淺析煤礦通風系統中的自動化控制技術

郭曉川

(沈陽華樂世通傳動技術有限公司，遼寧 沈陽　110000)

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淺析煤礦通風系統中的自動化控制技術

郭曉川

(沈陽華樂世通傳動技術有限公司，遼寧 沈陽110000)

摘要：近年來，煤礦業的規模隨著市場經濟的發展和社會需求的增加不斷擴大，人們越來越重視煤礦的安全生產工作。若將自動化控制技術應用到煤礦企業的通風系統中，不但提高了礦井系統的安全性，還降低了煤礦通風系統的管理成本，進而提高煤礦生產的安全效益和經濟效益。本文闡述了煤礦通風系統的重要性和通風系統中應用自動化控制系統的必要性以及自動化控制系統在煤礦通風系統中的應用。

關鍵詞：煤礦；通風系統；自動化控制技術；應用

煤礦業是我國國民經濟的支柱產業，其能否安全、高效的生產直接關系著我國經濟的發展。煤礦通風設備在煤礦的安全生產中占有重要的地位，將自動化控制技術應用于其中，再加上人工管理辦法，能夠有效的提高設備的工作效率，降低設備的維修率和維修成本，延長設備的使用壽命，提高整個通風系統的安全性能，對煤礦的安全生產具有重要的現實意義，并且推動著煤礦通風技術工程事業的發展。

一、煤礦通風系統的重要性

煤礦通風系統的設計是影響煤礦安全生產的最大因素。在煤礦生產過程中，煤炭通風系統主要是為了保障礦井工人的安全，其具體作用如下：1.礦井開采過程中會有許多高濃度的有毒氣體，通風系統通過向礦井輸送空氣，稀釋這些有毒氣體，使礦井下的氣體濃度保持在安全范圍之內；2.通風機為井下礦工提供氧氣，保障工作人員的生命安全；3.將井下的水蒸汽和熱量都排出來，為礦工提供一個相對適宜的作業環境。因此提高煤礦通風系統不僅可以降低安全事故發生概率，還提高了礦井的抗震、抗災性能。

二、煤礦通風系統中應用自動化控制技術的必要性

通風設備為煤礦的安全生產提供了保障，在煤礦的生產中的作用是不可替代的。當通風設備出現問題的時候，極有可能會引起重大的安全事故，因此做好通風設備維護工作非常重要。自動化控制技術應用于煤礦通風設備的維護中，能夠強化設備的安全性和可靠性，并實現對設備的有效監控和管理，提高通風設備的管理水平，大大降低了設備的維護量和維護成本，節約了大量勞動力。縱觀當前我國煤礦通風設備的應用現狀，在煤礦生產中，大多自動化設備的應用是分散且獨立的，這就為維護工作帶來了很大的不便，且設備運行的可靠性和準確性較低，難以實現對通風系統的集中監控和管理，也就無法保證通風設備安全、可靠的運行。綜上所述，自動化控制系統應用在煤礦通風設備維護中是大勢所趨，是必然的。

三、自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用

煤礦通風系統中自動化控制技術的應用原理如圖所示，采用“集中控制，分散檢測”的方式，進行若干監控分站的設立，對煤礦各個位置的風壓、風量、有毒氣體含量、溫度等狀況作出動態的檢測，并將所獲取的數據通過通信電纜來傳送至煤礦通風主站，實施集中的管理與監視。而待通風主站對監控分站數據進行接收后，便就煤礦風力分布狀況作出相應推算，進而明確風量控制的最佳方案。之后，轉化方案為控制指令，向監控分站控制系統做出反饋，并依靠變頻裝置，來控制通風機風量，從而實現煤礦通風的自動化控制。對煤礦通風系統中自動化控制技術的應用進行設計，將其劃分為傳感器系統、通風系統、中央控制系統三部分來實現系統自控功能。

(一)傳感器系統的設計。

在煤礦通風自動化控制系統中，主要是通過傳感器來完成對不同指令和數據的接收和傳輸。應用最廣泛的是無線傳感器，能夠對通風機風量及礦井的環境狀況做出比較精確的測量，包括風壓、風量、有毒氣體濃度、溫度等基本信息；傳感器還能夠通過對數據進行編排和查詢來獲得具體位置的信息，確定井下工作人員所處位置和狀態，實現對工作人員的實時監控，便于安全生產管理；無線傳感器還具有多點定位的功能，通過優化傳統單水平軸線網絡的分布方式，使其不斷滿足地下復雜的開采環境，實現多水平、跨層次的系統控制，使布設方法更加合理化。

(二)通風系統設計。

這一系統中對于風量的調節可通過兩種方法來實現。第一種是通過改變風門或百葉窗角度，來調節與控制風量，通過頻率發送器來將風門或葉片的狀態信號傳送至地面控制室，這時，地面控制室便以需要發出的信號為依據，來轉動風門或葉片；第二種則是通過對通風機的電機轉速作出改變來完成的，設置變頻裝置，便可對通風機電機轉速作出有效改變；同時，井下局部通風機自動控制的實現，可應用定時控制的形式，并在裝置定時器的基礎上，加設爆破開關，從而能夠在爆破后實現自動通風。在國際上，有些國家對局部通風機轉速的控制可由所設置的檢測元件來完成，他們以作業機器運行所引發的某種氣體濃度或空氣溫度變化為依據，來完成這一控制動作。雖然當前我國在這一技術上尚不完備，但無疑為通風系統的設計發展提供了新的思路。

(三)中央控制系統設計。

中央控制系統的核心是微型計算機，這種計算機的接口較多，擴展能力較強，因此將其應用于煤礦通風自動化控制系統中，不僅能夠完成工作任務，還具有自動控制精度高、速度較快、易于控制的特點，能夠較好地滿足煤礦通風自動化控制系統的要求。通常情況下，中央控制系統主要是通過采集和處理監測站產生的數據，通過分析對通風機的風量做出調整，以此來滿足實際的需要。除此之外，中央控制系統還具有實時監控和報警功能。

四、結語

總之，煤礦通風設備在煤礦的安全生產中占有非常重要的地位，必須使其保持在最佳的運行狀態。煤礦通風設備在實際的應用過程中還存在著一系列的問題，而自動化控制技術是社會發展、時代進步的必然產物，其在煤礦通風設備維護中的應用能夠對這些問題做出有效的解決，有效的提高了煤礦通風系統的安全性能，對提高設備工作效率，降低維修成本，保證煤礦的安全生產具有重要的作用，由此可見，自動化控制技術在煤礦通風設備的應用前景十分廣闊。

參考文獻：

[1]鄔如梁.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術,2013(04).

[2]王洪利.煤礦通風系統對自動化控制技術的應用[J].電子世界,2014(16).

中圖分類號:TD72

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X(2016)04-0284-01