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自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

李锋

黄冈东源电业集团有限公司建设分公司,湖北省黄冈市,438000

摘要: 煤矿企业发展中,通风系统是非常重要的,通风系统领域自动化控制技术应用发展空间非常大,推动煤矿企业更好地进行安全生产。煤矿企业实际开采作业中,要加强维护并检测煤矿通风系统,以此为井下作业人员构建良好工作环境,以防因通风系统不合理阻碍企业发展。
关键词: 自动化控制技术;煤矿通风系统;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157051
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1.现代化矿井电气自动化技术要求

现代矿井中,电气自动化技术在煤矿生产中应用日益广泛,其通过远程操作并监控生产设备保障生产效率为企业创造最大化经济效益。煤炭资源开采中,生产具有特殊性,因而对电气自动化技术有一定要求。第一,井下工作环境对电气自动化技术有很高的适用性。一般,煤矿开采属于地下作业,矿井深度约为700~1000m,作业环境复杂,而且一般是潮湿、阴暗甚至湿热性。因而电气自动化技术要因地制宜,确保井下复杂环境中顺利作业,由此对电气自动化技术提出了很高的适用性要求。

第二,电气自动化技术可满足长时间持续作业要求。一方面,井下高效开采与采煤机、胶带运输机及液压支柱等电气设备的应用分不开,生产连续性要求电气自动化技术可准确调节设备促进合作,以此顺利进行生产操作。另一方面,一般煤矿生产排班实施“三班倒”或“四班倒”方式。此种工作体制下,井下设备特别是综采面设备开机率超过90%甚至更高。井下通风设备昼夜不停运行,为了确保正常开采作业,有效限制设备故障率是非常必要的,以此实时了解设备运行情况。

2.煤矿通风系统中自控系统构成

2.1.通风设计系统

该系统旨在控制风量,通风系统运行中改变百叶窗角度也很重要,以风门有效控制风量。根据矿井实际风量通过频率发送器随风门与百叶窗运行风量进行检测控制,再向中央控制台传送测量的信号,确保其结合实际施工需求对叶片与风门角度进行调节,或是改变其运行情况,合理控制风量。而且,该系统还可改善通风机电机转速,加强风量控制。实际工作中应用变频装置实现这些功能,在通风机电机中安装变频装置,辅助定时器严格控制风机风量。

2.2.传感器设计系统

煤矿通风系统中,传感器主要是由检测元件及发生器等部件构成。利用信号发生器传送各类信号,时分与频分制是信号传输比较常见的方式。对比该两种传输方法,其中频分制可减小故障发生几率,而且电路布设简单。检测元件是对矿井应用情况进行实时测量,但其应用过程中要将传感器安装于不同巷道中。日常操作中,检测元件指标类型多,如温度及风量等。利用丰富检测完成风量遥测,通常热式、恒温及恒流等风速仪是比较常用的丰富检测元件。距离较远的情况下风压的测量,差压变速器是必不可少的。此过程中,定电位电解法与红外线吸收法等使用频率比较高。

3.煤矿通风系统中自动化控制系统作用

3.1.进行趋势曲线绘制

煤矿通风系统中,趋势曲线的绘制是自动化控制技术的应用表现,分析汇总数据以图像方式得以呈现,以此从图形上直观掌握模拟量值变化情况。具体分析该情况并在图形上绘制最终趋势曲线,通常趋势曲线绘制包含实时与历史两种曲线。前者是采集当前矿井环境数据,后者是统计分析历史采集到的相关数据。以此绘制趋势曲线,便于操作人员实时了解井下环境情况,结合实际生产需求调控通风系统,促使其保持良好运行状态。

3.2.诊断并排除故障

煤矿通风整个系统运行中,长期运行后各类设备就会出现故障。系统中应用自动化控制技术,可根据通风系统建设情况,各关键部位安装传感器以此调控井下环境,加强控制矿井通风系统。如果通风系统出现故障,要利用传感器与各类控制器及时断开设备电源,同时调整其他风机风量,以此更好地满足井下生产需求,及时开启备用设备,便于维修技术人员快速检查并维修故障通风设备,确保第一时间排除故障隐患,保障通风系统安全、稳定地运行。

3.3.实时监测数据

煤矿通风系统中自动化控制技术的应用,首先可以实时监测并汇总矿井风压、风量、通风器运行情况及环境中毒害气体含量等相关数据,再利用控制中心显示屏呈现监测到的数据,便于工作人员进一步分析监测该数据构建数据表汇总系统,利用数据系统产生参考资料,结合矿井实际生产环境适当地调控该数据,为操作人员提供数据支撑与决策参考。

3.4.针对故障发出自动报警信号

煤矿通风系统中自动化控制技术的应用,可诊断并排除设备故障,还可对可能出现的故障自动发出报警信号。日常工作中,技术人员为各节点设定控制传感器与参数。通风系统运行中,如果数据监测值超出参数上下限范围就会自动发出警报信号,以此提升技术人员及时排查各类故障隐患,故障检修及排查效率得到了很大地提高,还可促使通风系统运行更加稳定。另外,自动化控制技术的应用还可保存每次故障数据与信息,积累为历史数据,便于技术人员制定更加科学的检修及维护方案。

4自动化控制技术应用于煤矿通风系统的要点

4.1.分析数据及时发掘安全隐患

煤矿通风系统运行状态下,以图形呈现系统数据参数,异常与隐患几率是比较大的,通过规避分析数据很大程度上可找到故障成因。例如,煤矿开采作业中,假若风速太低,因空气循环引起温度急剧升高,统筹历史与实时数据进行判断。如果井下环境温度高于限定值,此时系统会自动发出报警信号以此提醒相关人员及时处理问题。具体来讲,改变通风系统参数解决遇到的问题,合理推导并评估设备运行情况,以此及时处理设备后期运行出现的问题。

4.2.加强培养并吸纳人才

通风系统中自动化控制技术的应用,应安排专业操作技术人员熟练操作系统,做好日常维修与维护。因而,加强专业技术人才培养与引进,方可更好地实现该发展目标。煤矿企业要加强储备并培养自动化控制专业技术人才,员工积极参加外部培训教育活动,培训考核结合奖惩机制,全面增强员工主动参与培训教育活动的意识,构建自动化技术专业人才队伍,保障煤矿企业顺利进行煤炭资源开采操作。

5.结束语

综上所述,自动化控制技术应用于煤矿通风系统中,利于有效监控系统通风情况,促使矿井更好地应变系统通风情况,满足环境需求节省成本投入,及时调节系统通风状况有效应对事故,保障企业顺利开采煤矿资源。