實現風機的啟動、暫停和停止；二是半自動操控功能，即人工現場操控遠程系統的主分站，有針對性的選擇風機的啟動、暫停和停止；三是自控功能，即系統通過現場采集對風機的狀態信息實施分站，以決定風機的自動化啟動、暫停、停止，達到礦井生產的需求；四是“三遙”功能，即遙測和遙信以及遙控功能。遙測功能主要是對現場通風系統風機的風量、風壓和瓦斯濃度以及電機的速度、溫度、電壓、電流和功率等數值進程遠程測量，并傳遞給系統主機，遙信功能則是遠程采集風機、風門和電機現場開關的狀態量，并傳遞給系統主機；遙控功能則是負責實施遠方系統主機的操控命令；五是數據顯示功能，即能對監測到的遠方和本地的信號數據實時顯示；六是故障記憶功能，即故障自動發生之后自動記錄故障發生的相關數據信息；七是自動報警功能，即只要系統監測值超過預設的極限值，不管是在遠方還是本地系統都能自動報警；八是冗余功能，即在系統局部出現故障之后，盡可能的維護整個系統安全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加監控分站時，確保能隨時與系統相連接。

1.3 煤礦通風系統實現自動化的運轉

應用這一系統之后的煤礦自動化通風系統主要由地面集控中心和工業以太環形網絡與監控及信息集成分站三部分構成。主站借助以太網實現系統分站數據的實時交換，自動化系統分站則負責接收和執行系統主站的指令。

2通風變頻自動化系統在煤礦通風中的應用分析

2.1 實現煤礦通風系統變頻自動化的基本前提和原理

實現煤礦通風系統變頻自動化，必須基于改造原有設備的前提之下。其原理是：將原控制柜與變頻控制柜相并聯，借助變頻器操控風機，以實現變頻與工頻雙回路操作系統的控制，并采取“一拖二”、“一用一備”的操作系統方式用于操控主通風機，最終實現變頻與工頻之間的自動切換。該系統主要是運用2臺自動化的變頻器，并分別由一臺自動化的變頻器操控，再將原有的風門控制閥箱撤銷，可編程系統控制器由變頻自動化系統控制柜直接操控，達到煤礦通風的需要。

2.2 煤礦通風系統變頻自動化的改造技術

煤礦通風系統變頻自動化的改造，首先應將監視并控制分布式集控系統和遠程通信系統的接口聯網，達到遠程監視與控制的目的，并能在微機監控上實現啟動和監控主通風機的任意一臺電機及運行實況；其次，在改造過程中，應在自動化的變頻柜上設置能自動和手動的兩種風量調控方式，并能在電機風量自動調節的情況下，能根據指定風量，實現自動化的調控變頻器，并輸出變頻器運行的頻率，實現頻率與風量的自動化閉環操控；最后，經改造的煤礦通風系統，既要具備過流、過壓、電源缺、過載和欠壓的聲光報警功能，又要實現自動性的保護功能以及頻率的顯示、運行狀態的指示和電源顯示的功能，更能在故障發生第一時間自動發出報警信號以及各種參數在各控制系統內得到即時顯示的功能。

2.3 煤礦通風系統變頻自動化改造效果

煤礦通風系統的變頻自動化改造，其效果主要有：一是實現原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助PIE變頻控制技術進行全程控制，控制通風機的方式主要有自動、微機和就地控制方式，但大都選用自動化的方式運行，這樣變頻器一旦出現故障就能立即切換至主通風機；二是通風機實現柔性啟動，能從0～50Hz就系統電網進行適時、合理的調整，在減少機械之間相互掌機的同時降低電動機的運轉溫度和噪音，進而延長電動機的使用年限；三是具有較好的節電效果，節電率高達37%，這些節約的電費為企業實現經濟效益最大化的同時也保證了煤礦安全高效的生產。

3結語

總之，將自動化技術在煤礦通風中的應用具有十分重要的意義。但也是一份十分系統、復雜的工作。為確實提高煤礦通風系統的自動化水平，我們在注重提升專業技能的同時還應堅持節能環保、以人為本的基本原則，確保煤礦安全、有效、高效地運行。

參考文獻

[1] 莢勝豐.特大型礦井通風系統合理性研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011，（8）.

[2] 田浩，李良松.目前我國礦井通風現狀分析[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011，（8）.

[3] 趙建盛.論煤礦通風中自動化技術的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2011，（10）.