摘要：煤炭通风系统对煤炭生产的安全非常重要，在煤矿生产中，通风系统会将有害气体排出，注入新鲜的空气，从而使煤矿生产具有安全的环境。传统的通风系统需要人工进行维护，既浪费人力，也不能保证系统的有效运行。而通风系统应用自动化技术，既能自动管理通风系统，又能对系统的状况进行实时监控、自我维护，保证通风系统的安全性，而且节约成本，提高管理效率。因此，探讨自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用非常有必要。
关键词：煤矿通风系统；自动化；控制技术；应用
1导言
煤矿通风系统中自动化控制系统应用实现了煤矿排风指令集中性控制，传感器使排风信息传导速率提高，排风程序运作质量提升，排风安全性提高。因此，自动化控制技术是促进现代煤矿排风系统优化的有效措施，引导现代煤矿系统技术全方位升级。
2煤矿通风系统的重要性
2.1保障作业人员的安全
煤炭是我国重要的能源之一，随着经济的不断发展，煤炭的开采量也在不断增加，然而我国的煤炭开采所投入的人工成本相对比较高，煤矿事故也频繁发生。对此，我国非常重视，并且针对煤矿的安全问题，专门出台了有关的规范措施。而引发煤矿安全问题的重要因素之一就是通风问题，要想使煤矿安全问题得到保障，就要保证煤矿通风系统的有效性。由于煤矿生产过程中，所处的地理环境非常特殊，因此对通风系统的设计要求也就相应提高。随着煤矿开采深度的增加，空气质量会越来越差，有毒气体的体积也会相应扩大。尤其在矿井深处，有害气体的浓度会更大，氧气的含量会更少，使矿井中作业人员的健康和安全受到了严重的威胁。所以，通风系统的设计就显得尤为重要。高效的煤矿通风系统能够保障煤矿开采工作的顺利完成。同时，保证了开采人员的健康与安全。科学合理的通风系统，能够将新鲜的空气通过通风机不断输送到矿井深处，降低矿井内有害气体的含量，并将矿井内的热量与水蒸气排出，改善了矿井内的环境，保证了矿井作业人员的人身安全。
2.2降低瓦斯事故的发生
煤矿安全事故给矿井作业人员的人身安全造成了极大的威胁，也给煤矿造成了巨大的经济损失。瓦斯爆炸在煤矿安全事故中影响力最大、发生几率最高、破坏性最强。国家对煤矿瓦斯爆炸事故非常重视，出台了一系列的有关政策，降低瓦斯爆炸事故的发生。根据有关标准规定，矿井下空气中O2与CO2的含量浓度必须控制在一定范围内，在此基础上，要有效利用通风系统，使矿井下空气质量得到提高，降低矿井下有害气体的含量，这是有效降低瓦斯事故发生的主要途径。科学合理的通风系统能够使矿井下的卫生条件得以改善，并且提高矿井下的空气质量，还能有效调节矿井深处的温度、湿度等，有利于提高矿井下作业的安全性，有效防止瓦斯爆炸事故发生的同时，保证了煤矿开采工作的顺利开展。
3自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用
3.1自动化程序集中化性控制
图1为煤矿通风系统技术应用图，从图中结构分析来看，自动化控制控制中心主要分为监控系统和控制系统两大主要命令中心，下面分别设有风压传感器、风量传感器、有毒气体浓度传感器、温度传感器、其他传感器、风量调节单元和其他控制单元。自动化控制中心比人工集中性控制计划更为详细，自动化控制程序各个部分分别执行不同操作SQL命令，通风系统命令操作能力大大提升。自动化控制系统采用数字化命令语句对各部分程序实行控制，能够确保煤矿通风处理同步实行，而人工通风技术必须依靠人工操作单一性完成，相比之下，煤矿自动化系统的通风效果更好、通风实践应用时间较短。例如，某煤矿对自动化控制技术和人工通风技术开展日常记录对比发现：传统人工技术煤矿排风集中性排风5min，温度检测、调节10min，有毒气体净化1min，粉尘、烟雾过滤处理2min，人工煤矿通风周期循环用时18min；而自动化控制系统排风系统命令集中性输入1min，各部分命令同步传输2min，集中化处理3min，共计用时6min。
图1煤矿通风系统集中化控制图
3.2传感器系统信息传导
依据图1中对集中性排风系统结构图分析可知，自动化控制技术命令结构为“总-分”式，除了第一节中所提到的集中化控制部分，各个部分传感器信息传导是确保排风系统执行的主要保障。现代煤矿通风系统中应用的传感器分为显性传感器和隐性传感器两种。一方面，显性传感器是指检测系统中风压传感器、风量传感器、有毒气体浓度传感器、温度传感器、其他传感器部分，主要为煤矿排风系统后期排风处理提供各部分监控具体信息。例如：风压传感器检测煤矿室内环境气压、风量。温度传感器检测室内温度，依据煤矿室内温度，辅助后期排风调节。另一方面，隐性传感器具有系统辅助作用，指监控系统中的风量调节单元、其他控制单元部分，这里传感器是单元程序控制的一部分，按照单元控制命令进行排风控制。例如：风量调节单元与排风系统外部扇叶相关联，当外部扇叶做功时，风量控制单元负责煤矿环境气体交换，控制单元的电机做功，带动扇叶周期性旋转，确保自动化控制系统做功空气传输。传感器系统信息部分是自动化控制系统中独有部分。人工排风控制技术主要依靠人工进行排风操作，各个部分信息检测无法达到“命令式”传导，煤矿排风系统做功的操作部分较多，系统排风所要浪费的时间也较多，而传感器系统程序同步性引导，每一部分都对应不同的程序命令同时做功，正如多个“操作人员”同时操作，一对多地对煤矿通风系统做功对比，成果自然也就明了了。
3.3排风程序通风运行
集中化命令控制中心下的排风程序是煤矿通风系统工作的核心部分。一方面，系统集中化控制程序在各个传感器信息传输后，排风扇叶在发动机带动下，周期性频率运作，排风系统将室内污染气体吸入到排风筒内,再应用扇叶传输渠道，将外部空气传送到室内，完成煤矿室内排风系统的周期性传送。另一方面，自动化控制程序按照程序各部分输送命令，形成命令系统的变频做功装置，当系统程序开始执行，排风程序各个部分的信息分布式传导，排风系统有针对性进行气体处理，实现各部分程序同步工作。为了进一步验证自动化控制技术的煤矿通风优势，设定煤矿通风实验环境。A、B两种通风系统对统一煤矿生产环境进行通风对比，A为传统人工通风技术，B为自动化控制技术，两种通风实验时间分别为30min，分别进行实验成果检验。A技术排风程序后，室内空气氧气含量为70%，适宜少量人群集中性活动，有毒气体含量10%、烟雾10%、粉尘9%、其他物质1%。B技术按照程序命令实行煤矿排风，室内空气氧气含量为85%，适宜一部分人群集中性活动，有毒气体含量3%、烟雾6%、粉尘5%、其他物质1%。结合以上实验数据对比可知，自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用能够快速高效地进行煤矿环境通风，同时具有针对性的排风程序可实现内部空气最大限度净化，与传统人工通风技术相比，自动化技术环境处理中烟雾、粉尘、有毒气体的排放量都有明显数据变化，是自动化控制系统排风程序发挥作用的直接表现。
4结语
在煤矿通风系统中应用自动化控制技术，是时代发展的必然趋势。只有适应社会的需求与时代的发展，运用先进的科学技术，才能保证煤矿井下开采工作安全稳定地运行，促进我国煤炭生产工作的顺利开展。
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论文作者:骆益
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/14
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