自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)的重要性

摘要：從煤礦通風系統(tǒng)的角度入手，闡述了通風系統(tǒng)應用的重要性，分析了自動化控制系統(tǒng)的原理及主要組成部分的設計，通過自動化控制技術與通風系統(tǒng)的有效結合可以提高井下通風質量，確保煤礦安全生產。

關鍵詞：煤礦；自動化控制技術；通風系統(tǒng)；傳感器系統(tǒng)

煤礦生產過程中常發(fā)生各類安全事故。據(jù)可靠調查研究顯示，在中國每年所發(fā)生的煤礦生產事故之中，瓦斯爆炸事故是典型代表。煤礦通風系統(tǒng)的不科學與瓦斯爆炸事故有直接關系，因此，若想提高煤礦生產過程的安全性和可靠性，就必須完善通風系統(tǒng)，將自動化控制技術與煤礦通風系統(tǒng)相結合，改善礦井內的通風質量，降低煤礦安全事故的發(fā)生概率，從而提高煤礦開采效率。

1煤礦通風系統(tǒng)應用的重要性

煤炭是中國的重要能源，在開采過程中，必須重視煤礦通風系統(tǒng)的設計。煤礦通風系統(tǒng)的應用目的是確保礦井工人的人身安全�，F(xiàn)對煤礦通風系統(tǒng)應用的重要性做如下總結：a)礦井開采環(huán)節(jié)會伴隨大量有毒氣體產生，而通風系統(tǒng)的應用會將外界的新鮮空氣輸送到礦井之內，而后對有毒氣體進行有效稀釋，保證礦井內部的氣體濃度處于安全值范圍內[1]；b)通風機為井下礦工提供O2，最大限度地確保相關工作人員的生命安全；c)運用通風系統(tǒng)不僅可以將井內的熱量及水蒸氣及時排出，營造良好的作業(yè)環(huán)境，以此來減少安全事故的發(fā)生，還可以在一定程度上提高礦井自身的抗災性和抗震性。最近幾年，國家越發(fā)重視煤礦瓦斯爆炸事故的控制和預防工作，制定了完善、系統(tǒng)的煤礦生產安全機制，也針對礦井空氣指標提出了更高的要求，所以，與之相關的煤礦生產企業(yè)必須積極肩負自身的社會職責，做好煤礦通風系統(tǒng)的完善工作。此項工作已經(jīng)成為煤礦行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路[2]。

2煤礦通風系統(tǒng)應用自動化控制技術的探討

在煤礦通風系統(tǒng)的運作過程中，需要自動化控制技術的有力支撐。應用自動化控制技術，采用分散監(jiān)測和集中控制的方法，可以接收和傳遞各類信號，并對數(shù)據(jù)進行有效的管理和監(jiān)控。具體分析如下：a)運用計算機將所獲得的數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸至煤礦通風主站，而后借助相關系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和監(jiān)測；b)設立諸多監(jiān)控分站，對煤礦開采的每個環(huán)節(jié)及每個區(qū)域有毒氣體的含量、風壓、濕度及溫度等進行全方位的測量。這一過程必須借助傳感器來實現(xiàn)[3]；c)若煤礦的通風主站已獲得監(jiān)控分站所發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，則需要結合煤礦每個部位的風力狀況進行系統(tǒng)的思考和分析，對最終的分析結果進行整合及歸納，以此為基礎制訂最為可行的控制方案；d)可將最終設計的方案轉化為與之相關的控制指令，而后實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享及反饋，運用變頻裝置對通風量進行有效控制，保證煤礦通風全過程的自動化。煤礦通風系統(tǒng)的運作過程中必須借助自動化控制技術，因此需明確該技術的應用原理，遵循簡便的原則，將煤礦通風系統(tǒng)整體分為幾個重要部分，即中央控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和通風系統(tǒng)等。

2.1中央控制系統(tǒng)的設計

中央控制系統(tǒng)的核心是微型計算機，該計算機型號的接口相對較多，體現(xiàn)了一定的擴展能力，因此可將其應用到煤礦通風自動化控制系統(tǒng)之中，從而使各項工作任務高效完成。此過程體現(xiàn)了中央控制系統(tǒng)控制速度快、精準度高等優(yōu)勢，可極大地滿足系統(tǒng)控制的需求[4]。一般情況下，中央控制系統(tǒng)運用處理監(jiān)測站實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集和處理，而后經(jīng)過系統(tǒng)的分析，對風機的實際風量進行協(xié)調，從而使其與系統(tǒng)的運作保持一致。不僅如此，中央控制系統(tǒng)還具有警報和監(jiān)控功能，具體如下：a)可對監(jiān)控所得的數(shù)據(jù)進行整合和歸納；b)可發(fā)出合理的監(jiān)控指令；c)可對通風設備的實際運行情況進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況，將自動開啟處理裝置，同時發(fā)出警報提示；d)可結合控制信號及指令，做出相應的執(zhí)行動作。

2.2傳感器系統(tǒng)的設計

煤礦通風系統(tǒng)在運行的過程中，需要借助傳感器所發(fā)出的指令完成數(shù)據(jù)的傳輸及接收等工作。通常情況下，可對傳輸信號進行分類，將其分為評分制和十分制兩類。從十分制的角度來講，可以結合時間順序，根據(jù)路線的實際情況完成信號的傳送；評分制則是參考不同的頻率，進而實現(xiàn)信號的接收或發(fā)送。因此，經(jīng)過對比和分析可發(fā)現(xiàn)，評分制的應用體現(xiàn)了電路簡潔、故障發(fā)生概率較低等諸多優(yōu)點，可將其應用在電路信號傳輸環(huán)節(jié)[5]。

2.3通風系統(tǒng)的設計

通風系統(tǒng)應用的最終目的就是對風量進行有效調節(jié)，一般會借助以下兩種途徑來完成：a)通過調節(jié)百葉窗或風門的角度對風量進行全面控制。運作原理則是運用頻率發(fā)送器將風門狀態(tài)或百葉窗葉片的運行狀態(tài)所產生的信號發(fā)送到地面控制室內，地面控制室將會準確接收信號及指令，從而達到控制風量的目的；b)借助對通風機電機轉速的把控有效調節(jié)風量�？蓪ψ冾l裝置進行有效設置，而后對通風機電機轉速進行調節(jié)，亦或是通過定時控制的途徑對井內通風機進行自動把控，達到一定的時間之后，可運用爆破開關實現(xiàn)自動通風，營造良好的井內環(huán)境。

3結語

綜上所述，在當前中國煤礦行業(yè)發(fā)展的過程中，必須重視礦井生產的安全性和可靠性，保證礦井作業(yè)人員的人身安全。這一過程中需要發(fā)揮煤礦通風系統(tǒng)的作用和應用優(yōu)勢，并利用自動化控制技術對井下環(huán)境以及空氣、風量等進行自動控制。自動化控制技術的運用對于煤礦生產安全及工人的人身安全等具有極大的現(xiàn)實意義，還可在一定程度上降低煤礦生產事故發(fā)生的概率。值得一提的是，現(xiàn)階段自動化控制技術已經(jīng)在煤礦通風系統(tǒng)中普遍應用，對于通風質量的提高具有極大的推動作用，可輔助相關技術人員對煤礦通風情況進行有效控制，這一過程中的操作更加便捷，同時控制水準也得以提升�？梢�，在煤礦通風系統(tǒng)中可以大力推廣并廣泛運用自動控制技術。

參考文獻：

［1］候海軍.試論煤礦機電設備自動化技術的應用［J］.電子技術與軟件工程，2014(1)：246.

［2］楊建，王彥林，趙建明，等.分析自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用［J］.建筑工程技術與設計，2016，27(15)：458.

［3］尹金輝.自動化控制技術在煤礦通風中的合理應用研究［J］.能源與節(jié)能，2017(11)：37-38.

［4］賀文陽.自動化控制技術在煤礦通風機械設備維護中的應用［J］.機械管理開發(fā)，2016，10(12)：106-107.

［5］付昕.自動化控制技術在煤礦通風設備維護中的應用［J］.電子世界，2013，28(16)：116.

作者：李偉 單位：山西焦煤西山煤電集團有限責任公司