褚振华

摘  要：煤炭通风系统在一定程度上保障了煤矿生产的安全性，为了能够进一步提升煤矿通风系统应用效率，提升煤炭企业安全生产水平，在煤炭通风系统中引入自动化控制技术，使其不仅能够确保矿井的安全性，同时还能够减轻煤矿工作人员的负担，降低经济成本的支出。再者，还能够有效提升煤矿企业的生产效率，加强各项生产和管理，提升通风系统地使用性能，加强通风系统的自动化建设，改善井内空气质量，控制煤矿安全生产方式，以此能够有效提升煤矿企业生产效率，促进企业经济建设和发展。

关键词：自动化控制技术;煤矿通风系统;研究

煤矿通风工作在一定程度上能够有效提升煤矿生产的安全性，同时还能够及时将煤矿生产中产生的有毒物质排出，吸收更多的新鲜空气，使得矿井中的气体能够达标。而且传统通风系统的工作效率比较低，在实际运行过程中还需要人工维护才能夠确保通风系统安全运行。而应用自动化技术不仅能够对煤矿系统进行自动化控制，同时还能够有效提升煤矿企业生产的安全性和稳定性。

一、煤矿通风系统的重要性

在煤矿通风系统中应用自动化控制技术能够确保外界空气引入地下井内，同时还能够有效改善井下空气质量，降低有毒气体的浓度，避免因瓦斯过高所引发的爆炸问题。在煤矿生产作业中，“安全生产”永远是第一位，而通风系统则是煤矿企业生产的安全保障。在煤矿作业中，通风系统能够有效排除矿井内的毒气，并通过循环向矿井内注入新鲜空气，以此能够让矿井内的工作人员有良好的呼吸环境。随着科学技术的进步和发展，煤矿通风系统采用了自动化控制设备，以此能够有效降低人工成本的控制，同时还能够对通风系统的运行进行实时监控，使其能够有效提升煤矿企业的生产效率和运行效率。煤矿企业在实际发展中要紧跟时代发展的步伐，积极引进先进技术，以此能够有效提升煤矿通风系统的运行，确保煤矿产业能够安全生产。

目前我国煤炭资源的开采方式主要是机械开采，部分开采还需要人工操作。我国是一个人口大国，各项生产中都需要煤炭资源，从而导致煤炭资源的开采率也在不断地上升，在开采过程中隐藏着各项安全事故问题，其主要原因是由于内部通风条件比较差，随着煤矿开采深度逐渐递增，有毒有害气体和高温的产生地风险越来越大，在一定程度上严重影响采矿工作人员的人身安全。而良好的通风系统则是能够将矿井内的有毒气体、水蒸气以及热量及时排除，通过各项循环往内部注入新鲜空气，以此来给煤矿工作人员来营造一个良好的工作环境。再者，瓦斯爆炸也是大规模爆炸事故，能够造成很严重的人员伤亡，甚至还会造成矿井堵塞，给营救工作带来很大的难题。而通风系统能够将矿井内的瓦斯气体及时排除，同时还能够合理控制矿井中的二氧化碳和氧气的浓度，降低瓦斯爆炸发生的概率，这对于矿井安全来说有很大的作用。合理设计煤矿通风系统能够有效改善矿井内的空气质量，同时还能够有效调节矿井温湿度，以此能够有效防止出现瓦斯爆炸事件。

二、应用自动化控制技术的意义

在煤矿企业开采煤矿之前和正在进行作业时，将自动化控制技术应用通风系统中，能够有效提升煤矿作业的生存效率，能够实现人力资源最大化。但是以目前的状况来说，我国煤矿企业的很多自动化控制设备出现严重的老化、损坏，在一定程度影响通风系统的应用和安全性，在实际应用中无法精准记录故障因素的数据信息，甚至无法检测或控制通风系统的运行，从而降低了通风系统的安全性和有效性。

三、影响煤矿通风安全的因素

在煤矿作业中能够影响煤矿作业通风安全的因素可分为三部分：其一，自然因素。自然因素主要是指煤层地下的深层结构比较复杂，若是煤矿开采深度越深，那么就会受到环境因素的影响，有可能会发生瓦斯爆炸事件，并且还会发生一定的自然灾害事件;其二，人为因素[1]。在煤矿作业中有部分工作人员因自身素质能力比较低，缺乏一定的安全意识，甚至没有详细了解煤矿生产知识，在作业中存在违规行为或不规范作业的现象，从而引发了煤矿安全事故问题。其三，设备因素。部分煤矿企业为了能够快速进入生产状态，忽视了对设备的检查、维护以及维修等，就直接进入工作，导致设备老化，出现一定的安全问题或故障问题;部分煤矿企业并没有先进的防尘设备，无法对矿井下的煤尘进行有效处理，从而引发粉尘爆炸。再者，因矿井监控系统级别比较低，在一定程度上无法对矿井进行有效的勘测和检测，而且各项数据信息也缺乏一定的精准性和有效性，这些因素都会影响煤矿通风系统的应用和处理。

四、煤矿通风自动化控制系统功能的概述

（一）系统构成

在煤矿作业中设置有效地监测装置，使其能够对煤矿环境、温度以及风度进行全面的检测，当数据信息传输之后还能够对其进行有效地分析和整理，发现隐藏的安全隐患，并对其进行有效地处理。通风自动控制系统主要有总控中心、通风系统和传输系统三部分，总控中心是在计算机体系下完成对数据信息的整理和收集;通风系统则是利用百叶窗、风门或通风电机等装置来控制风量和环境温度;传输系统则是承担信息收发和实时监测，其看似简单，但却是非常重要的，若是传输信息不及时或传输错误信息，那么将会影响后续操作，所以三者必须协调统一，缺一不可。

（二）主要功能

其一，控制功能，若是对其进行详细划分，包括现场手动、半自动化和自动控制三种，手工控制的对象是外部硬件装置，启动、停止或暂停风机，不需要分站控制器介入;半手工操作是在人工现场对主分站实行远程操控;自动化控制就是根据事实收集风机运行数据的基础上，为满足矿井通风需求，对风机进行自主性启动、停止和暂停操作等。其二，“三遥”功能，其中包括远程测量风机风速风量、电机速度、环境温度以及瓦斯浓度等，同时还能够采集风机、电机开关、风门等状态量，并对其进行远程操控[2]。其三，显示数据功能，能够根据实时显示检测数据信息对其进行数据信息的收集和整理。其四，记忆故障功能，能够自动记录系统中出现故障的时间和异常数据信息的功能。其五，报警功能，在实际应用中能够有效检测实际数据信息，同时还能够监测预设极限值以外的数据信息，无论距离多远都能够自动收集信息并进行预警，再者，还有打印和查询的功能。

五、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

（一）监测、收集和整合数据信息

在煤矿通风系统中应用自动化技术，需要大量的数据信息作为支持，同时还要确保数据信息的有效性。所以，要加强对数据信息监测设备的管理，通过数据信息对其进行全方位的技术处理，以此能够有效提升通风系统的执行处理能力。在实际应用中能够根据监测数据信息作出有效地调控处理，同时还能够将数据信息依附于传感器元件当中，以此来加强矿井内各个区域之间的数据信息，以此能够连城一个整体。在实际运行中对数据信息的处理也要控制到位，监测目的要有一定的针对性和精准性，在数据信息采集过程中要重点实时检测矿井内的空气质量和空气成分，同时还要对风压、风速以及矿井内的温度进行全面监测。在通风系统运行过程中要加强监测系统的及时性和有效性，在运行中若是遇到问题一定要及时反馈，并制定相应的解决方案，以此來确保整个通风系统能够正常运行[3]。

（二）对数据信息有效分析及时发现存在的安全隐患

在数据信息采集过程中能够将数据进行图形转换，以此能够更加清晰地看到数据中存在的问题。再通过数据信息对其进行有效对比，并针对发现的问题进行有效讨论，在煤矿生产中，若风速处于运行较低状态，那么矿井内的空气流动性就会逐渐变小，从而造成矿井下温度不断上升，从数据上升上来看，可以对矿井下的空气进行实时监测，若是温度超出合理控制范围内，那么就会对其进行及时预警并通知相关工作人员，同时还会采取相应的紧急措施。在该期间，工作人员可以根据设备的运转情况对通风系统问题进行推断，之后再做出相应的处理。

（三）传感器系统信息传导

煤炭通风自动化控制应用中能够根据每一个部分进行独立控制，以此来确保整个煤矿作业正常运行。所以，在部分传感器信息采集中，要确保通风系统能够高效稳定地运行。传感器主要是有两种：其一，显性传感器，风量能够通过传感器进行监测空气，同时还能够为通风系统的检测提供详细的数据信息;其二，隐性传感器，用于风量调节单元，能够为系统进行一定的辅助性工作，如调节风量过程中，传感器的信息传导与自动化技术进行结合。在以往的辅助过程中，都是通过人工方式进行通风调节，需要一个一个进行操作，在一定程度上消耗了大量的时间和能源，而且很容易造成数据误差或者传导错误的现象，严重影响运行水平。而应用自动化技术不仅能够增强传感信息的效果，同时还能够确保系统高效稳定地运行，以此来减少传递环节出现误差的概率，降低成本经济。

（四）中央控制系统的设计

主要是针对微型计算机技术的应用，在实际应用中需要进一步加强接口型号的匹配，同时还能够体现其拓展能力，在煤矿通风系统中能够对各项工作的设计提出更精准的设计内容。中央控制系统地控制在实际应用中控制效率更快，同时还能够对各项内容进行精准调控，有着很强的优势，能够更好地满足当前煤矿企业的建设需求和发展需求。再者，中央控制系统在实际运行过程中还能够实现对监测站的数据信息采集，同时还能够加强信息的对比度，以此能够对风量进行更好的调节。在中央控制系统中还增加了监控功能和报警功能，能够对监控数据信息进行合理应用，同时还能够加强数据信息的整体应用效果。在实际运用中若是发现异常现象，那么中央控制系统就会对各个环节发出下达指令，以此能够实现自我调控。

（五）变频技术

煤矿通风系统自动化技术应用中，变频技术在一定程度上打破了传统技术模式，同时还能够对电机转速进行有效更新，使其能够形成自动化技术。以往对电机速度调节都是通过电磁调速，在该过程汇总加大内部电流传递，使其在内部磁场中进行调节，这样的方法对能源的消耗相对来说比较大，而且容易造成电机运转功率浪费的现象。所以，应用变频技术能够有效将电流转换为不同的交流电，还可以通过直电流对其进行不同频率的直流分享，而且电机在实际转速过程中不会对频率变化产生影响，以此能够更好地实现节能。在调节过程中还会根据具体数据信息作出情况分类。再者，在自动化控制系统中应用变频技术能够使其更加精准，确保PLC技术所发出的指令具有实效性，在电动转速调节中，能够对风量进行精准定位。PLC技术是可编程逻辑控制器，在实际应用中能够用实现所需要的指令，例如，逻辑运算编辑和顺序控制等，它的核心内容就是以控制技术为主。随着经济快速增长，PLC技术也顺势发展起来，并取得了实质性进展，而且无论是在价格、形式还是控制功能都会有一定的变化，所以说在自动化技术中有着非常良好的应用[4]。

（六）查询和打印数据报表

在煤矿通风系统自动化技术处理过程中，能够根据不同使其的数据信息进行有效处理，还可以在主机上的各个时间和区域内进行信息调取。若是工作人员想要对出现的数据信息进行分析时，那么可以根据现有的实际数据信息对其进行查看和处理，并将所查询的报表信息进行打印处理，以此能够有效提升各项工作效率。

（七）建立故障应答体系

在煤矿通风系统中应用自动化控制技术进行工作，能够确保其他通风设备安全运行，同时还能够有着良好的通风效率。其操作原理主要是对中央控制中心所发出的指令进行开启通风指令或暂时关闭指令，确保在通风机在停止运行时能够及时开启备用通风机，以此能够减少人工错误行为，避免发生安全事故。再者，煤矿通风自动化控制系统中还有信息监控和信息命令。通风系统的多通道信号可分为频率子系统和时间系统，分频系统在实际应用中对信号有着很强的传输性和安全性，在一定程度上能够有效减少故障频率，而且因电路结构相对来说比较简单，在传输系统中载波频率设备能够接受或传输信号，并且还能够通过专门的线路信号进行传输，并对组建信息进行有效的信号检测[5]。

六、加强并重视自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

（一）加大资金投资力度

煤矿企业在实际发展中不仅要重视自动化控制技术的应用，同时还要加大资金的投入和使用，要积极引进先进技术和自动化控制设备，加强煤矿自动化控制技术的探索和应用，以此能够不断创新发展。在实际发展中还要积极转变发展观念，要跟上时代发展的步伐，不断创新自动化控制技术，使其能够确保煤矿通风系统的有效性，提升煤矿企业的工作效率。

（二）及时转变发展观念

随着科学技术的进步和发展，煤矿企业在实际发展中要重视自动化控制技术，同时还要加强管理制度，改变以往的人工方式，积极引进先进设备，以此能够有效提升通风系统运行的稳定性，同时还能够确保采矿作业能够顺利进行。

（三）加强人才培养技术和培训工作

煤矿通风系统中的自动化控制技术对专业技术能力的要求比较高，但是由于煤矿生产环境相对来说比较恶劣，条件也比较艰难，很多高校大学生并不愿意从事煤矿行业的工作，使得专业人才不断的流逝，从而导致煤矿技术更新较慢。所以，煤矿企业在实际发展中要加强专业技术人才的引进，提升专业技术人才的薪资待遇，以此能够吸引更多专业技术性人才，更好的提升煤炭通风系统自动化控制技术的应用能力。再者，还要加强企業内部职工的培训工作，时刻秉承着“安全第一”的原则，对相关技术人员进行有效的培训，同时还要进一步落实奖惩制度和培训考核内容，以此能够有效提升职工工作的积极性，在企业内部还能够培养出更多专业技术型应用人才。

综上所述：

在煤矿企业生产过程中，煤矿企业安全性问题是非常重要的，同时也是最关键的问题，使其不仅能够有效提升煤矿企业的经济效益，同时还能够确保安全生产，确保工作人员的生命健康。自动化控制技术在煤矿通风系统中有着很好地应用效率和管理效率，不仅能够节省煤矿企业管理成本经济，同时还能够有效提升矿井作业的安全性，而且这也是时代发展的必然趋势，借助先进的科学技术，不断发展不断创新，以此来确保煤矿企业的开采工作能够顺利进行。同时还要不断优化煤矿企业的排风系统，对其进行全面的升级，以此能够推动煤矿企业的发展，为煤矿开采工作提供有效的安全和保障，降低安全事故的发生几率，降低企业成本经济，确保煤矿企业安全生产，促进煤矿企业经济建设和发展。

参考文献

[1] 秦俊杰.煤矿通风系统中自动化控制技术的应用研究[J].石化技术，2020，27（05）：110-111.

[2] 赵嵛.自动化控制技术在煤矿通风系统维护中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（20）：177+179.

[3] 沈涛.煤矿通风系统中自动化控制技术的探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（11）：253+256.

[4] 侯冠强.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用研究[J].能源与节能，2018（02）：87-88+91.

[5] 尹金辉.自动化控制技术在煤矿通风中的合理应用研究[J].能源与节能，2017（11）：37-38.