王 浩

(山西阳煤集团矿山救护大队，山西 阳泉 045008)

0 引言

煤矿地质环境复杂、开采过程危险因素较多，因此需要科学地进行设计，保持良好的通风，营造较好的工作环境，尽量降低施工、生产过程的复杂性和危险性。将自动化控制技术应用到通风方面来强化实际使用效果，使用自动化控制能够有效增强通风的适用性，最大限度地保障开采环境安全，提高工作效率。

1 通风自动化控制的意义及原理

1.1 通风自动化控制的意义

在煤矿开采过程中，如果不能做到良好通风，极有可能引起瓦斯爆炸，这会严重威胁矿工的生命安全。因此应该做好通风管理，尽量降低施工的危险性，同时也能尽可能提高矿井的抗灾害性能。国家对于煤矿安全已经拟定了相关的规定，对于空气质量等具体细节也做出了规范。相关单位可以依照国家规范进行施工生产。矿工企业需要在管理方面以及具体的设施方面都作出改善，尽量提高井下的空气中的氧含量，减少CO2浓度；通过持续通风来降低有害气体的浓度，改变井下的气压、湿度等各方面空气条件。

将自动化技术应用到煤矿通风中，能够有效提高通风效率和质量。能够根据煤矿内的实时空气状况，选择通风量大小以及持续时间，能够最大限度保障矿井内的空气安全。同时有利于加强对空气质量的监控，有利于提高整体管理水平。将自动化应用到管理中能够减少人力使用，降低企业成本，大大提升工作效率，减少失误。自动化技术的应用还能提升事故应急的响应速度，缩短事故反风的操作时间。

1.2 自动化控制的工作原理

自动化技术能够实现高效控制是建立在多个功能的基础之上的。首先需要做好对空气的监控，需要在矿井内放置传感器来监控井内部的空气温度、CO2含量以及其他有害气体含量的实际情况。然后利用通信电缆将这些采集到的数据传送到中心计算机。计算机通过相关技术对这些数据进行统一管理和归类。根据事先设置好的数值对这些数据进行判断。一旦数值超过规定标准后，需要对风机做出指示，根据实际情况确定负压和风量，该指令进入通风机控制装置(变频控制器或风门控制器)，通风设备通过转速调节或风门调节完成通风量调整工作，如图1所示。自动化控制技术不仅能有效控制矿井的通风情况，还能够对其他信息做出综合了解和判断。比如，可以收集煤矿产量信息，随之制定出一段时间内的生产要求，然后根据生产要求以及矿井中的生产效率来制定出总体的控制方案。根据这一控制方案将不同阶段不同环节的具体控制要求传达给控制中心，随之调整各部分的通风风量，有效配合矿井下的生产工作[1]。

图1 通风机自动控制框图

2 自动化控制的设计

2.1 传感器的设计

传感器在煤矿自动化通风控制中起着重要作用，能够在不同设备之间传递数据以及指令。需要传递的内容类型较多，大体可以分为2类。一类是频分制，是指按照信息频率的不同来决定信息的处理方式，做好接收以及对其他设备的发放；还有一类是时分制，也就是信息是依照时间顺序来做出处理的。这2种传输类型之间有较大差异。一般来说，频分制更有优势：故障少，操作起来更加顺利；而且其线路更简单，更便于使用，一旦出现问题也更容易发现和修补。因此，一般多使用该方式来传播电路信号。在这其中，无线传感器的应用范围最广。将无线传感器应用于矿井通风中，需要先在矿井内安装该设备，对矿井内空气情况进行实时监测。具体监测内容包括：有毒气体的浓度，该因素直接关系到矿井中矿工的生命安全；风量、风压，根据这2个因素可以得知矿井中需要的通风强度；包括温度，需要将矿井内温度调整到适宜矿工工作的温度。温度过高或者过低都会对矿工的人身安全造成威胁。该设备还具备多点定位的功能，能够同时实现对多个矿点的监控和数据收集与传送，有利于管理人员进行全方位的实时监控，有利于整体的资源调度和管理。更方便整个施工单位的总体生产管理。有利于管理层在充分了解具体情况的基础上做出更加科学、合理的决策。

2.2 通风系统的设计

通风系统直接关系到矿井内的通风情况。能够通过发送器将该系统的通风情况发送给相关设备，同时能够接收计算机中心给出的指令。在接收指令后，将指令输送到风量调节单元，通过调节单元能够改变风速，实现矿井内通风情况的变化。这一设计能够实现短时间内迅速对计算机指令做出反应，能够有效实现自动化控制通风。还可以借鉴其他国家的优秀经验。根据自身情况做出调整，制定出适合我国煤矿事业发展的自动化通风方案[2]。

3 煤矿通风与自动化技术的应用

3.1 安全机制的实施

煤矿通风自动化的设置目的就是为了提高整个煤矿的安全系数。在自动化通风的整个系统中包括在矿井内部放置传感器，用来测定煤矿中有害气体等情况。将数据传达到中心计算机后由计算机根据提前设定好的安全划分标准来对这些数据进行判断。因此，安全等级标准的划分方法直接关系到对通风的调节，在整个安全系统中起着至关重要的作用。因此，需要制定出合理的安全等级划分方式。国家在该方面已经出台了相关规定，对矿井内有害气体含量等方面做出了具体的规定。煤矿单位可以直接参考国家的相关规定，也可以根据自身情况对这些规定做出一定的调整。但这些法律规定是相关规范的底线，煤矿企业的安全划分标准不能低于该规定。

3.2 井下环境的实时监测

要做好自动化控制需要对井下空气情况做到实时监测。需要了解井下空气中有害气体含量、风压等多方面的实时数据。然后通过传感器在第一时间将以上数据传送给中心计算机。做到实时监测能够掌握井下空气情况，能够尽快将信息传递给控制部分。中心计算机经测定后将通风调节指令发送给通风设备，即时调节井下空气情况，有利于快速做出反应，提高迅速反应的能力，一旦发现危险，能够尽快处理，减少人员伤亡。另外，该系统能方便相关工作人员随时了解井下情况，方便进行管理[3]。

4 结语

煤矿通风系统的设置关系到煤矿工人的人身安全，也关系到煤矿企业的整体效益。企业应该通过加强管理以及安全系统的建设来提升煤矿的安全系数。需要建立合理、科学的管理体系，加强对安全问题的认识程度。利用先进的科学技术来增强煤矿的安全保障。通过使用自动化通风系统来精确掌握矿井内空气的实时情况，及时处理危险因素，针对具体情况做出调整。通过新技术的应用来加强煤矿企业建设，实现更好的发展。