煤矿通风系统中自动化控制技术的应用

摘要：煤矿通风系统是煤矿生产系统的核心之一，它对矿井生产环境的影响非常重要，同时对煤矿安全也至关重要，煤矿生产单位需要提高对通风系统的应用水平。自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用可以对该系统进行全面实时的监控，不仅可以提高生产安全性，也会降低通风系统的运营成本，提高整个煤矿系统的生产效率。

关键词：自动化控制技术;煤矿通风系统;应用

煤炭通风对煤矿的安全生产有十分重要的影响，在煤炭生产过程中，煤矿通风系统会将有害的气体排出并将新鲜的空气吸入，从而保证煤矿生产要求的气体环境。传统的煤矿通风系统工作效率低，还需要人工经常进行维护，而应用自动化控制技术后，不仅能对系统进行自动化控制，还能自动维护，实施监督。

1自动化控制技术与煤矿通风系统

1.1自动化控制技术

自动化控制技术是在计算机与信息技术不断发展的基础上发展起来的，可以把生产中的机械设备全部纳入监控体系，建立完善的智能化生产管理环境。自动化控制技术中有许多控制元件，其中无线传感器是运用比较广泛的控制元件之一。管理系统需要对煤矿井内工作人员的位置进行确定，而人员位置的信息获取需要根据其移动特点进行。在此基础上，还需要根据目标移动的信息进一步确定其下一步的移动路线。目前GPS（全球定位系统）定位技术还不能完全满足对井下工作人员的定位需求，因此，还需要使用传感技术。传感技术中的数据查询与编排功能可弥补GPS的缺陷，对工作人员位置进行追踪，可以有效保障井下工作人员的安全。同时，该技术与网络系统的结合可以使安全管理系统的管理覆盖面更广，满足对于井下监控的各种需求。另外，自动化控制技术的计算方法比较先进，计算精度高，可有效提高定位的准确性，方便具体管理措施的实施，降低安全事故发生的概率。该技术所需设备较少，运行效率较高，当深度在井下4m之内时，还可以避免信号干扰，对井下定位具有重要作用。

1.2煤矿通风系统

煤炭生产过程中，受各种客观与主观因素的影响，会发生很多安全事故。为了减少安全事故的发生，中国对法律法规进行完善，并不断推动技术创新。所以，近年来中国采煤技术与生产管理都有了较大改善。其中，煤矿通风系统是煤矿最重要的生产系统之一，它对煤炭安全生产至关重要。煤矿通风系统通过保证井下工作人员正常呼吸，确保工作人员安全。需要用通风机向井下输入新鲜空气，保证工作人员的需要。同时，矿井内有很多浓度很高的有害气体，通风系统可以使有害气体得到稀释，保证气体浓度达到安全标准。另外，通风系统还要把井下水蒸气与热量排出，改善井下工作环境。这样煤矿发生瓦斯爆炸、火灾等安全事故的概率就会不断降低，煤矿整体的安全性也会得到提高。

2自动化控制技术在煤矿通风系统中的具体应用

2.1自动化程序集中化控制

自动化控制中心主要可以分为两个部分，分别是监控系统和控制系统，这两个是整个自动化控制程序的主要命令中心。它们两个之下又设有风量传感器、温度传感器、风量调节单元等其他单独的控制中心。自动化控制中心的每一个独立的控制中心都分别执行各自的SQL命令，但是总的情况下，还是先受两大命令中心的控制，使用不同的语句对不同的控制单元进行控制，是各个单元既各司其职又统一合作，极大地提高了通风系统的工作效率，与传统的人工控制相比较，该控制体系运用更短的时间达到了更好的通风效果。

2.2传感器系统信息传导

自动化控制技术的顺利运行，各个部分的独立控制是保障，是确定集中化控制顺利进行的前提，因此各个部分传感器的信息传导是确保通风系统高效运行的重要保障。传感器主要分为两种，分别是显性传感器和隐性传感器。其中，风量传感器、风向传感器、有毒气体浓度传感器等检测空气形同的传感器是显性传感器，它为整个通气系统的检测提供具体的如风量、浓度等信息。而隐性传感器一般适用于辅助，比如说风量调节单元，它是系统的一部分，但是只是起着部分调节辅助的作用。传感器的信息传导是自动化控制技术应用中的特有机制，在以前传统的人工通风的情况下，每一个环节的信息是无法做到“命令式”传播的，这就需要耗费非常多的时间和能源来做到信息尽可能及时准确的传达。而在自动化控制中，传感器系统的信息传导是同步性的，每个系统的消息可以同时的进行对应的传递，既提高了信息传递的效率，还节约了大量人力物力成本。

2.3排风程序通风运行

整个控制技术的集中化命令控制中心的核心操作便是排风程序顺利有效的通风运行，自动化控制技术能使通风系统周期性的按照一定频率运作，也能在排气程序运作时将各个部分的信息进行传导，使排气系统对气体进行有针对性的处理从而实现每一部分的同步工作。

2.4安全控制程序调节

在煤矿通风系统中应用自动化技术，能够实现通风系统中安全控制程序的自动调节。自动化的控制检测不仅可以实现煤矿环境的自动化调整，还能进行自动化的安全监控。如果通风环境出现问题，系统将会自动的给出警告，还会按照集中控制中心的命令，自动的采取对应措施。这给煤矿作业的安全又加一层保障，有效的降低了煤矿生产所面临的安全隐患，是现代煤矿行业不断发展进步的重要体现。

2.5实时监测井下环境

自动化控制技术的提高，可以不断完善控制系统，加强信息采集。通风系统中所有设备的运行状况可通过采集到的信息进行分析。比如，通风设备运行时的风压、风量信息，井下的有害气体含量信息等，这些都是有效的数据信息，通过这些数据可得到井下的具体情况，保证对井下环境的实时监测。通风系统操作人员通过对这些数据的分析，可对井下工作环境进行判断，以便发生故障时，可及时采取改善措施。

3煤矿自动化控制的发展方向

3.1过程控制系统到现场信息集成

随着经济的发展和改革开放的进步，传统的控制技术已经无法满足过程控制系统的发展，为了更好地满足过程控制系统到现场信息的集成，自动化控制技术已经逐渐地出现在我们的生活中，而高水平的现场信息集成必须依靠自动化系统的控制，传统的自动化系统无法为远程现场设备提供便捷、有效、及时地远程监控信息，使得现场设备的功能相对较弱。为了满足现代过程控制系统到现场信息集成，工业以太网和现场总线等技术为实现线程信息集成提供了有力的基础。

3.2中央集中控制系统

在矿井级自动化控制集中过程控制中心，引入高科技矿井控制操作过程控制系统，采用煤矿机械，工业等最新自动化技术，建立高效先进的自动控制过程控制系统，以太网。在建立煤矿集中控制中心的基础上，实现了企业集中控制中心煤矿设备的远程监控，远程控制和远程管理。在集中控制中心，使用统一的标准组态软件实现编程，对现场各种设备或系统进行现场参数化，并通过地面支持中心进行远程诊断，然后发出故障指示并通知矿工及时。处理和维护，实现集中统一的企业资源。

4结语

综上所述，自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用能够有效的提高管理效率，节约管理成本，因此，探究其在煤矿通风系统中的应用是十分有必要的，这是时代发展的必然趋势。只有运用先进的科学技术，不断追求满足社会与时代发展的需求，才能保障煤矿开采工作能够持续的进行，不断促进现代煤矿排风系统的优化更新，引导煤矿系统技术的全方位升级，进而推动我国煤矿生产工作的顺利发展。

參考文献：

[1] 孙灏.煤矿通风系统中自动化控制技术的应用研究[J].科技创新与应用，2017，（15）.

[2] 梁瑞红.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用尝试[J].能源与节能，2017，（10）.

（作者单位：天地（常州）自动化股份有限公司）

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