淺析煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的自動化控制技術(shù)

郭曉川

(沈陽華樂世通傳動技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽　110000)

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淺析煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的自動化控制技術(shù)

郭曉川

(沈陽華樂世通傳動技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽110000)

摘要：近年來，煤礦業(yè)的規(guī)模隨著市場經(jīng)濟的發(fā)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(chǎn)工作。若將自動化控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦企業(yè)的通風(fēng)系統(tǒng)中，不但提高了礦井系統(tǒng)的安全性，還降低了煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的管理成本，進而提高煤礦生產(chǎn)的安全效益和經(jīng)濟效益。本文闡述了煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性和通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)的必要性以及自動化控制系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用

煤礦業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，其能否安全、高效的生產(chǎn)直接關(guān)系著我國經(jīng)濟的發(fā)展。煤礦通風(fēng)設(shè)備在煤礦的安全生產(chǎn)中占有重要的地位，將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于其中，再加上人工管理辦法，能夠有效的提高設(shè)備的工作效率，降低設(shè)備的維修率和維修成本，延長設(shè)備的使用壽命，提高整個通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能，對煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義，并且推動著煤礦通風(fēng)技術(shù)工程事業(yè)的發(fā)展。

一、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計是影響煤礦安全生產(chǎn)的最大因素。在煤礦生產(chǎn)過程中，煤炭通風(fēng)系統(tǒng)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(fēng)系統(tǒng)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(nèi)；2.通風(fēng)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(yè)環(huán)境。因此提高煤礦通風(fēng)系統(tǒng)不僅可以降低安全事故發(fā)生概率，還提高了礦井的抗震、抗災(zāi)性能。

二、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制技術(shù)的必要性

通風(fēng)設(shè)備為煤礦的安全生產(chǎn)提供了保障，在煤礦的生產(chǎn)中的作用是不可替代的。當(dāng)通風(fēng)設(shè)備出現(xiàn)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(fēng)設(shè)備維護工作非常重要。自動化控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風(fēng)設(shè)備的維護中，能夠強化設(shè)備的安全性和可靠性，并實現(xiàn)對設(shè)備的有效監(jiān)控和管理，提高通風(fēng)設(shè)備的管理水平，大大降低了設(shè)備的維護量和維護成本，節(jié)約了大量勞動力。縱觀當(dāng)前我國煤礦通風(fēng)設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀，在煤礦生產(chǎn)中，大多自動化設(shè)備的應(yīng)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(shè)備運行的可靠性和準確性較低，難以實現(xiàn)對通風(fēng)系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理，也就無法保證通風(fēng)設(shè)備安全、可靠的運行。綜上所述，自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用在煤礦通風(fēng)設(shè)備維護中是大勢所趨，是必然的。

三、自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)的應(yīng)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(jiān)控分站的設(shè)立，對煤礦各個位置的風(fēng)壓、風(fēng)量、有毒氣體含量、溫度等狀況作出動態(tài)的檢測，并將所獲取的數(shù)據(jù)通過通信電纜來傳送至煤礦通風(fēng)主站，實施集中的管理與監(jiān)視。而待通風(fēng)主站對監(jiān)控分站數(shù)據(jù)進行接收后，便就煤礦風(fēng)力分布狀況作出相應(yīng)推算，進而明確風(fēng)量控制的最佳方案。之后，轉(zhuǎn)化方案為控制指令，向監(jiān)控分站控制系統(tǒng)做出反饋，并依靠變頻裝置，來控制通風(fēng)機風(fēng)量，從而實現(xiàn)煤礦通風(fēng)的自動化控制。對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用進行設(shè)計，將其劃分為傳感器系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)三部分來實現(xiàn)系統(tǒng)自控功能。

(一)傳感器系統(tǒng)的設(shè)計。

在煤礦通風(fēng)自動化控制系統(tǒng)中，主要是通過傳感器來完成對不同指令和數(shù)據(jù)的接收和傳輸。應(yīng)用最廣泛的是無線傳感器，能夠?qū)νL(fēng)機風(fēng)量及礦井的環(huán)境狀況做出比較精確的測量，包括風(fēng)壓、風(fēng)量、有毒氣體濃度、溫度等基本信息；傳感器還能夠通過對數(shù)據(jù)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(tài)，實現(xiàn)對工作人員的實時監(jiān)控，便于安全生產(chǎn)管理；無線傳感器還具有多點定位的功能，通過優(yōu)化傳統(tǒng)單水平軸線網(wǎng)絡(luò)的分布方式，使其不斷滿足地下復(fù)雜的開采環(huán)境，實現(xiàn)多水平、跨層次的系統(tǒng)控制，使布設(shè)方法更加合理化。

(二)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。

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

(三)中央控制系統(tǒng)設(shè)計。

中央控制系統(tǒng)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(yīng)用于煤礦通風(fēng)自動化控制系統(tǒng)中，不僅能夠完成工作任務(wù)，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(fēng)自動化控制系統(tǒng)的要求。通常情況下，中央控制系統(tǒng)主要是通過采集和處理監(jiān)測站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過分析對通風(fēng)機的風(fēng)量做出調(diào)整，以此來滿足實際的需要。除此之外，中央控制系統(tǒng)還具有實時監(jiān)控和報警功能。

四、結(jié)語

總之，煤礦通風(fēng)設(shè)備在煤礦的安全生產(chǎn)中占有非常重要的地位，必須使其保持在最佳的運行狀態(tài)。煤礦通風(fēng)設(shè)備在實際的應(yīng)用過程中還存在著一系列的問題，而自動化控制技術(shù)是社會發(fā)展、時代進步的必然產(chǎn)物，其在煤礦通風(fēng)設(shè)備維護中的應(yīng)用能夠?qū)@些問題做出有效的解決，有效的提高了煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能，對提高設(shè)備工作效率，降低維修成本，保證煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的作用，由此可見，自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)設(shè)備的應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻：

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[2]王洪利.煤礦通風(fēng)系統(tǒng)對自動化控制技術(shù)的應(yīng)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