1、论煤矿通风中自动化技术的应用【摘要】本文围绕煤矿通风影响因素、自动化技术应用必要性以及自动化技术在煤矿通风中的具体应用进行分析，希望能够对提高煤矿通风，加强煤矿生产安全起到促进作用。 【关键词】煤矿；通风；自动化；应用 中图分类号：X752 文献标识码：A 一、前言 随着市场经济的不断发展，煤矿产业规模也在不断扩大。人们开始高度关注煤矿安全生产。通风设备是煤矿开展作业的重要保证，应用自动化技术能够有效提高通风效果，保证煤矿生产的安全性和生产效率。 二、影响煤炭通风安全控制中的因素 1、人为因素 人是任何一个煤矿都不可缺少的因素。煤矿工作的运转必须依靠人才能完成。不论是普通工人还是技术人员，中层
2、管理者还是高层领导，都是保证煤矿工作顺利运行的一个关键棋子。换句话说，煤矿通风安全工作照样离不开工作人员的参于。如果工作人员的安全意识以及忧患意识差，就容易导致事故发生。所以，在煤矿运转过程中，既要管理人员有博爱之心和努力为人们创造安全健康的生产环境，又要普通矿工有良好的工业机械技巧，又得具备安全保护意识（既要自我保护，又要互相保护） ，以及良好的职业道德素养。 2、物质因素 物质因素作为煤矿通风安全中不可避免的硬性因素，主要有以下两种常见情况： （1）矿井中存在过量能量问题。过量能量是指由于受到内外力的变化影响而使煤矿采掘设施、运输设施、通风排水设施以及其他设施等所造成的撞击、坠落、翻车、渗
3、漏等现象。并且因为矿井中空间狭小，若发生上述任一现象都很难有逃脱的机会。所以，过量能量是影响煤矿通风安全的重要原因之一； （2）煤矿中的大量危险物质。煤矿中存在很多诸如：一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢等有害气体以及一些小型颗粒等。并且这些物质极易发生爆炸。当它们达到一定的浓度，有了充足的氧气和火源时，就不再是人们能改变和控制了。这对于煤矿开采来说，就是致命的隐患。 3、环境因素 环境因素是煤矿通风安全影响因素中，除了人为因素和物质因素以外的另一不可忽视的重要因素。它主要分为三种： （1）科学技术环境因素。在现今条件下的煤矿开采过程中，由于经常存在粉尘飞扬和堆积、烟雾蒸汽流动、风流是否稳定等问
4、题，所以对矿井中的大气进行及时监测和分析是保证人生命财产安全的首选。所以，为了保证监测数据的真实性、准确性、有效性以及全面性，就需要运用大量的科学理论和先进的科技设备。如若煤矿开采中使用的科技设备和科学理论不相匹配，那么就不能很好的保证科技设备设施的灵敏度和安全性能，就非常容易发生事故，造成无法挽回的损失。 （2）管理环境因素。一个好的煤矿企业，它在煤矿通风安全管理上一定是非常优秀的。首先，管理方式和管理人员的挑选是极其重要的。一个系统、全面、复杂的管理模式比较无条理的管理模式而言，会为煤矿通风安全提供更加优越的保障。所以，正确、先进、科学的管理模式在保证环境安全方面有着不可或缺的地位。同样管
5、理人员的素质也影响着通风系统的安全性能。要想安全，需要管理得当； （3）矿井附近的社会环境因素。煤矿开采过度造成的地表下沉、土地资源浪费等生态破坏情况就是在说社会环境因素了。矿井周边生态环境的好坏直接影响着矿工的安全和开采工作的运转情况。因此，我们应该为煤矿开采工作提供一个安全可靠的环境。 三、在煤矿通风设备维护中应用自动化控制技术的必要性 煤矿业是我国的支柱产业，直接关系着我国国民经济的发展，煤矿的安全生产显得异常重要。通风设备为煤矿的安全生产提供了保障，在煤矿的生产中的作用是不可替代的。通风设备主要作用是为矿井下的工作人员提供新鲜的呼吸空气，保证他们的正常呼吸，并稀释矿井下高浓度的有害气体
6、，为工作人员营造一个安全的作业环境，同时，也保障煤矿安全生产工作的正常进行。当通风设备出现问题的时候，极有可能会引起重大的安全事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失，所以，做好通风设备维护工作非常重要。自动化控制技术应用于煤矿通风设备的维护中，能够强化设备的安全性和可靠性，并实现对设备的有效监控和管理，提高通风设备的管理水平，大大降低了设备的维护量和维护成本，节约了大量劳动力。纵观当前我国煤矿通风设备的应用现状，在煤矿生产中，大多自动化设备的应用是分散且独立的，这就为维护工作带来了很大的不便，且设备运行的可靠性和准确性较低，难以实现对通风系统的集中监控和管理，也就无法保证通风设备安全、可靠的运行。
7、综上所述，自动化控制系统应用在煤矿通风设备维护中是大势所趋，是必然的。 四、煤矿通风中自动化系统的结构构成 自动化控制系统是由中央控制系统、控制系统和监控系统构成的，煤矿通风自动控制系统的中央控制系统的任务是监控自动化系统传输的信号，然后计算信号的参数得出相应的控制参数，将控制参数作为对系统进行控制的指标。 1、自动化控制系统中的中央控制系统 自动化控制系统中的中央控制系统是通过计算机进行的，中央控制系统的扩展功能非常强大，具有自动化控制速度快、精度高的特点，能够完成大部分任务，优化控制过程。中央控制系统的作用是利用计算机的扩展功能进行信号的接入和传输，并能够对监控系统传输过来的信息和数据进行
8、处理，通过运算结果对监控系统进行相应的优化和调整，从而改善作业环境。此外，中央系统还负责报警功能。 2、应用于煤矿通风设备维护中的自动化控制系统 应用于煤矿通风设备维护中的自动化控制系统主要是由通风系统组成的，在实际工作中，通风系统对风量的调节可通过调整风门或百叶窗的方法来达到调整风速的目的，从而更好的控制风量；系统中也可以设置变频装置来调节通风设备的转速，调节风量。另外，可设置定时装置，在装置定时器的基础上，加设爆破开关，从而实现定时装置爆破后的自动通风，有效的对矿井下的局部通风设备进行控制。控制系统在中央控制系统的指挥下进行参数的调整，从而改变作业环境。 3、传感设备 监控系统的最重要的组
9、成设备是传感设备，通过传感器设备使监控系统实现对作业环境中各种信息指标的监测、计算和分析，比如实现通风设备风量、矿井的环境、风压、温度等数据的精确测量，从而更好的对通风设备的通风风量进行控制。应注意的是传感器设备在作业环境中的设置必须合理，只有这样才能保证监测数据的准确性。 五、通风系统设计和应用 在整个通风系统设计中，对于风量的调节是关键内容。可以通过设置变频装置，改变通风机的电机转速来调节风量的大小。另一种方法是通过改变百叶窗的角度和风门的角度调节风量。另外，采用定时控制装置，实现对井下通风机的自动控制，加置爆破开关，在爆破后就会自动通风，为保障通风系统的运行提供了可靠保障。通过检测元件，
10、对井下空气的温度变化或者气体浓度的改变，来进项控制工作也是加强通风系统的通风效果的主要途径，但这一技术有待进一步研究和完善，也是未来煤矿通风系统中对自动化控制技术新的发展方向。 煤矿通风自动化控制系统要接收和传输不同的信号，对数据进行监控。依靠频分制和时分制来完成多路信号的传输，按照不同频率和不同时序一次传输信号，其中频分制是最普遍的多路信号传输方式，因其电路简单，不容易发生故障。 首先要对井下环境的状况进行深入了解，包括掌握井下气压、空气的温度和湿度，空气中成分的含量以及有毒气体的密度、浓度，这些数据的测量主要是通过传感器来完成，通过光谱法和红外线吸收来测量井下氧气和二氧化碳的浓度，测量风压
11、的时候依靠差压变送器。对这些数据进行测量和分析，才能指导通风系统的运行。煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理，如图 1 所示。 图 1 煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理 自动化控制技术应用到煤矿通风系统中，对完善通风系统的运行和加强通风效果起到了关键性的作用，安全生产和提高管理效率提供了保障。 六、结束语 煤矿通风设备是煤矿安全生产的保证，尽管当前还存在一些问题，但随着自动化技术的快速发展，也必然不断完善。自动化技术在煤矿通风设备中的应用前景是十分广阔的。 参考文献 1高俊祥,高孝亮.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用J.煤矿安全,2011,58(11):55 2李伟.试析煤矿通风中安全影响因素与防范策略J.城市建设理论研究(电子版),2013,6(4)
