矿井大功率通风机电控系统的设计及应用

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用1. 引言1.1 研究背景矿井主通风机在矿山生产中起着至关重要的作用，它不仅能够确保矿井内空气的流通和通风，保障工人的安全生产，还能影响矿井内的温度、湿度等环境因素。

随着煤矿深度的增加和矿井规模的扩大，传统的手动控制方式已经不能满足现代矿井的需求。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用显得尤为重要。

在过去的矿井生产中，主通风机通常是由操作人员根据经验和感觉进行控制，但是这种方式存在着许多问题，比如人为因素导致的误操作、安全隐患等。

开发一种能够实现自动控制的技术方案对于提高矿井通风系统的效率和安全性至关重要。

通过引入先进的控制算法和自动化设备，可以实现对矿井主通风机的精确控制，提高通风系统的运行效率和稳定性，降低人为错误的发生概率，保障矿工的安全生产环境。

本文旨在研究矿井主通风机自动化控制技术，探讨其在煤矿生产中的应用前景。

1.2 研究意义矿井主通风机是矿井中至关重要的设备，负责为矿井提供必要的通风条件，维持矿井内的空气质量和温度。

传统的矿井主通风机控制方法主要依靠人工操作，存在效率低下、响应速度慢、难以实现精准控制等问题。

研究和应用矿井主通风机自动化控制技术具有重要的意义。

矿井主通风机自动化控制技术可以提高矿井通风系统的效率和稳定性。

通过采用先进的传感器和控制系统，可以实时监测矿井内空气质量和温度等参数，实现对通风系统的自动调节，有效提升通风效果和节能效果。

自动化控制技术可以提高矿井工作环境的安全性。

在矿井作业中，良好的通风系统是保障矿工安全的关键因素。

通过自动化控制技术，可以实现对矿井通风系统的精准监控和智能调节，及时发现和解决通风系统问题，降低事故风险，保障矿工的人身安全。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用对于提高煤矿生产效率、降低能源消耗、减少环境污染等方面也具有重要意义。

通过实现通风系统的智能化管理，可以有效提高矿山生产效率，降低能耗，减少煤矿生产对环境的影响，促进煤矿可持续发展。

矿井风机智能化监控系统的设计与应用摘要：矿井通风机是通风系统中的核心设备，由于其特殊的工作需求，矿井通风机必须长期工作，但是通风机的运行环境恶劣，存在各种安全风险，而矿井风机智能化监控系统的设计与应用能够有效提高矿井风机运行的稳定性与安全性。

为此，下文将对矿井风机智能化监控系统的设计与应用展开详细的分析。

关键词：矿井风机；智能化；监控系统；设计；应用控制系统作为通风机的重要组成部分，为通风机的正常运行传输控制指令，使其按照规定的转速、风量等连续运行。

近年来，智能监控技术得到了迅猛发展，在一些传统设备控制系统的改造过程中得到了应用，取得了较好的应用效果。

1 矿井风机智能化监控系统的设计与应用实际意义（1）提高矿井通风系统运行的安全可靠性，保障工人和财产安全。

安全评判系统根据通风系统实时参数进行评判，通过评判结果能及时得到矿井通风系统是否具有安全问题，从而对通风系统进行调整和改造，保障系统安全。

（2）节约风机的维修和检修成本，延长通风机寿命，减少重大事故，提升企业综合效益。

故障诊断系统通过预测模型得出风机运行参数变化，从而提前判断风机不同部位是否故障，提前进行系统故障预警，有效的防止故障的发生或扩大，并能及时检修，提高风机的安全可靠。

（3）增加系统的用户设置与用户操作记录，减少系统的误操作。

通过对不同的用户设置不同安全区，以及增加操作记录，减少系统的误操作，或者误操作能及时调整。

（4）对实际的矿井通风智能监控系统具有一定的借鉴意义。

本系统最大的特点是实时性，通过把上位机监控软件、数据库、运算软件三者有效的连接起来，为实现智能实时监控系统提供新的思路。

2 矿井通风机系统结构矿井通风机按照气体流动风向进行分类可以分为轴流式、斜流式、横流式和离心式四种类型，其中轴流式通风机在煤炭企业中应用较多，一般在两回风井的通道上安装两台功率相同的通风机。

矿井通风机系统结构主要由主电机、冷却风机、电机加热器、稀油润滑站、风门等结构组成，其中主电机采用一用一备的形式，在各个风机的管道连接处都安装一个独立的风门，并且每个风门都是可以单独控制的，因此可以通过控制相应的开关来对风门的开启和关闭进行控制。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用随着现代煤矿建设规模的扩大和采煤深度的增加，煤矿井下通风系统的运行管理任务越来越繁重。

而作为煤矿通风系统的核心设备之一，矿井主通风机的自动化控制技术在煤矿安全生产中发挥着越来越重要的作用。

本文将围绕矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用展开论述。

一、研究背景当前国内外煤矿主通风机控制仍然以手动控制为主，存在以下问题：一是通风流量无法精确控制，导致矿井内部气体浓度不易达标；二是通风系统负荷动态变化大，手动控制反应迟钝，无法满足通风系统的快速响应需求；三是矿井通风系统存在区域间相互影响，手动控制难以协调各部分通风系统的工作。

如何通过自动化控制技术提高矿井主通风机的运行效率和安全性，已成为当前煤矿通风系统研究的重要课题。

二、自动化控制技术的研究与应用1. 控制算法的研究矿井主通风机自动化控制的关键在于控制算法的设计。

通常采用的控制算法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

PID控制是最为常见的一种控制算法，通过根据当前误差、误差积分和误差变化率来自动调整输出控制量，使得系统稳定在设定值附近。

模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，能够有效应对系统的非线性特性和不确定性。

而神经网络控制则是一种模拟生物神经网络的控制方法，通过学习训练来逼近系统的控制规律。

通过对这些控制算法的研究与比较，可以找到最适合矿井主通风机自动化控制的方法，并进行实际应用。

2. 系统硬件的研发在矿井主通风机自动化控制中，系统硬件的稳定性和可靠性是至关重要的。

矿井环境的复杂性和工作条件的恶劣性对硬件设备的要求极高，需要能够稳定运行并抗干扰的硬件设备。

目前，一些专业的矿井主通风机自动化控制系统厂家已经研发出了适用于矿井环境的硬件设备，如抗爆控制器、防尘防水的传感器和执行器等，能够满足矿井主通风机自动化控制的需求。

除了硬件设备外，矿井主通风机自动化控制系统的软件部分也至关重要。

软件系统需要能够实现对硬件设备的精细化控制，通过合理的算法实现矿井主通风机的智能化运行。

矿井通风机监控系统的设计与实现摘要：井下作业时巷道瓦斯气体堆积，威胁井下人员生命安全，此时，一旦操作不当就会造成难以估量的损失，对巷道源源不断输送新鲜空气是保障巷道通风的关键。

在我国高瓦斯及瓦斯突出矿井约占47%，每年因为通风造成的事故时有发生，所以设置一个安全可靠的通风系统来保障作业人及设备安全是十分有必要的。

据统计，通风机在矿井总用电量中占比约为十分之一，是矿井主要耗能的设备，同时通风机的通风效率较低，也会造成极大的浪费。

因此，在确保通风安全稳定的基础下，设计一款通风机智能控制系统，降低能源浪费，达到节能目的，为矿井降本增效做出一定贡献。

基于此，本篇文章对矿井通风机监控系统的设计与实现进行研究，以供参考。

关键词：矿井；通风机监控系统；设计与实现引言煤炭产业作为高危行业，发生事故的可能性大。

在目前国际发展的大格局下，煤炭企业逐步将安全、健康放在了发展和生产的首位。

因此，确保煤矿安全生产对煤矿长久发展具有深刻意义。

井下作业时巷道瓦斯气体堆积，威胁井下人员生命安全，此时一旦操作不当，就会造成难以估量的损失。

对巷道源源不断地输送新鲜空气是保障巷道通风的关键。

在我国高瓦斯及瓦斯突出矿井约占47%，每年因为通风造成的事故时有发生。

所以设置一个安全可靠的通风系统来保障作业人员及设备安全是十分必要的。

据统计，通风机在矿井总用电量中占比约为1/10，是矿井主要耗能的设备。

同时通风机的通风效率较低，也会造成极大的浪费。

因此，本文基于前人研究在确保通风安全稳定的基础上，设计一款通风机智能控制系统，降低能源浪费，达到节能目的，为矿井降本增效做出一定贡献。

1矿井通风机监控系统煤矿井下的通风机是以电力作为原动力的装置，通过将电能转换成为机械能带动通风机的扇叶转动，从而实现巷道内气体的流动，实现将巷道内的气体压入或抽出，达到井下气体通风的作用。

一般情况下，通风机的工作状态特性是通过流量、风压、通风机功率、转速等参数进行表示的，通过不同的参数表示通风机不同的工况。

煤矿井下智能通风系统的设计及应用摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，我国现代化工业的建设进程不断加快。

其中，煤炭作为能源结构中的重要组成部分，对我国国民经济的发展有着重要的影响。

面对煤炭资源的不断发现，煤矿矿井的数量呈现出井喷式增长的情况，但是煤矿矿井生产过程中的安全事故也不断引发人们的思考。

因此，需要对煤矿安全事故进行分析，可以进一步明白大多事故的出现是由于通风不利、安全监管工作不足而造成的，需要进一步对这一方面的预防工作加强重视。

关键词：煤矿；矿井通风；安全监控；问题；对策引言随着中国经济的发展和社会的进步，中国现代工业的建设进程正在加快。

其中，煤炭作为能源结构的重要组成部分，对我国国民经济的发展具有重要影响。

面对煤炭资源的不断发现，煤矿数量呈现井喷式增长，但煤矿生产过程中的安全事故也不断引起人们的思考。

因此，有必要对煤矿安全事故进行分析，可以进一步了解到，大多数事故都是由于通风不畅和安全监管不足造成的，需要更加重视这方面的预防。

1简述通风监控系统煤矿通风监控系统集成了计算机技术、网络通信技术和传感器技术，实现了矿井通风网络的综合管理，保证了煤矿的安全高效生产。

目前国内煤矿使用的通风监控系统采用树形网络结构，包括地面监控主机、网络交换机、远程监控中心、控制器、变频器和传感设备，具有对通风参数模拟量、数字量的采集、传输、计算、控制与报警等功能。

在运行过程，系统会发生不同形式的故障，从实际情况观察可知，地面设备、人为因素与软件的故障概率较小，而井下监控分站与传感器设备对系统可靠性的威胁较大。

因此，从矿井通风网络的硬件结构入手，评估监控系统的可靠性，可有效提高通风网络设备的安全管理效率，保障通风系统可靠运行。

2煤矿通风安全监测监控系统的运行原理为保障煤矿通风安全监测监控系统的实际应用效果，就需要重视如下方面的工作：（1）监测主机能够向各分站持续不断地进行通信，在各分站接收到传感器信号之后，就会自动实时信号检测以及变换处理，其中，主要包含开关量、模拟量以及累积量。

1 绪论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。

目前在煤矿矿井通风系统中，大多仍采用继电接触器控制系统，但这种控制系统存在着体积大、机械触点多、接线复杂、可靠性低、排除故障困难等很多的缺陷；且因工作通风机一直高速运行，备用通风机停止，不能轮休工作，易使工作通风机产生故障，降低使用寿命。

针对这一系列问题，本系统将PLC与变频器有机地结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使矿井通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。

PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警和瓦斯浓度断电等功能特点，为煤矿矿井通风系统的节能技术改造提供一条新途径。

2 系统结构和控制方案2.1 系统的设计功能本控制系统具有通风机组的启动、互锁和过热保护等功能。

与常规继电器实施的通风系统相比，PLC系统具有故障率低、可靠性高、接线简单、维护方便等诸多优点，PLC的控制功能使通风系统的自动化程度大大提高，减轻了岗位人员的劳动强度。

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，也使通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：（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）模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。

（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。

（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。

矿井通风系统的优化设计与应用矿井通风系统是煤矿安全生产中至关重要的设施之一，对于煤矿工人的生命安全和矿井生产的正常运行起到了重要作用。

传统的矿井通风系统存在一些问题，如能耗高、效率低、通风效果不佳等。

为了解决这些问题，进行矿井通风系统的优化设计与应用是非常必要和重要的。

首先，矿井通风系统的优化设计可以从以下几个方面进行考虑。

一是通风风机的选择和布局。

通风风机是矿井通风系统的核心设备，其功率和风量的选择直接影响到通风系统的效果。

在优化设计中，可以根据矿井的地质条件、工作面的布置和需要通风的区域大小等因素，选择适当的通风风机，并合理布局，以提高通风系统的效率和通风效果。

二是通风管道的设计。

通风管道是将风机产生的气流输送到需要通风的区域的重要组成部分。

在优化设计中，可以根据通风系统的要求和通风区域的具体情况，合理设计通风管道的直径、长度和布置方式，以减小通风管道的阻力、降低能耗，并提高通风效果。

三是通风系统的控制与调节。

通风系统的控制与调节是保证通风系统正常运行的重要环节。

通过优化设计，可以采用先进的自动控制装置和调节阀门，实时监测矿井内的温度、湿度、浓度等参数，并根据这些参数自动调节通风系统的风量和气流方向，以保持矿井的良好通风状态。

其次，矿井通风系统的优化设计可以应用于矿井生产实践中。

一是提高通风系统的效率。

通过优化设计，通风系统的能耗可以得到降低，并提高通风系统的效率。

这将减少能源的消耗，降低煤矿的生产成本，提高煤矿的经济效益。

二是改善矿井工人的劳动环境。

优化设计的通风系统可以确保矿井内的空气清新，并保持适当的温度和湿度。

这将改善矿井工人的劳动环境，提高他们的工作效率和工作舒适度。

三是提升煤矿安全生产水平。

矿井通风系统的优化设计可以保证矿井内的有害气体浓度低于安全限值，并及时排除有毒有害气体，确保矿井内的安全环境。

这将降低煤矿事故的发生率，提升煤矿的安全生产水平。

总之，矿井通风系统的优化设计与应用是煤矿安全生产中的重要科技成果。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用随着煤矿深部开采和现代化管理的不断推进，矿井通风系统的安全稳定运行就显得尤为重要。

而矿井主通风机作为整个矿井通风系统的核心，其自动化控制技术的研究和应用对于提高矿井通风系统的效率、安全性和节能性具有重要意义。

本文将从矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用方面进行探讨和分析。

矿井主通风机自动化控制技术的研究已有一定进展，主要体现在以下几个方面：1. 控制策略：目前研究者们主要采用PID控制、模糊控制和神经网络控制等方式来实现矿井主通风机的自动化控制。

PID控制是一种经典的控制策略，通过对比实际值和设定值来调整主通风机的转速，实现通风系统的动态稳定控制。

模糊控制则是一种能够处理非线性系统的控制策略，其对主通风机转速的调节更具有灵活性和鲁棒性。

而神经网络控制则是利用神经网络模型对系统进行建模和预测，从而实现对主通风机的精确控制。

2. 智能化技术：随着人工智能技术的不断发展，矿井主通风机自动化控制也开始引入智能化技术。

基于深度学习的控制方法能够更准确地预测矿井通风系统的需求，从而实现对主通风机的智能化控制。

3. 监测与诊断：矿井通风系统的监测与诊断技术也是研究的热点之一。

传感器技术的进步使得矿井通风系统的运行状态能够得到更加精确和全面的监测。

而基于数据挖掘和机器学习的诊断技术则能够对主通风机的故障进行自动识别和定位。

目前，矿井主通风机自动化控制技术已在一些煤矿中得到了应用，并取得了显著的效果。

以下以某煤矿的主通风机自动化控制系统为例进行介绍。

该煤矿的主通风机自动化控制系统采用了PID控制和智能化技术相结合的方案，通过对主通风机进行实时监测和数据分析，系统能够根据煤矿深部的实际工况自动调节主通风机的转速。

通过此系统的应用，煤矿主通风机的运行效率得到了显著提高，能够更好地适应不同的通风需求，从而保障了矿井通风系统的安全稳定运行。

在国内外的一些矿井中，还有一些关于主通风机自动化控制技术的应用案例。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用矿井主通风机是矿井中的重要设备，其作用是将新鲜空气输送到矿井井下，并将煤尘、瓦斯等有害气体排放到井口。

然而，传统的手动控制方式存在操作繁琐、响应速度慢、误差大等问题。

因此，研究和应用矿井主通风机自动化控制技术对保障煤矿生产安全、提高煤矿生产效率有着重要的意义。

矿井主通风机自动化控制技术的基本原理是通过搭建煤矿通风系统模型，收集井下氧气含量、瓦斯浓度、风量、温度、湿度等相关数据，并通过控制策略生成控制指令，实现对矿井通风风量的自动调节。

其主要技术流程包括煤矿通风系统建模、数据采集、数据预处理、控制策略生成和控制指令输出。

首先，根据煤矿的实际情况搭建通风系统模型，包括采空区、风井、井筒、送风巷、回风巷和巷道等部分，并建立数据采集点，如氧气含量传感器、瓦斯浓度传感器、风量传感器、温湿度传感器等。

其次，对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、数据归一化、缺失数据填补等。

然后，根据矿井通风风量的标准，在已有的数据基础上，通过控制策略生成算法，确定最优的风量控制方案，最终输出控制指令，控制主通风机的启动和停止，以及风量的调节。

矿井通风系统控制的自动化是实现独立控制、自动化化管理和呼吸回路故障时的自动切换等方面的关键环节，其研究与应用可以大大提高煤矿通风系统的自动化水平，从而实现环境监测和风量控制的最优化协调，减少人为干预，提高煤矿生产效率和安全性。

在实际的应用中，矿井主通风机自动化控制技术已经得到了广泛的应用。

例如，某煤矿采用了新型矿井通风机自控系统，实现了煤矿通风系统的自主控制和远程集中调度。

这种系统具有运行可靠，结构紧凑，调节精度高等特点，能够减少操作人员的劳动强度，提高工作效率，保障煤矿生产安全。

总之，矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用具有重要的意义。

煤矿通风系统的自动化控制不仅增强了煤矿生产的可靠性和稳定性，而且提高了煤矿生产效率和管理水平，有望成为矿井安全和高效生产的重要手段。

变频电控在矿井主通风机中的节能应用矿井主通风机是煤矿的主要耗能设备之一，本文通过阐述变频技术在主通风机改造中的应用，说明了对矿井通风机实施变频改造的必要性。

分析了主通风机变频改造系统的设计，改造后的经济效益。

论证了高压变频器的应用于煤矿主扇风机的系统改造，必将取得良好的运行效果和经济效益。

标签：变频电控通风机节能一、矿井通风机变频改造的必要性矿井主通风机用于向井下提供新鲜风流、排除污浊空气和有害气体，对煤矿的安全生产影响重大。

一旦矿井通风不畅，瓦斯浓度升高到一定程度，即可能会造成瓦斯爆炸等重大事故，危及矿工的生命安全。

矿井主通风机全年不停地运行，其电耗量较大，平均电耗约占矿井电耗的15%。

通风设备及配套电动机的选型主要由矿井瓦斯涌出量、井下人员数量、通风井巷阻力等因素决定。

近年来，我国矿井多采用对旋式通风机，该类型风机采用交流隔爆异步电机双电机拖动。

该类型风机传统的调节系统是根据风量所需的多少，靠调节叶片角度来实现的，这种调节必须在风机停机时才能进行，只适合较长阶段的风量调节，调节起来也不方便，可调范围也不大，电机全速运行，节电不明显。

另一种调节系统是调节风机电机转速，通过比较变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。

1.改造前系统存在的主要问题矿井主通风机担负着该矿井下主通风任务，是至关重要的大型安全生产设备，需要长期、连续、可靠、安全的运行。

改造前风机采用的调节风量方式为调节风门开度方式，系统在正常运转情况下风门开度仅为60%左右，其风量约为额定的60%～70%。

系统存在的主要问题是：（1）调节精度低、线性度差、实时性差；（2）采用风门调节，造成管路压力增加，造成大量电能浪费；（3）直接起动时，造成电网波动严重和机械冲击大，影响着系统的运行可靠性和寿命；（4）通风机的电机转速无法自动调节，长期以额定转速运转，对轴承等部分造成较大磨损；（5）档板采用人工调节，实时性差，需停机进行，操作麻烦，费时费力。

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用1. 引言1.1 矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用概述矿井主通风机自动化控制技术是指利用先进的自动化技术和设备，对矿井主通风机进行智能化控制和运行管理的技术。

随着信息技术和控制技术的不断发展，矿井主通风机自动化控制技术在矿山安全生产、资源节约和环保方面发挥着越来越重要的作用。

本文将对矿井主通风机自动化控制技术的研究历程、关键技术、安全生产重要性、资源节约和环保应用、未来发展方向进行探讨和分析，旨在深入了解矿井主通风机自动化控制技术的最新进展，并为该领域的研究和应用提供参考。

通过对矿井主通风机自动化控制技术的全面了解，可以更好地推动矿山生产的智能化、信息化和数字化进程，提高煤矿生产效率和安全水平，实现矿业可持续发展的目标。

2. 正文2.1 矿井主通风机自动化控制技术的发展历程矿井主通风机自动化控制技术的发展历程可以追溯到20世纪80年代。

在当时，矿井主通风系统仍然主要依靠人工操作，存在着通风量无法实时调节、风机运行状态难以监测等问题。

随着计算机技术和自动化控制技术的发展，矿井主通风机自动化控制技术逐渐成熟。

在90年代初，矿井主通风机自动化控制系统开始得到应用，实现了对风量、风压、风温等参数的实时监测和调节。

随着数字化技术的不断完善，矿井主通风机自动化控制技术逐步实现了远程监控和远程操作，大大提高了通风系统的运行效率和安全性。

2000年代，随着物联网技术的普及，矿井主通风机自动化控制技术迎来了新的发展机遇。

传感器、无线通讯技术等的应用使得矿井主通风系统能够实现更精确、更智能的控制，提高了整个矿井的生产效率和安全水平。

目前，矿井主通风机自动化控制技术已经成为矿业生产中不可或缺的重要技术手段，对于提高矿山生产效率、保障矿工安全具有重要意义。

随着技术的不断进步，矿井主通风机自动化控制技术将继续迎来新的发展，为矿业行业的可持续发展提供更好的支持。

2.2 矿井主通风机自动化控制技术的关键技术矿井主通风机自动化控制技术的关键技术包括硬件技术和软件技术两个方面。

高瓦斯矿井通风系统自动控制技术应用摘要：随着社会的发展。

矿产事业不断进步。

井下通风是矿井安全生产的重要辅助系统，负责为井下提供新鲜的氧气，通过井下风流的流转携带出井下生产产生的有害气体、多余热量，确保井下的安全生产环境。

在高瓦斯矿井中，随着采掘工作的进行、采掘深度的增加，井下瓦斯解析量、解析速度逐渐增大，针对井下生产环境变得尤为重要，传统的人工检测法利用人工巡检的方法对井下作业面的气体环境进行检测的方法具有严重的滞后性特点，检测过程存在较大的安全隐患。

根据瓦斯物理特性对井下通风环境进行智能识别，从而控制通风系统采取相应的动作，两者结合，能实现对井下气体环境的自动监控，排除作业人员对井下气体环境监控的不利影响，对高瓦斯矿井的监测控制针对性强，实践表明，具有一定的使用价值。

关键词：高瓦斯；矿井通风系统；自动控制；技术应用引言作为全世界最大产煤国，在历年来煤矿安全事故中，瓦斯通风导致的事故占比较大，是煤矿安全事故发生主因之一。

瓦斯属于易燃易爆气体，主要成分是甲烷，在煤层开采过程中，倘若煤层遭到破坏，存在于裂隙中的瓦斯就有可能进入矿井中，当浓度达到5%~16%，一旦遭遇明火，就会发生瓦斯爆炸。

由此可见，避免瓦斯爆炸的关键是做好矿井通风工作，通过随时检查和调控通风安全工作，建立相应煤矿通风标准等方式，保障工作人员生命健康，提升煤矿生产效率和经济效益。

1矿井瓦斯的赋存形式矿井瓦斯是原始腐殖质在成煤的过程中形成的一种以甲烷气体为主的混合气体，成煤和煤化变质的过程也是矿井瓦斯形成的过程，尤其对原煤品质较好的无烟煤、烟煤进行开采时，采掘活动会产生大量的瓦斯气体，威胁井下的安全生产环境。

煤层形成过程中形成的矿井瓦斯在煤层中存在以下三种赋存方式：游离状态、附着状态、吸收状态。

煤是一种多空隙结构，游离状态的瓦斯在水土压力的作用下，游离在煤岩体空隙中，试验表明，这种游离状态的瓦斯占矿井瓦斯含量的10%～20%；吸附状态的瓦斯是瓦斯分子在范德华引力作用下吸附在煤岩体表面，形成一层瓦斯膜结构，这部分吸附状态的瓦斯在矿井瓦斯中占比80%左右；吸收状态的瓦斯，是井下瓦斯含量饱和后，在井下高压作用下，瓦斯作为一种溶剂溶解在煤分子中，这种状态下的矿井瓦斯含量较少。

矿井通风机系统设计论文一、系统设计方案我们研究了矿井风机监控系统，主要采用PLC结合变频器和组态软件的方式，能够随时随地的观察风机的各种状况，随时可以自动改变通风机的电机频率，在整个过程中解放了劳动力。

详细分析了煤矿风机监控系统，根据监控系统的需求特点，从不同方面设计本课题，主要有：（一）分析了矿井主通风机的具体结构及特点，对矿井主通风机的运行参数进行详细分析，如：温度、振动等，还对传感器、通风机进行了合理地选型。

（二）西门子S7-300在本系统中被我们作为下位机使用，整个监控系统的构成更加符合现代工业的需求。

（三）采用了Wincc组态软件作为上位机监控软件来进行开发和设计，能够随时观测风机的各种运行状况，并根据实际需求对风机进行控制。

如能随时查看当前数据，对以前的数据也能够保存和打印和发生报警时有语音提示等功能，还可以把各种数据转化为曲线的形式，方便工作人员对风机的运行状况进行分析。

二、系统的基本构成在整个煤矿系统中，不可能只使用一台风机，根据不同的用途，主、辅通风机，整体和局部通风机，它们的作用也不尽相同。

矿井主通风机主要担负着整个矿井或矿井某一区域的通风任务，由于主通风机需要保持长期持续的运转状态，所以主通风机工作状况的不论是好的还是坏的，它和煤矿的安全生产和职工的生命安全息息相关。

本系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，一台在工作时，另一台处于保养状态，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。

风压、温度、瓦斯浓度等数据是本系统只要控制的依据，根据测量数据的不同来改变通风机的旋转频率。

保证各项数据各项数据在最佳范围内浮动，确保系统的稳定性。

本系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。

上位机的主要功能是使各种数据被实时显示出来，设定系统的各个参数的数值，并根据反馈回来的数据下达指令，控制整个系统的运行状况。

1 绪论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。

目前在煤矿矿井通风系统中，大多仍采用继电接触器控制系统，但这种控制系统存在着体积大、机械触点多、接线复杂、可靠性低、排除故障困难等很多的缺陷；且因工作通风机一直高速运行，备用通风机停止，不能轮休工作，易使工作通风机产生故障，降低使用寿命。

针对这一系列问题，本系统将 PLC与变频器有机地结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使矿井通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。

PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警和瓦斯浓度断电等功能特点，为煤矿矿井通风系统的节能技术改造提供一条新途径。

2 系统结构和控制方案2.1 系统的设计功能本控制系统具有通风机组的启动、互锁和过热保护等功能。

与常规继电器实施的通风系统相比，PLC系统具有故障率低、可靠性高、接线简单、维护方便等诸多优点，PLC的控制功能使通风系统的自动化程度大大提高，减轻了岗位人员的劳动强度。

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，也使通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：（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）模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。

（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。

（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。