自动化控制技术在煤矿通风系统中的运用

自动化控制技术在煤矿通风系统的作用

在煤矿企业中，良好的通风系统是企业生产安全的有效保证。煤矿生产过程中只有建立良好的通风系统，才能保证有害气体顺利排出和及时注入新鲜的空气，使煤矿生产环境始终处于安全中。但传统的通风系统中存在的缺陷大多需要人工维护，不仅造成了人力的浪费，同时整个通风系统都不能在最佳的运行条件下运行。现在解决这种现状的最佳途径是应用自动化控制技术。该技术的应用不仅能让整个通风系统实现自动化管理，也能保证随时对整个通风系统进行实时的监控，保证在运行过程中一旦发现问题能及时进行维护。这样不仅大大提高了通风系统的安全性，同时，对于节约成本、提高管理效率非常有帮助。所以研究自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用，能为煤矿安全作业提供有效保障。

1煤矿通风系统的作用

1.1保障作业人员的安全

目前我国的主要能源来源之一就是煤炭，而伴随着经济的不断发展，科技的不断进步，人们对于煤炭的需求量也在不断增加，促使煤炭的开采量也逐年呈现出上升趋势。由于我国煤炭开采技术的局限性，目前所投入的人力资源相对较大，所以在开采过程中发生的事故也比较多。在这一方面我国相关部委给予了足够重视，并且针对相关问题出台了相应的管理规章制度。然而导致煤矿出现突发事故的原因是多种多样的，而导致众多突发事故的原因中比较严峻的就是通风问题。要想使煤炭开采过程中安全问题得到基本的保障，首先需要确保煤矿通风系统良好有效地运行。由于在煤矿企业生产过程中，一般煤炭开采的地理位置是十分特殊的，所以说对配套的通风系统的要求也会比较高。煤矿不断地开采，其深度也在不断地增加，而空气质量则越来越差，所产生的有毒气体也会越来越多。特别对于开采深度较深的.煤矿，矿井有害气体的浓度会更大，o2含量会更少，很容易出现工作人员中毒现象，严重威胁着工作人员的生命安全。良好的煤矿通风系统不仅可以保证工作人员的自身安全，也是开采工作顺利进行的前提保证。科学合理的煤矿通风系统可以保证不断有新鲜的空气输送到煤矿深处，既减少了有毒气体的含量，同时也可以将煤矿矿井深处的热量和水蒸气排出，有效地改善煤矿矿井中的环境，保障煤矿工作人员的安全。

煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用

色连二号煤矿是淮河能源集团在鄂尔多斯投资建设的第三对矿井， 矿井认真贯彻落实新发展理念，对标行业一流标准，被审核确定为国家首批智能化示范建设煤矿，矿井扎实推进智能化、信息化矿山建设，致力于打造安全开采、智能开采、绿色开采的“标杆矿井”。矿井通风专业积极推进自动化、智能化技术的应用，不仅大大提高了通风系统的安全性，同时，对于节约成本、提高管理效率非常有帮助。所以研究自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用，能为煤矿安全作业提供有效保障。

1煤矿通风系统的重要性

煤矿作为我国的重要资源，其生产的安全性，对于我国国民经济的发展有着直接的影响。煤矿生产过程当中，为安全生产提供关键保障的就是通风环节，煤矿通风系统利用通风机来向矿井下不断送入地上的新鲜空气，来满足井下工作人员的正常呼吸，并稀释井下矿尘和有害气体至安全浓度，排出井下热量和水蒸气，从而营造出较为适应的人员工作环境，为煤炭生产的安全性提供必要保障。当煤矿通风系统出现问题，瓦斯爆炸等重大安全事故就极有可能发生，对人员安全造成直接威胁，并伴随重大经济损失。

2煤矿通风系统中应用自动化控制技术的重要性

自动化控制系统作为21世纪广为应用的技术，它具有着能够对煤矿生产过程进行专业且精确的操作的优点，自动化控制系统相比较传统技术来说工作效率较高，工作精准度较高。

在煤矿通风系统中应用自动化控制技术可强化通风系统的安全性、可靠性，促进煤矿通风管理水平的提高，实现无人值班，从而对煤矿通风进行自动化的管理与控制，促进维护工作量的进一步降低，有效节约维护人力。但就当前我国煤矿通风系统现状来看，采用的是分散、独立的自动化设备，这些设备维护量大、参数不全、可靠性不高、故障记录不准确。同时，这些设备缺乏自我诊断的能力和遥控手段，难以对通风系统做出集中调度、管理及监控，不利于煤矿通风系统的稳定、安全运行。

3自动化控制系统原理

2019年第8期2019年8月

0引言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。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[1]，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[2]。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[3]。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。煤矿通风系统立体图如图1所示。1.3自动化控制技术在煤矿通风系统中的重要作用煤矿通风系统的完善需要各种技术的支持，只有运用先进的技术，才能使煤矿通风系统得到整体提升。自收稿日期：2019-06-24作者简介：贾李应，1972年生，男，山西阳城人，2017年毕业于太原理工大学采矿工程专业，工程师。自动化控制技术在煤矿通风系统维护中的应用

针对煤矿风机自动化控制系统的设计

系统以工业控制plc为核心，主要由信号测取装置和传感（变送）器、上位机及通讯装置及其他设备组成。采用了先进的计算机技术，功能强大，智能化程度高保证了风机的安全，高效、稳定运行。可以对各种影响安全生产的情况实现及时报警。

plc、变频器、离心风机、自动控制

【中图分类号】td63+5文献标识码：b文章编号：1673-8005（2013）02-0030-01

1、引言

煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。

2系统的总体设计

本论文设计的风机控制系统主要是风机风量的调节中引入变频器对风机风速的调节，据所需风量和风压大小通过变频器来调节风机的转速在节能和提高风机效率方面优点突出；系统采用plc和变频器与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使风机运行的故障率大大降低，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。为满足矿井通风系统自动控制的要求，系统的具体设计要求如下： 2.1本系统提供手动/自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。

2.2模拟量压力输入经pid运算，输出模拟量控制变频器。

2.3在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。

2.4模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。当瓦斯浓度大于设定断电上限时，plc将切断工作面和风机组电源，防止瓦斯爆炸。

2.5运用温度传感器测定风机组定子温度或轴承温度，当定子温度或轴承温度超过设定报警上线时，发出指示和报警信号。当定子温度或轴承温度超过设定风机组转换温度界线时，plc将切断指示和报警信号并自动切断当前运行风机组，在自动方式下并能自动接入另一台风机组运行，若在手动方式下，工作人员手动切换。