＊贾小婷

（霍州煤电集团李雅庄煤矿有限公司 山西 031400）

1.通风系统现状

霍州煤电集团某矿通风形式采用两翼对角式，机械抽出式通风形式，那么则需要在回风井位置设置两台防爆对旋式轴流风机，其动力是由YBF型电机提供，该电机可以提供改变风机的叶片角度进而来调整风量，这样可以有效地满足通风需要。将回采工作面位置的通风形式设置为U型。对于掘进工作面的通风形式而言，可以选用独立局部通风，其他几个方面的通过可以选用全负压通风。当前，对于整个井下通风而言，主要借助人员进行控制，因此导致出现风量不均匀的形式，最终对系统的稳定性产生影响，与此同时不能实现远程调风的功能，因此在紧急的情况下，不能迅速的采取有效地措施。由此可以看出，为了能够有效地提高通风安全监测系统的有效性，需要对各个环节的用风量进行合理分配，从而可以实现智能化控制风量。

2.通风监测系统运行参数

(1)振动参数信号监测

当通风机在运行的过程中，转子将出现一定的振动，间接地反应到轴承座，同时振动将会导致设备出现发热，最终导致设备出现磨损，从而降低使用时间。可是经过探究发现并不能直接对轴承座的运行情况进行监测，往往借助轴承和轴承座之间的关系，通过测定轴承座的振动情况来判断轴承的状态，一般在通风机前后可以设置两个传感器，这样可以有效地监督轴承座的振动情况，进而可以获得振动参数。

(2)温度参数信号监测

假如通风机内部出现不同程度的磨损，那么将引发电机轴的温度过高，那么电机轴在高负荷运作下，导致轴承的温度逐渐升高，假如超过了轴承的承受能力后，将导致电机烧毁。同时也会导致基础零件出现磨损，诱发一定的安全问题。因此可以依据温度传感器的类型进行选择传感器。在检测温度时，铂测量精确度准确，并且性能相对稳定，因此电机轴温度的检测选用铂热电阻。假如电机轴温度高于设定之后，那么传感器会将信号反馈给控制单元，控制单元将传输给电机停止工作的指令，并且报警。从而可以有效地防止烧毁电机。

(3)风量参数信号监测

在通风检测系统中，风量参数检测显得非常重要。当风处于不均匀的运动状态下，因此需要在同一个横截面位置设置多个测量点，这样将会导致增加不必要的工作。同时精确度也不高。当处于外界环境下，往往会对流场产生一定的干扰，对测量精度产生影响。由此可以看出，为了保证流场的均匀性，必须选用分体式组合动压管，从而可以有效地检测通风机的流量以及压力，这样可以有效地优化井下作业的安全性。

(4)压力参数信号监测

当通风机工作的过程中，必须对通风道中的静压力以及全压力进行实践检测，通常可以选用钻孔取压的形式。同时可以在通风机的入口位置设置相应的压力传感器，这样能够实现对压力的实时监测，同时可以将压力物理数值转化成为电信号。

(5)风机启停信号监测

监测通风机启停信号，通常监测井下各类交流电机设备的工作状态，同时可以把监测信息传输给PLC控制单元，以及可以借助感应侧来测量电缆周围是否存在磁场，从而可以推测出电缆中是否通过电流。

3.通风监测系统结构设计

(1)硬件设计

在对通风系统进行优化设计时，必须依据工作需要设计硬件单元。通常该硬件单元包括如下三个部分：第一，上位机监测管理层；第二，网络通信层；第三，现场监测层。图1表示相应的总体结构图。可以把传感器设置在合适的位置，这时现场监测层可以对通风机进行监测，从而可以获得相应的数据，与此同时将参数传输给PLC控制单元，这时控制单元对数据进行处理，接着系统将会经过计算得到相应的通风方案。这时网络通风层将信息传输给上位机，从而工作人员可对井下通风情况进行监测。在井下工况环境比较复杂，为了能够有效地降低对信号传输的干扰，可以选用RS458通信模块进行差分传输。而上位机选用工业控制计算机，这时可以把井下传输信息显示在终端，从而便于工作人员监测与控制。

图1 系统硬件设计图

(2)软件设计

本系统选用S7-300进行编程，该系统包含多个检测系统软件子单元，这样能够有效地便于后续增加功能，图2表示对应的软件设计的主程序流程。在启动程序时需要对整个程序进行初始化处理，当子程序采集到信息后，才可以使得通风机工作。同时需要对通风系统的状态进行监测，以及将传感器的信号传输给PLC，经过对风量的计算后，输出最佳的通风控制信号，这是通过调用控制子程序，进而可以给电机设备发出指令，并作出相应的动作，进而可以对风机的状态进行监测，以及判断风机是否运行合理。系统将监测到的数据在PLC内部与设定值进行比较，当超过设定值时那么系统将会报警，同时对各个设备的运行情况进行判断。假如出现问题，那么工作人员可以在显示终端进行观察，及时对设备进行维护，从而可以有效地提高设备运行的有效性以及避免不必要的安全问题。

图2 主程序流程图

4.实际应用

将该设计的系统应用到工程中发现，该系统设置了两台防爆抽出式对旋轴流通风机，与此同时通风机可以设置两台电机，一台使用，另一台备用。对通风机监测而言，主要涉及如下几方面的参数：第一，风压；第二，风速；第三，功率；第四，流量；第五，电机等。在显示终端可以观察同一个时间内每一个监测量的对应实时曲线关系，以及观察该时间内风机实时运动的状态。同时工作人员可以通过历史数据对某一个时间内的参数进行查看。通过报警信息报文可以了解到系统的故障信息，从而可以更好地开展维护，找到经常出现的问题，进而可以有效地提高系统的整体稳定性。

5.结论

总而言之，为能够有效地解决煤矿通风安全监测系统的问题，分析了通风安全监测系统应监测的主要参数，构建了一个监测网络包括如下几个三个部分：现场监测层、网络通信层、上位机监测管理层。主控单元选用PLC控制，经过对数据进行处理，从而可以有效地改善井下通风情况。同时该系统参用模块化进行管理，不仅可以有效地提高系统的高效运行，而且可以便与后续程序增加新的功能，从而可以提高井下作业的安全性。经过工程实践发现，该系统可以有效地提高井下通风效率，并且运行稳定，因此具有较大的应用价值。