煤矿通风系统中自动化控制技术的应用

通风系统是煤矿中极为重要的系统组成部分，关系着煤矿开采的安全与工作质量。常规的通风系统管理需要消耗大量人力物力资源，而随着科学技术的发展，企业可以通过自动化控制技术的应用，提升煤矿通风系统的性能，保证煤矿开采安全性，也有利于降低成本投入，增加煤矿企业的利润。自动化控制技术在煤矿通风系统中应用，需要从实际角度出发，分析自动化技术所能够提供的优势，合理应用自动化控制中的检测、控制等技术，更加及时的发现煤矿安全事故，保证煤矿安全生产。

一、自动化控制技术原理

煤矿通风系统的自动化控制系统主要用于主站与分站当中，可通过检测系统与控制系统对煤矿内部风压、气体进行监测和控制，结合监测数据制定合理的通风机工作方案，提升工作质量（见图1）。自动化控制技术在应用时，通风主站在完成风量计算模型分析，制定好通风机工作方案后，将方案传输至分站，由自动化控制设备进行风量调节、风压调节、温度调节等工作，对通风系统的各项参数进行有效控制。自动化控制技术可以通过传感器的应用，对温度、风量、风压、有毒有害气体等进行智能监测，及时了解通风系统中各参数变化，借助控制设备的控制单元，对通风系统进行有效控制，稳定各项参数指标，可以提升通风系统的工作质量。

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图1 煤矿通风系统自动化控制系统图

二、自动化控制技术在煤矿通风系统中的作用

1、增强监控能力

自动化控制技术具有较强的监控能力，可以对矿井下的有毒有害气体、温度、压力等参数进行监测，收集并汇总数据信息，对数据信息进行分析，利用监控结果进行科学控制。煤矿通风系统的运行会受到各种因素的影响，井下的温度、压力以及风量参数都会对运行质量产生影响，一旦相关参数超出警戒值，则会发生安全事故。自动化控制技术中传感器的应用能够对通风系统的风量、风压、温度等进行监测，实时了解其参数变化，及时做出预警，通过监控能力的应用，降低煤矿通风系统的安全事故，保证通风系统的运行安全^[1]。

2、制定数据报表

煤矿通风系统中运用自动化控制技术可以制定数据报表，在监控井内数据的同时，通过数据查询等功能，分析通风系统的工作情况，更好地评估其运行质量。自动化控制技术可以对矿井下通风系统的各项数据进行汇总，储存一定时期的通风机工作信息。在通风系统管理中，利用自动化控制技术的数据报表制定功能，可以将通风机工作信息制作成表格，查询并分析历史数据，为自动化控制技术的后续控制提供可靠数据支持。在数据报表制定完成后，煤矿企业可以从实际角度出发，运用自动化控制技术调整通风机工作方案，保证其工作效率与工作质量。

3、及时诊断故障

自动化控制技术能够对煤矿通风系统的故障进行诊断，及时进行故障预警，及时处理问题，将损失降至最低。自动化技术在故障诊断中具有较高的应用价值，不仅可以及时预警异常数据，也可以针对数据进行综合分析，发现并处理故障问题。在实际应用中，自动化控制技术可以通过数据监测、数据分析，对通风系统运行中的故障进行研究，根据故障的表现以及造成的后果，做出有效诊断，便于后续维修维护工作的进行。

二、煤矿通风系统中自动化控制技术的应用

1、数据信息监测

煤矿通风系统中自动化控制技术在数据信息监测中有良好的应用，能够利用数据采集与传输技术对通风系统中的各设备参数进行监测，并利用信息数据完成各项自动化控制工作，保证通风系统的稳定运行。自动化控制技术在通风系统的数据采集过程中，可以进行实时监测，结合矿井中空气成分、风压变化、温度等因素进行数据监测与分析，全方面收集通风系统运行中的各类数据，并根据数据分析结果，采取有效的措施进行处理。将监测数据运用到通风系统管理当中。通风系统中运用自动化控制技术加强数据信息监测，能帮助其根据实际数据参数，制定合理的问题解决方案，保证通风系统处于稳定运行状态^[2]。

2、传感器系统

传感器系统是自动化控制技术的重要应用条件，在煤矿通风系统中，自动化控制技术的传感器可以通过检测元件与发生器的应用，对煤矿中的通风参数进行检测。在实际应用自动化控制系统时，需要注意其传感器系统中信号发生器有时分制与频分制两种不同传输方式（见表1），在实际应用中，应该结合煤矿通风条件的实际要求，考虑更为合适的信号传输技术，确保传感器系统能够安全稳定的运行，可以及时将通风系统的数据信息传输出去。频分制具有故障率低、电路简单、适用范围广的优势，是煤矿通风系统中更为常用的传感器技术。另外，传感器中检测元件的应用可以对矿井情况进行实时测量，为了保证通风系统的稳定与可靠，在检测元件选择时，也应该结合矿井内巷道环境进行元件选择，确保其能够发挥稳定的检测作用，对矿井内的温度、风量等准确测量。

表1 时分制与频分制的区别

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3、通风系统

自动化控制技术在通风系统中应用主要是对风量进行有效控制，在这一过程中除了要注意数据的系统分析与研究外，还要考虑风量控制效果等内容，使用频率发送器等条件对风量控制情况进行监测，合理调整风量保证系统的运行质量。自动化控制技术可以借助风门与百叶窗角度调节等进行风量控制，在应用自动化控制技术时，应该根据矿井的实际条件分析风门与百叶窗运转状态，通过数据检测与方案规划要求，对风量情况进行控制，调整叶片与风门的角度，改变通风机的转速等，让风量得到有效控制。并借助自动化控制技术对变频装置进行控制，更加精准的控制风量，稳定通风系统的运行质量。

4、控制系统

自动化控制技术在煤矿通风系统的中央控制系统中有良好的应用，能够帮助监控站整合各类信息，并将其作为主要依据对后续操作进行管控，确保系统安全稳定运行。自动化控制技术在煤矿通风的中央控制系统中，可以为其提供更加丰富的自动化控制功能，帮助煤矿企业更好的处理中央控制系统的各项问题，将矿井中通风系统异常数据上报至中央控制系统，第一时间得到安全事故的信息并发出警报，由工作人员利用控制系统下发指令，并利用自动化控制中的控制系统进行各单元调节，完成故障的处理。

结束语：

自动化控制技术在煤矿通风系统中有着较高的应用价值，可以在提高工作效率的同时保证了煤矿生产安全，对于企业节约生产成本也有良好的作用。煤矿通风系统运用自动化控制技术时，需要考虑到其功能特点，从数据监测、故障诊断以及自动控制等方面出发，为通风系统提供全面、系统的管理条件，保证通风系统正常运行，提高煤炭企业的生产水平。

参考文献：