自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

摘要：從煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的角度入手，闡述了通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用的重要性，分析了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原理及主要組成部分的設(shè)計(jì)，通過自動(dòng)化控制技術(shù)與通風(fēng)系統(tǒng)的有效結(jié)合可以提高井下通風(fēng)質(zhì)量，確保煤礦安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦；自動(dòng)化控制技術(shù)；通風(fēng)系統(tǒng)；傳感器系統(tǒng)

煤礦生產(chǎn)過程中常發(fā)生各類安全事故。據(jù)可靠調(diào)查研究顯示，在中國(guó)每年所發(fā)生的煤礦生產(chǎn)事故之中，瓦斯爆炸事故是典型代表。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的不科學(xué)與瓦斯爆炸事故有直接關(guān)系，因此，若想提高煤礦生產(chǎn)過程的安全性和可靠性，就必須完善通風(fēng)系統(tǒng)，將自動(dòng)化控制技術(shù)與煤礦通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，改善礦井內(nèi)的通風(fēng)質(zhì)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(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用的重要性

煤炭是中國(guó)的重要能源，在開采過程中，必須重視煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用目的是確保礦井工人的人身安全�，F(xiàn)對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用的重要性做如下總結(jié)：a)礦井開采環(huán)節(jié)會(huì)伴隨大量有毒氣體產(chǎn)生，而通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)將外界的新鮮空氣輸送到礦井之內(nèi)，而后對(duì)有毒氣體進(jìn)行有效稀釋，保證礦井內(nèi)部的氣體濃度處于安全值范圍內(nèi)[1]；b)通風(fēng)機(jī)為井下礦工提供O2，最大限度地確保相關(guān)工作人員的生命安全；c)運(yùn)用通風(fēng)系統(tǒng)不僅可以將井內(nèi)的熱量及水蒸氣及時(shí)排出，營(yíng)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(zāi)性和抗震性。最近幾年，國(guó)家越發(fā)重視煤礦瓦斯爆炸事故的控制和預(yù)防工作，制定了完善、系統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)安全機(jī)制，也針對(duì)礦井空氣指標(biāo)提出了更高的要求，所以，與之相關(guān)的煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須積極肩負(fù)自身的社會(huì)職責(zé)，做好煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的完善工作。此項(xiàng)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(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的探討

在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作過程中，需要自動(dòng)化控制技術(shù)的有力支撐。應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，采用分散監(jiān)測(cè)和集中控制的方法，可以接收和傳遞各類信號(hào)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控。具體分析如下：a)運(yùn)用計(jì)算機(jī)將所獲得的數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸至煤礦通風(fēng)主站，而后借助相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和監(jiān)測(cè)；b)設(shè)立諸多監(jiān)控分站，對(duì)煤礦開采的每個(gè)環(huán)節(jié)及每個(gè)區(qū)域有毒氣體的含量、風(fēng)壓、濕度及溫度等進(jìn)行全方位的測(cè)量。這一過程必須借助傳感器來實(shí)現(xiàn)[3]；c)若煤礦的通風(fēng)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(jié)合煤礦每個(gè)部位的風(fēng)力狀況進(jìn)行系統(tǒng)的思考和分析，對(duì)最終的分析結(jié)果進(jìn)行整合及歸納，以此為基礎(chǔ)制訂最為可行的控制方案；d)可將最終設(shè)計(jì)的方案轉(zhuǎn)化為與之相關(guān)的控制指令，而后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享及反饋，運(yùn)用變頻裝置對(duì)通風(fēng)量進(jìn)行有效控制，保證煤礦通風(fēng)全過程的自動(dòng)化。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作過程中必須借助自動(dòng)化控制技術(shù)，因此需明確該技術(shù)的應(yīng)用原理，遵循簡(jiǎn)便的原則，將煤礦通風(fēng)系統(tǒng)整體分為幾個(gè)重要部分，即中央控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等。

2.1中央控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

中央控制系統(tǒng)的核心是微型計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)型號(hào)的接口相對(duì)較多，體現(xiàn)了一定的擴(kuò)展能力，因此可將其應(yīng)用到煤礦通風(fēng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中，從而使各項(xiàng)工作任務(wù)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(zhǔn)度高等優(yōu)勢(shì)，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(yùn)用處理監(jiān)測(cè)站實(shí)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(duì)風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而使其與系統(tǒng)的運(yùn)作保持一致。不僅如此，中央控制系統(tǒng)還具有警報(bào)和監(jiān)控功能，具體如下：a)可對(duì)監(jiān)控所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和歸納；b)可發(fā)出合理的監(jiān)控指令；c)可對(duì)通風(fēng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況，將自動(dòng)開啟處理裝置，同時(shí)發(fā)出警報(bào)提示；d)可結(jié)合控制信號(hào)及指令，做出相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。

2.2傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)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(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行分類，將其分為評(píng)分制和十分制兩類。從十分制的角度來講，可以結(jié)合時(shí)間順序，根據(jù)路線的實(shí)際情況完成信號(hào)的傳送；評(píng)分制則是參考不同的頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收或發(fā)送。因此，經(jīng)過對(duì)比和分析可發(fā)現(xiàn)，評(píng)分制的應(yīng)用體現(xiàn)了電路簡(jiǎn)潔、故障發(fā)生概率較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，可將其應(yīng)用在電路信號(hào)傳輸環(huán)節(jié)[5]。

2.3通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用的最終目的就是對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，一般會(huì)借助以下兩種途徑來完成：a)通過調(diào)節(jié)百葉窗或風(fēng)門的角度對(duì)風(fēng)量進(jìn)行全面控制。運(yùn)作原理則是運(yùn)用頻率發(fā)送器將風(fēng)門狀態(tài)或百葉窗葉片的運(yùn)行狀態(tài)所產(chǎn)生的信號(hào)發(fā)送到地面控制室內(nèi)，地面控制室將會(huì)準(zhǔn)確接收信號(hào)及指令，從而達(dá)到控制風(fēng)量的目的；b)借助對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的把控有效調(diào)節(jié)風(fēng)量�？蓪�(duì)變頻裝置進(jìn)行有效設(shè)置，而后對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，亦或是通過定時(shí)控制的途徑對(duì)井內(nèi)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)把控，達(dá)到一定的時(shí)間之后，可運(yùn)用爆破開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通風(fēng)，營(yíng)造良好的井內(nèi)環(huán)境。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前中國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展的過程中，必須重視礦井生產(chǎn)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(fēng)系統(tǒng)的作用和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并利用自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)井下環(huán)境以及空氣、風(fēng)量等進(jìn)行自動(dòng)控制。自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于煤礦生產(chǎn)安全及工人的人身安全等具有極大的現(xiàn)實(shí)意義，還可在一定程度上降低煤礦生產(chǎn)事故發(fā)生的概率。值得一提的是，現(xiàn)階段自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中普遍應(yīng)用，對(duì)于通風(fēng)質(zhì)量的提高具有極大的推動(dòng)作用，可輔助相關(guān)技術(shù)人員對(duì)煤礦通風(fēng)情況進(jìn)行有效控制，這一過程中的操作更加便捷，同時(shí)控制水準(zhǔn)也得以提升�？梢姡�在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中可以大力推廣并廣泛運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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［2］楊建，王彥林，趙建明，等.分析自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，27(15)：458.

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

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［5］付昕.自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)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(tuán)有限責(zé)任公司