煤礦通風系統自動化技術的研究

高旭東

（山西省中陽榮欣焦化有限公司，山西 呂梁 033400）

煤礦開采安全保障工作至關重要，切實規避煤礦生產作業過程中出現的安全事故應該引起高度關注。煤礦井內爆炸事故的發生往往會帶來嚴重危害，伴隨著煤礦井內瓦斯氣體以及粉塵含量的增多，很容易增加出現安全事故的風險，借助于適宜合理的通風系統予以優化處理極為必要。在煤礦通風系統的有序運行中，不僅僅能夠營造出安全生產環境，同樣也可以有效營造舒適空氣條件，避免給井下作業人員帶來嚴重危害。為了提升煤礦通風系統運行效果，注重引入運用自動化技術極為必要，煤礦通風系統自動化技術的應用可以發揮出較強的作用，應該引起高度重視。

1 項目概況

山西省中陽榮欣焦化有限公司高家莊煤礦位于中陽縣縣城西20km處后山村一帶，行政區劃大部分屬呂梁市中陽縣下棗林鄉、武家莊鎮，少部分屬柳林縣陳家灣鄉及金家莊鄉。煤礦與中陽縣城、柳林縣城之間均有縣、鄉公路相通。沿鄉道西北向至省道S249直距5.8km，至柳林火車站（西北）直距15.6km，至青銀高速入口（西北）直距15km。地理坐標：北緯37°16′15″～37°19′44″，東經110°56′37″～111°02′15″。

礦井通風系統是礦井生產系統的重要組成部分，其合理與否，與礦井的穩產、高產、防災、抗災能力和經濟效益有重大關系，并長期影響。礦井開拓方式為立井開拓，通風方法采用機械抽出式，礦井共布置有2個井筒，即：混合立井、回風立井?；旌狭⒕M風，回風立井回風。礦井裝備2臺FBCDZ№28型軸流式對旋主要通風機，1臺正常運轉，1臺備用，配套電機功率為2×450kW?，F在礦井總進風風量為10038m3/min，總回風風量為10058m3/min。在該礦井通風系統構建和運行管理中，自動化技術的引入運用發揮出了較強的作用價值，有效提升了功能價值，具備較強推廣價值。

2 煤礦通風系統自動化技術應用價值

基于煤礦通風系統中自動化技術的應用來看，其主要是借助于自動化控制方式，實現整個煤礦通風系統的有效調控，以便促使其可以發揮出理想的作用價值，解決原有煤礦通風系統在運行中出現的缺陷或者是滯后性問題。針對當前煤礦通風系統中自動化技術的應用效果來看，其作用價值主要表現在以下幾個方面：

（1）煤礦通風系統自動化技術的應用可以更好確保生產安全性。在煤礦通風系統中引入運用自動化技術后，煤礦通風效果可以得到明顯改善，有助于更好根據煤礦生產作業空間的實際狀況，設置相匹配的通風系統運行模式，促使煤礦生產作業過程中出現的瓦斯以及粉塵可以得到及時排除，如此也就能夠更好提升整體通風水平，避免因為通風不及時，或者是因為通風效率較差，導致煤礦通風系統對于整個煤礦生產作業的安全保障效果受損。在自動化技術引入運用下，煤礦通風系統的運行可以營造出更為安全的井下作業環境，成為該技術優先運用的重要技術手段，應該引起高度重視。

（2）煤礦通風系統自動化技術的應用可以有效營造舒適環境?；诋斍懊旱V生產作業面臨的更高要求來看，遵循以人為本的基本理念至關重要，要求能夠營造出更為舒適的井下作業空間，由此更好提升煤礦生產作業水平。煤礦通風系統在該方面同樣也扮演著重要角色，借助于適宜合理的通風機制，有助于實現礦井內空氣的有效替換處理，如此也就可以確保生產作業人員可以充分享受舒適清潔空氣，降低職業病發生幾率。通風系統在煤礦井內舒適環境營造中的作用還表現在溫度調控方面，有助于降低礦井內的溫度，避免工作人員長期在高溫環境下作業，由此優化煤礦生產作業效果。在自動化技術引入運用下，該方面的作用價值必然也就可以得到進一步提升，規避因為通風效果不佳帶來的危害問題。

另外，煤礦通風系統自動化技術的應用可以體現更強節能效益。煤礦生產作業中通風系統運行面臨著更高要求，除了要確保其發揮出應有功能價值，往往還需要重點關注于能耗損失方面的防控，以便促使相應煤礦通風系統的運行更為高效節能。自動化技術在該方面的運用就可以發揮出較為理想的作用價值，可以促使煤礦通風系統的運行更為經濟適宜，在滿足正常通風需求的基礎上，避免相應通風設備做無用功。比如自動化技術結合變頻技術的應用，就可以更大程度上提升煤礦通風系統的運行水平，促使其更為經濟節能，應用優勢明顯。

3 煤礦通風自動化系統構成要素

3.1 傳感器

煤礦通風系統中自動化技術的應用，對于相關信息資料的要求較高，只有確保信息資料較為完善準確，才能夠更好做出準確分析判斷，確保相應自動化調控更為適宜合理。傳感器就是其中不容忽視的重要設施，借助于傳感器可以全面詳細了解煤礦井內基本狀況，尤其是對于和通風效果相關的一些指標，更是可以在傳感器的應用下形成較為理想的信息獲取效果，由此更好確保自動化調控的準確度，避免在資料分析方面出現嚴重偏差問題?；谶@種傳感器的布置應用來看，首先應該明確煤礦通風系統運行要求，從煤礦通風系統運行需要參考的各個參數信息入手，協同煤礦通風系統運行所要達到的效果，更好實現傳感器的優化選擇和運用，保障獲取的參數信息更為適宜合理。比如針對煤礦井內瓦斯氣體含量的監測，風速監測以及溫度監測等，都需要技術人員選擇相匹配的傳感器設施，以便確保傳感器可以獲取到相應的信息資料，以供后續自動化調控系統分析和運用。

3.2 中央控制系統

煤礦通風系統中自動化技術的應用還需要高度關注于中央控制系統的構建，這也是最為核心的關鍵構成部分，直接關系到煤礦通風系統的運行準確度和調度的適宜性。在中央控制系統的構建中，要求其具備較強的數據分析能力，可以針對煤礦通風系統運行需求進行明確，結合獲取的相關信息資料，確定好相匹配的設備運行參數，進而確保相應煤礦通風系統得以在未來形成較為理想的優化運用價值。為了確保中央控制系統得以形成較為理想的準確度和及時性效果，自動化技術的應用必然需要積極引入運用一些先進手段，尤其是對于當前研究水平不斷提升的人工智能技術，更是需要引起技術人員高度重視，以便促使中央控制系統可以形成較為理想的分析判斷能力，最終做出最為合理的決策。在中央控制系統的構建應用中，往往還需要確保其具備監控以及警報功能，以求由此更好提升煤礦生產作業安全性的保障，一旦出現明顯異常問題，任何指標超出了限定值，往往都需要引起重視，以便更好提升中央控制系統的應用效果，避免可能出現的嚴重響應不及時或者不準確問題。

3.3 調風系統

煤礦通風系統中自動化技術的應用還應該重點考慮到終端調風系統的構建，促使其可以協同通風設施，促使煤礦通風系統能夠形成較為理想的運行狀態，將中央控制系統下發的指令予以準確踐行。在調風系統的構建和應用中，技術人員應該密切結合終端通風設備，以便促使相應通風設備可以得到準確有效調控，尤其是對于風門、百葉窗以及其他相關裝置，都需要進行準確調整，以便最終確保風量的控制符合預期要求。比如在高家莊煤礦通風系統構建中，主要選用FBCDZ№28型軸流式對旋主要通風機，如此也就需要確保相應調風系統可以形成良好的協調性和適應能力，可以較好針對該通風機的調控單元相一致，避免可能出現的嚴重控制不到位問題。當然，具體到最終調風系統運行中，自動化技術的應用還可以恰當協同變頻技術，以便促使風量調控更為精確，可調節效果更為理想，尤其是在通風機節能方面的表現，更是可以發揮出極強的作用價值。

4 自動化技術在煤礦通風系統中的應用

4.1 礦井通風阻力測定

煤礦通風系統中自動化技術的應用，要想發揮出較為理想的作用價值，首先應該注重從礦井通風阻力測定入手，由此更好形成理想的煤礦通風系統自動化技術布置效果，避免出現布置參數方面的嚴重偏差問題。煤礦礦井通風阻力測定在于了解和掌握礦井通風巷道的風阻值，測定通風巷道的摩擦阻力系數，分析通風系統阻力分布情況，為礦井日常安全生產管理、礦井通風系統調整、優化設計提供基礎。在礦井通風阻力測定中，一般采用氣壓計基點測定法。基點法是將一臺氣壓計放在井上或井下某基點處，每隔一定時間測取氣壓讀數并記錄測定時間以監測地面大氣壓力的變化，進而對井下測定的氣壓數據進行校正；另一臺氣壓計沿事先選好的路線逐點測定氣壓值并記錄測定時間。在整個測定分析過程中，如果依托技術人員進行人工處理，則不僅僅會明顯增加工作量，也容易出現嚴重偏差問題，引入運用自動化技術極為必要。自動化技術在礦井通風阻力測定中的應用主要是為了促使相應數據信息的監測以及相應記錄分析更為便捷完成，由此更好為后續煤礦通風系統設置以及自動化調控提供參考依據。

4.2 數據信息監測分析

煤礦通風系統中自動化技術的應用還需要高度關注數據信息的監測以及應用，只有確保所有數據信息得以準確獲取，且能夠形成較為理想的分析應用效果，才能夠最終更好優化自動化控制效果，解決自動化控制中出現偏差問題的概率。在數據信息監測方面，一般主要借助于傳感器，促使煤礦通風系統自動化控制所需要的各個信息參數可以得到準確獲取，能夠體現出較強的實時性特點，避免出現較為嚴重的滯后性問題。比如對于煤礦礦井中的瓦斯氣體含量，就需要予以實時掌握，如此也就可以更好調度煤礦通風設備，保障其可以得到及時輸送，發揮出煤礦通風系統的應有價值。具體到大量數據信息資料的分析應用中，為了形成更為理想的優化效果，自動化技術在應用中同樣也需要借助于一些輔助工具，尤其是對于圖形演示呈現工具的應用，更是需要引起高度重視，不僅僅可以更好促使數據信息資料較為直觀，同樣也可以輔助管理人員進行校驗，由此更大程度上確保數據信息應用的準確度，便于最終形成理想的煤礦通風系統自動化控制效果。

4.3 安全隱患報警

煤礦通風系統中自動化技術的應用往往還需要高度關注于安全隱患的及時發現和報警，以便確保煤礦生產安全性。在煤礦通風系統運行過程中，自動化技術的應用需要對于各個超出預期以及設定指標的參數較為敏感，一旦發現相應數值出現異常，則應該及時予以報警，同時依托自身自動化啟動程序，促使相應安全隱患可以得到及時應對，避免可能由此出現的嚴重安全事故。比如針對煤礦通風系統運行中需要實時監測的井內溫度狀況，就需要及時進行報警控制，一旦出現溫度過高現象，則需要在報警后及時啟動通風設施，確保礦井內溫度可以得到有效降低，在營造理想礦井工作條件的同時，也可以降低礦井內發生安全事故的概率，有助于發揮自動化技術應用的安全保障價值。

4.4 故障自動化處理

煤礦通風系統自動化技術的應用還表現在故障自動化處理上，其主要可以針對通風設備進行自動化監管和處理，一旦出現故障問題時，則可以自動化分析相應故障點和成因，進而也就可以采取相匹配策略予以處理，力求及時修復故障，或者將故障危害降到最低。

5 結語

煤礦通風系統中自動化技術的應用不容忽視，技術人員應該基于傳感器、中央控制系統以及調風系統進行優化布置，促使煤礦通風系統運行中涉及到的所有參數信息得到及時獲取和準確分析利用，最終形成理想通風效果。