摘要：改革开放后，我国各项科学技术都有了飞速的发展，很多的先进科学技术都运用在了煤矿开采和生产的过程中来，使煤矿的开采质量和效率都有所提高，安全问题也进一步改善。我国是煤矿能源的消耗大国，同样对煤矿的开采生产需求极大，因此我国重视煤矿开采的安全问题。煤矿的开采过程中对于通风系统的应用会对煤矿安全开采有着重大影响。本文阐述了煤矿通风系统的重要性和通风应用自动化控制系统的必要性，介绍了煤矿控制通风系统组成结构原理。
关键词：节能环保 煤矿通风 自动控制
引言
煤矿通风系统的自动控制化系统作为提高煤矿安全生产的重要方法，越来越引起人们的关注。近年来煤矿开采中的瓦斯爆炸给工人们造成沉重的代价，经过科技人员的研究，为了提高煤矿开采的安全性，发现煤矿开采的安全性和通风系统有着密切的关系，煤矿的通风系统自动控制能很好改善安全问题。因此本文浅谈节能环保型的煤矿通风系统的自动控制在煤矿开采中的应用。
1.煤矿开采和生产过程中通风系统的重要作用
我国人口众多，作为能源消耗大国，煤炭资源是我国的重要能源，对于我国国民经济的发展来说煤炭资源的开采生产对国民经济产生重要影响，因此煤炭的开采技术受到国家的重视，和社会的广泛关注。对于煤炭的开采要严格执行安全开采的规范要求，保证煤矿开采安全生产积极落实。
在煤矿安全生产的安全管理系统中，通风系统的自动化控制设计对煤矿安全生产有着重大影响，为了保证开采的安全进行，通风系统的使用是必不可少的。在开凿的矿井深处中通常有危害人体健康的一些气体，通过通风系统自动化控制可以向矿井内输送空气，这些空气不但能使矿井工人获得氧气，还能充分稀释井内有害气体，减低气体对人体的伤害。在通风系统中还设计出可以排出井内热量和水蒸气，为工人创造出一个良好的环境。
瓦斯爆炸通常是煤矿开采中常发生的事故，瓦斯爆炸会给矿井造成严重危害，危害人身安全，也造成巨大经济损失，设计节能环保的通风系统可以有效降低瓦斯发生的机率，能使矿井的抗灾抗震能力得到一个提高。对于瓦斯爆炸带来的 重大危害，国家针对此问题出台了相关政策，要求在矿井下的空气含量和空气质量都有达到标准，卫生环境状况也要改善，让矿井内的氧气含量增加，有害气体和矿尘得到稀释，与此同时还要注意矿井内的温度等因素。使用通风自动控制系统能有效改善上述要求，提高安全性，保证煤矿开采工作顺利展开。
2.煤矿通风系统中自动化控制技术的应用
煤矿通风系统能保障矿井内开采的安全，工作环境良好的一个重要系统，近年来随着自动化控制技术的飞速发展，使得煤矿通风系统的技术又进一步提高，自动化的程度降低了工作人员的工作强度，解放了多余的劳动力，提高了工作效率和精确率，不仅节省了人力物力。还让该系统的熟练运作得到了明显提升，自动化控制技术在煤矿通风系统的运用主要体现在如下几方面：
2.1传感器系统的设计
通风系统的信号发生器首先要有考虑装置问题，煤矿通风自动化控制系统需要完成对不同的信号传导进行接受，传达的指令包括对数据进行监控，而数据的传输分为时分制和频分制，频分制是按照不同的频率将各路的信号发送和接受。时分制是按照不同的时序把各路信后进行以此传递。这两种方式比较而言，频分制的形式发生的各种故障少，电路简单，常选用此方式来传输电路信号。在频分制的方式中，用定型的载频器来发送信号接受频率，通过500V以下的动力线来传导信号。
2.2通风系统的设计
通风系统的设计根据改变风门或者是百叶窗的角度来实现对风力的调节和控制，通常通过发送器将风门或叶片的状态信号传送到地面上的控制室里，控制室只需根据发出的信号来转动风门或风叶，还有另一种方法是对通风机的电机转速做出变化，设置变频装置，就能对通风机的转动频率做出改变，此外井内的通风机自动化的控制可定时控制风叶形状，并在装置的基础上增加爆破设备，加设爆破开关，在爆破后实现自动化通风，虽然当前此技术并不成熟，但也不失为一个新思路。
2.3自动化控制技术的本质
自动化控制技术结合了通信网络技术和计算机技术，会运用检测和管理系统中的原件和设备进行控制。这些原件及设备通过通信接口和计算机连接起来，实现自动化的控制，其中无线传感器的应用是自动化控制系统中应用最广泛的一种。
在对定位矿井下员工的位置时，要获得相应得数据信息，首先要根据定位目标得移动作为基础，然后建立目标动态得移动图，用当下得GPS定位系统来说，还不能够对矿井下工人的位置进行准确的定位追踪，因此，常常通过无线传感器来实现这一目的。无线传感器的数据排列和查询的功能能够及时反馈出人员信息，并能监控矿井工作人员的移动线路和矿井下的各项活动，这样的功能能便于监测管理和控制，确保不会发生安全事故隐患的存在。无线传感器中还有许多的定位网存在，这样就让分布方式得到均衡的排布，改变了单水平轴线网络的排布方式，更进一步满足了地下复杂多变的地质条件。经过多水平跨层的网络排布会使系统的监测和控制得到更好的提高。高精确的算法也是自动化控制系统中的重要一环，这个算法不需要信号源的传递就可以实现计算，让运行的速率加快，还能防止信号的干扰。高精确的定位系统算法针对盲区范围，定位精度的算法，让计算日渐完善，使自动化控制应用的领域更加广泛。
2.4通风系统控制方案的设计
控制系统结构示意图如图1.首先，该系统控制的要求和通风特性曲线以及井内瓦斯浓度，风机的压力，矿井的温度等进行实时的控制监测。选择研究瓦斯浓度变频调速的控制基础上，用以三菱系列的FX-PLC的GX编程软件完成整个系统自动控制系统设计。根据具体的矿井通风系统功能的要求，结合变频技术、三菱系列的技术综合利用，对矿井通风瓦斯排出的控制系统进行自动控制。另外对煤矿通风系统来说，风量调节的设计也是该系统的核心内容，采用变频装置对风机电机的转动速度来调整风量，再利用百叶窗的角度让风量得到调节，还有一种方法用定时控制来控制矿井下的通风机，用爆破开关控制系统的自动通风。另外需要注意的使矿井下的温度、湿度等因素的监测，这也是矿井工作中不可缺少的外在因素。
图1 控制系统结构示意图
2.5自动化控制系统的应用原理
煤矿通风自动化控制系统对矿井里的信号进行随时随地的接收，同时又要对系统中的元件发送传导信号，进行全方位的数据监测，利用分频、分制实现多通道数据传输。由于频分制的电路较为简单化，应用范围广，所以安全性能相对较高。对矿井内的环境状况了解清楚，对矿井中的温度、空气、湿度、气压、有毒气体含量等这些因素都可以通过传感器来完成，再利用红外线光谱的吸收和光谱比较对井内二氧化碳浓度的测定，只有再准确测定评估这些环境状况后才能对通风系统准确定位，正确引导发挥它的积极意义，保证整个煤矿开采过程顺利展开，保障煤矿开采生产的安全性。
3结语
在多年研究的成果上，我国在煤矿通风系统中的自动化控制取得了一定的定展，但与发达国家相比较而言，还是有显著差异的。煤矿通风系统自动化控制是煤矿安全开采的重要保障，它能有效规避因瓦斯爆炸带来的危险，因此我们更要了解并清楚通风系统的构成及原理，大力开发通风系统自动化控制并不断完善。
近三年的参考文献：
[1].马德鸿.自动化控制技术在煤矿通风领域的应用[j].科学与财富，2011（5）：420-421
[2].刘桂兰.节能环保型煤矿通风系统的自动控制[j].机电工程技术，2019
论文作者:张昊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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