煤矿通风系统中自动化控制技术的应用

2023-02-19

煤矿通风工作能够有效提高煤矿生产的安全。煤矿通风系统通过将煤矿生产过程中产生的有毒物质及时的排除，并将新鲜的空气吸入到矿井中，从而使得矿井中的气体环境能够达到标准要求。同时，传统煤矿通风系统的工作效率相对较低，在维护过程中需要依托人工保障通风系统的顺利运转和安全运转。在全面应用自动化控制技术能够对煤矿系统开展自动化控制，有效提高了煤矿生产的安全性，以下对此进行了深入的应用探究。

1. 自动化控制技术的原理

自动化控制技术在煤矿通风系统中进行应用，主要是通过对建立的控制主站和分站进行分布式的控制。分站发挥的主要是监控作用，即能够对煤矿内部风压或者煤矿内部散发的气体进行监控。在将监控的信息上传到主站计算机中，计算机在依托风量计算模型对这些信息展开计算，从而得出通风机工作方案。通风机方案形成后自动传输回分站，分站通过自动控制设备对通风机的运行状况进行调整，从而实现通风设备的自动化运行。如图1所示。

由此可见，自动化控制技术能够对矿井中的风量、风压、温度等进行全面的控制，还可以对其他控制单元进行控制和处理，这对提高通风系统的运行效率发挥着重要作用。伴随着我国科技技术不断进步，自动化控制技术在逐步走向成熟的基础上，能够显著提高运行的速度，在通风系统中全面应用自动化控制技术具有现实意义。

2. 自动化控制煤矿通风系统的重要性

(1)保障煤矿井下通风系统的灵活控制

自动化控制技术能够对井下的有毒气体、温度、压力等数值进行监测和收集后，能够将处理后的结果传输到DSP模糊处理模板中，通过对采集到的数据进行融合处理后对采集到的数据与各阶段的警戒值进行对比，从而保障风机的正常运转，在对其进行调整后，能够根据系统发出的指令，对其进行判断和处理，如图2所示。

图2主要是井下双局风扇自动切换系统进行的控制。众所周知，井下双局风扇处于闭锁的状态，在生产和运行过程中一般都是主扇运行，副扇处于停止的状态。而如果主扇发生故障时，副扇就需要发挥作用。因此，为了能够保障煤矿通风系统的正常运转，需要对控制系统的切换功能进行改进，以提高系统的灵敏性。图2中通过在系统中设置专用的调节驱动电路，以对信息进行及时的传递和共享，利用DSP控制芯片对其进行模糊化的处理，从而实现对输出信号的处理效果。保障风机运行的状态，实现煤矿井下通风系统的灵活控制。

(2)及时对故障进行检测诊断

自动化风量控制过程中需要进行保养和威胁，以保障风机实现最大化的功效。因此当煤矿系统发生故障时，煤矿系统通过应用自动化技术，能够及时的发出报警信息。系统在将报警信息及时传达给工作人员后，工作人员能够及时开启备用风机或者增加其他风机的功率，以弥补故障风机传风量不足的问题。

(3)有效的对信息进行探测与存储

自动化控制技术所发挥的功能不仅仅能够实现对故障的及时监测和排除，还能够对发生的异常风力信号地区进行全面的探测，这种功能被称之为信息探测功能。其中自动化控制系统的其他功能构成。如表1所示。

3. 自动化控制技术在煤矿通风系统中的具体应用

(1)在传感器方面的应用

煤矿通风系统的自动化控制能够对系统中产生的各类信号进行传输和处理。多路信号在传输时主要通过分制或者频分制等两个方面的传输方式进行有效的发送和接收。其中频分制具有电路结构简单和故障发生较少等两个方面的特征，在传输电路信号时一般会采用这种方式。而在选择这种形式时需要考虑以下几个方面：

(2)在通风系统的应用

自动化控制技术在应用后，不仅大大提高了煤矿的通风效率，还切实保障了通风的效果。在具体的操作过程中，排风程序对于正常的运作发挥着重要的作用。换言之，系统想要实现集中化的控制，需要传感器对各项数据信息进行传输后，通过合理的利用排风扇叶和受到发动机的带动作用，实现周期性的频率运作。只有这样才能使排风系统在正常的运转过程中能够将井下的污染气体全部的吸收到排风筒中。当这些污染气体被吸收后，排风系统就能够利用扇叶，将外部的空气输入到井内。这一流程被称之为周期性传送。为了满足实际需求，在输送的过程中需要结合实际的情况，对各个环节输送的命令予以完成，这样才能逐步完善命令系统，发挥出变频做功装置的巨大作用。

(3)在控制系统的应用

自动化控制技术的功能较为凸显。在实践过程中通过将煤矿通风系统与自动化控制技术相互结合，能够保障煤矿通风系统的正常运转。同时还能够解决煤矿通风系统在运行过程中面临的问题。自动化控制技术在应用时能够对各环节进行监督和控制。因此在应用该技术时需要将控制系统分为严控和控制两个系统。在严控系统配合控制系统后，能够通过下达命令或者相应的要求等，加强对各个环节的控制，解决了之前人工方式进行操作的弊端，在提高通风效率或者通风质量上发挥的作用更加显著。

4. 煤矿通风系统变频自动化改造效果

自动运行模式主要体现在矿井通风系统自动频率的变换。该变换的作用不仅能够实现风扇的自动、局部和微机控制，还能够实现原始频率与频率互锁。如果逆变器发生危险或者故障时，能够通过及时的切换到主扇，对风速进行合理的调整。同时，还能够对电机温度、噪声、PSP等予以降低，从而使得电机的寿命加长。另外，煤矿通风系统实现变频自动化后，还能够提高节能的效果，其中节电率达到了40%，不仅为煤矿企业带来了更加可观的收益，还能够有效提高煤矿安全生产的高效运转。以下介绍了变频原理图，以供参考。

5. 结语

煤矿自动化控制技术所发挥的作用不仅仅具备远程监控的能力，还能够通过监控视频对矿井中的粉尘污染、设备运行的状态等进行了解，在对这些信息进行测算后，能够发出预警信号，帮助监测人员根据预警信号，及时做出相应的控尘措施。同时，通过实现自动化控制，在对相应的数据进行判断后，还能够减少矿井内煤和瓦斯所发生的突发事故，提高了工作的安全性。另外，自动化控制系统在应用后，还能够对矿井水文地质条件予以掌握，在做出调查反馈后，能够对煤层顶板的稳定性进行测算，进而全面减少和预防危险事故的发生。

摘要：煤矿通风工作对提高煤矿生产的安全性发挥着举足轻重的作用。因此，对煤矿通风工作进行升级和改造，全面采用自动化控制技术，实现煤矿通风系统的自动化控制，不仅能够保障矿井的安全性，还能够为煤矿工作人员减轻工作负担，降低人力成本的过多支出。基于此，文章主要对煤矿通风系统中自动化控制技术的应用进行了详细的论述，即从传感器、通风系统和控制系统等三个方面进行了剖析，在提出煤矿通风系统自动化技术的应用改进效果后，全面体现了煤矿通风系统中自动化控制技术所发挥的重要作用。

关键词：煤矿通风系统,自动化控制技术,应用