摘要：通风系统在煤矿大生产系统中占有重要地位，主要为地下生产空间提供新鲜空气流量，有效解决地下灾害，如瓦斯爆炸堆积和高温热破坏等。然而，随着煤矿生产系统延伸，通风系统线路趋于复杂，通过风阻增大，气流分布不合理，污染循环等。因此，有必要加强对通风系统运行的监控，以保证通风系统的安全。
关键词：煤矿；智能通风系统；设计
前言
随着十九大的成功召开，中国已经顺利进入社会主义建设的新时期。虽然中国已经进入社会主义建设的新时期，但是煤矿产业在中国仍然处于高速发展阶段。就目前的形势来看，中国的科技得到了飞速发展，煤矿技术也在不断进步与更新。虽然中国的煤矿技术在科技的带动下得到了高速发展，但是一系列煤矿事故仍然频繁发生。面对一系列煤矿事故的频繁发生，比如瓦斯事故等，相关负责人只有设置好矿井通风系统，才能减少事故的发生。
1煤矿通风系统优化相关理论
1.1转变煤矿通风方法
在当前煤矿矿井中，比较常见的通风方法主要包括压入式通风、抽出式通风以及抽压混合式通风。通常情况下，煤矿中所选择抽出式通风方式，然而如果矿区内煤层较容易出现自燃情况，或者煤层深度比较小，则需要选择压入式通风方式。在选择抽压混合通风方法情况下，通常所需通风设备比较多，并且这种通风方式也会导致通风管理复杂性有所增加，因而在煤矿通风系统中这种通风方式应用比较少。
1.2转变煤矿通风方式
在煤矿通风系统中，为能够对合理通风方式进行选择，应当对以下几个方面条件进行考虑：煤层自然倾向、井田面积以及煤矿内部瓦斯程度与矿井实际地形条件，并且还应当与技术、经济及安全要求等相关因素相结合进行分析。若井田面积比较小，则选择中央并列式通风方式，然而这种通风方式也存在一定缺陷，主要就是阻力比较大，通风线路比较长，并且容易出现漏风情况，煤矿内部风压变化比较大。若井田面积比较大，则选择中央边界式通风方式或者对角式通风方式。若矿区内煤层比较深，且瓦斯量较大，则选择混合式通风方式。
1.3矿井通风量的合理分配
对于煤矿通风而言，其十分重要的一个目的就是对矿井下所存在有害气体及粉尘进行稀释或者将其排出，因而应当对矿区内各个地点通风量进行准确计算，在此基础上依据不同地点具体需风量，对风量进行合理分配，在此基础上可使矿井内部各项生产工作得以正常开展。然而应当注意，在煤矿开采工作不断实施情况下，矿井需风量也会不断增加，在这种情况下可选择将主风机更换方式，在此基础上使矿井可持续生产得以较好实现。
2现代矿井智能通风系统的重要性
所谓“智能通风系统”，即主要由科学技术驱动的一套现代新型矿井智能通风系统。智能通风系统有别于传统矿井通风系统。智能通风系统可以自动感知瓦斯浓度，智能调节矿井通风的风速，具有智能通风、抽排瓦斯以及报警的功能。现代智能通风系统与传统矿井通风系统相比较，有许许多多的优点。现代智能通风系统运作方式是全自动的，这种运作方式十分节省人力，从而有利于工作效率的提高。最重要的是，智能通风系统可以减少瓦斯事故的发生，从而降低煤矿事故的发生率，保障人身财产安全。现代矿井智能通风系统之所以受到人们的青睐，与它自身的优点有着紧密的关系。随着智能通风系统的优点逐渐被人们接受与喜爱，它在现代矿井中被应用得越来越广泛，在现代矿井的通风系统中所发挥的作用也越来越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然中国已经进入了社会主义新时期的建设阶段，但是中国的煤矿业仍然处于高速发展阶段，尤其是从2012年—2017年以来，发展十分迅速。随着煤矿事业的高速发展，煤矿事故也层出不穷。比如，2012年吉林市吉煤集团有限责任公司在一年之内就发生了两次瓦斯事故，造成了大量的人员伤亡以及巨大的资金损失。此外，2013年山西省阳泉煤业集团也发生了一次较大的瓦斯事故，同样造成了多数人员伤亡以及巨大的资金损失。除了以上省份以外，贵州省、四川省等省份也相继发生了多次煤矿事故，不仅造成了人员伤亡，给煤矿公司造成了巨大的损失，还给国家造成了巨大的损失，导致国民经济大幅度下跌。从以上这些事例中我们看到了煤矿事故的可怕性。当前，最重要的工作就是做好煤矿通风系统的设置，设置好现代煤矿智能通风系统是遏制煤矿事故的一条行之有效的新途径。从现实情况来看，现代矿井智能通风系统对减少煤矿事故具有重要的作用。
3 PLC通风系统工作原理及其优越性
在使用PLC控制技术以前，多采用继电器控制井下通风设备，即通过并联或串联的方式将设备联结在一起，进而对其进行控制。但存在明显不足，主要表现在两个方面：①以继电器控制为主的通风系统，需要使用大量连线将井下通风设备串联或并联在一起，从而导致线路复杂、接触点繁多、线路稳定性较差；②继电器控制系统一旦形成，改变或调试较困难，不利于通风系统优化。PLC控制系统在通风系统中的应用将弥补上述不足，它主要由数据采集/AD转换、数据分析与处理、调控执行3大模块组成。其主要工作原理：①通过传感器收集巷道中风压、风速、瓦斯浓度、风机状态等基本数据，经过EM235模块编辑、AD系统数值转换、PLC存储过程后，最终输送至下位机处理器；②数据信息通过RS485接口传送到上位机内置Fameview软件，通过控制计算对井巷状态进行动态响应，将响应结果发送到下位机处理器；③调控执行模块根据动态响应结果，通过PLC发出命令，对矿井通风机、通风构筑物等运行调节，保障正常通风。
4基于现场总线技术的智能通风系统
根据上述PLC通风网络系统现状与不足，提出一套基于总线技术的通风网络设计方案。该通风系统有数据采集、操作执行、险情报警、冗余设计4个独立模块，通过以太网数据传输、CAN总线调控。其主要工作原理：①收集井下设备运转、作业环境相关的数据，发送至现场监控计算机，进而递到远程监控计算机；②远程监控计算器智能分析井下设备、环境状况，做出合理决策，通过以太网将决策命令传递至现场监控机器；③现场计算机将决策发送至下位各CAN节点，各CAN节点分析处理决策命令，做出合理决策以控制设备运行状况，并监测设备运行状态。相对比传统PLC通风监控系统，其具有以下情况进行考察。试验开始前，AB相线电压为6.26kV，BC相线电压为6.20kV，CA相线电压为6.23kV。切换装置发出合630母联命令开始，计时起始值为0，检测AB相线电压为6.27kV，BC相线电压为6.21kV，CA相线电压为6.24kV。母联630开关合闸完成后，计时结束，为39ms，此时AB相线电压U为5.79kV，BC相线电压U为5.75kV，CA相线电压U为5.77kV。整个电源切换用时39ms，电压下降约7%，没有到达井下电压欠压保护启动定值，井下和地面的电动机、运输机等大型设备没有停机等异常状况。
5结论
（1）分析PLC控制系统工作原理与不足，在矿井延伸过程中，主要表现为数据采集不足、分析失准，系统响应缓慢、无法联动，无法快速调节。
（2）提出一种基于总线技术的通风网络系统，包含数据采集、操作执行、险情报警、冗余设计4个独立模块，该系统具有可靠性高、快速反应、实时监测的特点。
参考文献
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论文作者:孔捷1,李亚宁2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
标签：矿井论文; 通风系统论文; 煤矿论文; 智能论文; 瓦斯论文; 电压论文; 方式论文; 《基层建设》2019年第4期论文;