引言
由于煤炭自身具有大量的孔隙结构，在生产过程中容易生成甲烷等有害气体，严重危害着工人的生命安全，因此，煤矿通风技术在煤矿生产中具有十分重要的作用。煤矿地下通风系统的自动化和数字化发展缓慢，目前仍以手工进行调控为主，造成了工作效率低，而且控制策略单一，很难取得好的通风效果。因此，必须建立一种智能化的通风控制系统，对煤矿下的环境进行实时监控，并依据监控的结果，及时调整通风策略，从而提高煤矿的安全性。
1.煤矿通风系统存在的问题
1.1.通风效率低
随着煤炭开采不断的深入，矿山空带越来越多。煤矿通风系统的风力控制主要由基础性的通风设备、电力行业、道路等构成，风力的大小、强度、方向都可灵活的控制，以保障矿井内空气充足，确保空气流通。但是由于我国煤矿开采时间较长，许多隧道已经用完，空隧道的存在会加大通风的工作量，并且还会造成一定程度的资源浪费。
1.2.通风系统有待完善
通风系统的完整性、科学性很大程度决定矿井的通风质量，其对通风质量的影响程度仅次于通风设备。通风系统包括优质的通风设备和智能化技术，矿井下的环境极其不稳定，通风管理人员需要根据矿井下的实际情况制定合理的风向控制系统，促使通风系统能够起到良好的作用，保障工作人员的生命安全，促使矿井内的瓦斯、粉尘等有害气体及时排除。但是，在实际的工作中存在通风系统不完善的情况，工作人员在开展通风工作时很难根据现场的环境做出科学的判断，导致通风系统的实际效果大打折扣。
1.3.风量不足
风量是保障通风系统效果的基础，在部分矿井中会存在风量不足的情况，造成这种情况的主要原因是工作人员尚未根据矿井内的实际情况做出科学的预判，导致通风量和矿井内实际需要的风量相差较大，通风效果较差。通风量不足极易导致矿井中的瓦斯、粉尘浓度超标，给煤炭生产带来较大的安全隐患。部分矿井存在漏风的情况，即使供应充足的风量，由于矿井内的紧密性不强造成漏风，对于这种情况，工作人员应该及时观察矿井内的紧密性，及时发现漏风点，并且采取有效的应对措施。
2.智能局部通风系统的设计构成
2.1.智能局部通风系统概述
智能局部通风系统由矿用对旋压入式局部通风机、变频速装置、甲烷传感器、风速传感器等构成。智能局部通风系统是通过控制巷道内的瓦斯浓度以及风速为目标，以局部通风机为被控制对象，智能开关为控制器，变频器为执行器组成的闭环调速控制系统，系统对局部风机的转速进行实时的监控，实现实时的预警监控，达到按需供风，促进节能减排。系统以智能开关为控制器，切换、闭锁等开关量的信号，与变频器实行实时的通讯，并且对变频器发出的指令以及提供的参数进行收集整理，PLC为中央控制器，对输出的信号进行采集并分析，并且实时的显示出系统工作的各种状态，对系统的数据进行配备，将数据和状态通过环网传到地面控制室。变频器是通风系统中的核心部分，为了能够有效解决变频器在矿井下运行时产生的电磁污染等问题，需要对变频器输入端的非线性器件整流引起的谐波失真和变频器输出端的电磁噪声产生的机理做全面的分析研究，通过抑制谐波电压、电流等达到理想的效果。变频器的设计中最大的困难就是变频器的散热问题，采用的散热方式有水冷式和空气冷却的方式，水冷式变频器的体积较为庞大，但是空气冷却式变频器的容易集中大量的粉尘，会一定程度造成散热功能变差，并且集结的粉尘难以清理。
2.2.矿井下智能通风系统设计
2.2.1.设计通风软件
智能通风系统包含数据分析，以及逻辑控制软件，其主要分为数据层、服务层、应用层。数据层和服务层与数据类型和格式交互，实现静态计算分析、风量逻辑分析、风量数据警告、漏风指数计算、控制分析等功能。应用层主要是负责数据的传输和业务的提供，智能通风系统可以建立矿山的3D模型和可编辑的通风系统。
2.2.2.系统显示界面的设计
为了能够将系统监测的各项数据进行直观的展示，可进行远程的操作控制，利用上位机软件，实现智能通风系统现实界面的设计。现实界面分为功能菜单、数据的曲线对比图、节点的状态等；功能菜单的部分包含节点标志、时间等信息，具有存储数据、历史数据可查等功能，显示当前的时间以及功能分区的运行状态；数据曲线可以看出特定时间段内各项数据的变化动态，对隧道内的风速、风量、风压等数据进行实时的监测。地面系统中应该配备不间断电源和高清电子屏幕显示系统，有效提高系统的稳定性和安全性，促进煤炭产业平稳运行。
3.煤矿智能局部通风系统的功能及应用
3.1.风电闭锁功能
当智能开关发生故障时应该停止风量输送，电磁启动器会停机，并且输出控制信号断开，将馈电控制的掘进工作面动力电源断电，实现风电闭锁功能。当变频器发生故障时，智能开关还能够针对变频器短路、过压等进行保护，对变频器的故障进行显示和复位。
3.2.断电自动切换的功能
当主、备电气启动器都合上电源，并且按下电源启动键的按钮，主电磁器才会正常开始运行，倘若主电磁启动器发生故障，备用的电磁启动器在延迟10~20s后进行自动的切换运行，等主电磁启动器恢复状态后，备用电磁启动器需要人工停用，主电磁启动器在备用电磁启动器停止后的10~20s自动切换运行。
3.3.系统自动调节风速功能
当系统出现故障或者隧道内的瓦斯等有害气体超过标准时，连接的声光报警装置会自动启动，并且发出报警信息，提醒工作人员。其工作的原理是PLC通过传感器监测到瓦斯的含量，当含量超出安全范围后变频器出现故障，系统会通过信号接通声光报警器，从而发出预警信息，提醒工作人员应该引起注意，必须及时采取积极的应对措施。系统根据现场的瓦斯传感器所监测的瓦斯含量，从而进行自动的风量调节控制。除此之外还有手动调节风速的功能，可以通过变频器显示或者启动器的显示界面设置输出的频率参数，实现手动控制风量的目标。
3.4.瓦斯电闭锁功能
当系统主电磁启动器开始运行，瓦斯传感器数据低于闭锁值时，掘进工作面动力有电，这时备用电磁启动器的真空接触器断开，备用电磁启动器处于断电的状态；当瓦斯传感器的数值高于闭锁值时，系统会自动输出节点断开，动力电源也会断电，进而实现瓦斯电闭锁功能。
4.结束语
综上所述，传统的煤矿通风方式存在着诸多弊端，造成了煤矿通风效果不佳、工效低下，严重制约了煤矿的正常生产。在现代化、智能化、科技化的背景下，智能通风系统的优越性越来越明显，可以很好地解决传统的通风系统所面临的问题，并针对所出现的问题提出相应的对策，同时，通过对室内的通风参数的实时监控，可以有效地减少系统中出现的问题，从而达到减少安全事故的目的，从而促进煤炭行业的健康稳定运行。
