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自动化控制技术在煤矿通风系统的作用
摘要：煤矿企业在工作过程中对环境的要求比较高，但危险性也比较高，所以一旦在煤矿生产中出现微小的隐患，极有可能导致重大安全事故发生，无论是对企业还是对员工的生命财产安全都会造成非常大的威胁，因此在煤矿企业中，安全问题始终是放在第一位的。伴随着科技的不断进步以及自动化控制技术的不断研究，煤矿企业的通风情况得到了很大程度的改善，这使煤矿企业的工作环境得到有效的改善，不仅为煤矿工作人员提供一个有安全保障的工作环境，同时自动化控制技术的应用也在很大程度上对传统的通风技术存在的一些缺陷进行了改进，有效地保证了煤矿作业的安全。
在煤矿企业中，良好的通风系统是企业生产安全的有效保证。煤矿生产过程中只有建立良好的通风系统，才能保证有害气体顺利排出和及时注入新鲜的空气，使煤矿生产环境始终处于安全中。但传统的通风系统中存在的缺陷大多需要人工维护，不仅造成了人力的浪费，同时整个通风系统都不能在最佳的运行条件下运行。现在解决这种现状的最佳途径是应用自动化控制技术。该技术的应用不仅能让整个通风系统实现自动化管理，也能保证随时对整个通风系统进行实时的监控，保证在运行过程中一旦发现问题能及时进行维护。这样不仅大大提高了通风系统的安全性，同时，对于节约成本、提高管理效率非常有帮助。所以研究自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用，能为煤矿安全作业提供有效保障。
1煤矿通风系统的作用
1.1保障作业人员的安全
目前我国的主要能源来源之一就是煤炭，而伴随着经济的不断发展，科技的不断进步，人们对于煤炭的需求量也在不断增加，促使煤炭的开采量也逐年呈现出上升趋势。由于我国煤炭开采技术的局限性，目前所投入的人力资源相对较大，所以在开采过程中发生的事故也比较多。在这一方面我国相关部委给予了足够重视，并且针对相关问题出台了相应的管理规章制度。然而导致煤矿出现突发事故的原因是多种多样的，而导致众多突发事故的原因中比较严峻的就是通风问题。要想使煤炭开采过程中安全问题得到基本的保障，首先需要确保煤矿通风系统良好有效地运行。由于在煤矿企业生产过程中，一般煤炭开采的地理位置是十分特殊的，所以说对配套的通风系统的要求也会比较高[1]。煤矿不断地开采，其深度也在不断地增加，而空气质量则越来越差，所产生的有毒气体也会越来越多。特别对于开采深度较深的.煤矿，矿井有害气体的浓度会更大，O2含量会更少，很容易出现工作人员中毒现象，严重威胁着工作人员的生命安全。良好的煤矿通风系统不仅可以保证工作人员的自身安全，也是开采工作顺利进行的前提保证。科学合理的煤矿通风系统可以保证不断有新鲜的空气输送到煤矿深处，既减少了有毒气体的含量，同时也可以将煤矿矿井深处的热量和水蒸气排出，有效地改善煤矿矿井中的环境，保障煤矿工作人员的安全。
1.2降低瓦斯事故的发生
无论是对员工的安全，还是对煤矿企业的经济利益，煤矿安全事故都是巨大的威胁，尤其是其中影响最大、发生概率最高、破坏性最大的瓦斯爆炸。针对煤矿瓦斯爆炸，我国给予了足够的重视，并且出台了相应的管理规章制度，降低了瓦斯爆炸的发生概率。其中防止煤矿瓦斯爆炸发生的有效途径就是保证良好的通风，提高煤矿矿井中空气质量，同时降低煤矿矿井中有害气体的含量，将O2和CO2的浓度控制在一定的范围内。通过科学合理使用煤矿通风系统，可以在很大程度上改善煤矿矿井的空气质量以及卫生条件，同时对于煤矿矿井中的温度、湿度等也能起到有效的调节作用。煤矿通风系统的有效使用，不仅可以提高煤矿矿井的安全、防止发生煤矿瓦斯爆炸，同时也可以提高煤矿开采的效率[2]。
2自动化控制系统及其在煤矿通风系统中的结构设计
2.1自动化控制系统的概念
目前我国的工业化进程发展十分迅速，所以对自动化控制技术的需求也越来越大。伴随着自动化控制技术的应用越来越广泛，在工业化发展进程中其影响力以及所发挥的作用也越来越大，在各个领域中都表现出了其独有的重要性以及良好的应用特点。自动化控制技术的众多核心构成部分中，最主要可以分成开环和闭环两个部分。闭环所指的就是通过传感器的使用可以将煤矿通风系统在运行过程中所控制的一些对象的状态进行实时检测，并将这些模拟信号转换成数字信息反馈给控制装置，控制装置将所得到的信息和标准化信息进行对比之后可以及时地找到问题所在，并且可以参照标准化信息对有缺陷的地方进行修改，做到随时监控、及时补救。而开环控制所指的就是利用多种控制系统对控制系统所发出的信号进行检测控制，应用到程序之中。自动化控制系统主要就是通过开环和闭环控制，做到电子技术利用程序控制，实现自动化控制。
2.2自动化控制系统原理
在煤矿的自动控制系统中，所采用的控制系统一般是分布式控制系统，主要是通过计算机对整个系统进行分散式控制。这种控制方式的优势就是控制分散，但仍可以进行集中管理。通常运用分布式控制系统的企业所采用的基础设备是利用网络的微处理器，如此可以有效地避免集中控制所造成的一些弊端。在整个控制过程中首先通过对煤矿通风系统的风量、静压、全压等信息进行测量、统计，然后将数据传送到总站之后进行数据分析，最终推算出安全系数，将最佳风量的控制数值转换成相应的指令，对各个分站进行控制，做到合理有效地将风量进行分配。在整个自动化控制系统中，核心部件就是中央处理器，通过分布式系统的使用可以有效进行各路系统的调控，同时也可以实现多任务同时处理，大大提高了管理的效率。目前分布式控制系统的研究也在逐渐完善，控制更加简便，并且效率也大大提高。
2.3煤矿通风系统中自动化控制系统结构设计
在煤矿生产流程中煤矿通风系统是主要的分支之一，在煤矿生产过程中所起到的作用主要是有效地排放粉尘以及有害气体等，保证煤矿生产环境的空气质量，降低有害气体的浓度，做到工作环境和外部空气的有效流通。自动化控制系统科学、合理地在煤矿通风系统中应用，有效地避免了人工通风的弊端提高了工作环境中的空气质量，为煤矿矿井安全生产打下了坚实基础。据现代通风系统的自动化系统的结构设计理论来看，整个系统主要由控制部分、通风执行部分、传输部分等3个部分构建。其中集中控制部分属于命令的发布地，对通风的总体情况进行控制。而通风执行部分则是将命令转换成实际的操作，传输部分所起到的作用就是对煤矿通风工作的后期检查以及煤矿主通风机、局部通风机等通风设备的运行状态进行实时监控[3]。
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3自动化控制系统在煤矿通风系统中的具体应用
3.1自动检查煤矿生产中的故障并发出警报
在煤矿生产过程中，通过自动化控制技术的应用可以对整个生产过程的数据进行实时监控，同时对采集到的数据进行快速、准确、有效地分析，从而确保每一个生产环节都不会出错；自动化控制系统也可以在被监控设备发生故障之后，及时地发出警报提醒工作人员故障发生的地点及原因。通过及时发现故障发生的地点及原因，可以快速、有效地解决问题，保证煤矿生产以及通风系统及时恢复到正常水平，有效地避免了由通风问题而导致正常的煤矿生产受到影响。自动化控制技术的煤矿通风系统中的应用不仅在很大程度上缓解了工作人员的工作强度，进一步完善了工作人员自身安全保障基础，同时对整个煤矿矿井生产效率也起到了极大的促进作用[4]。
3.2能够对相关的数据进行打印和查询
自动化控制系统可将煤矿生产中所产生的数据进行打印并具有随时查询的功能。利用自动化控制系统的共享功能，煤矿生产企业各相关部门均可通过系统及时查询、打印到存储在系统中的各项通风数据，为及时发现已建立的煤矿通风系统的不足之处提供数据基础，并方便煤矿生产企业各相关部门随时提出对通风系统的改进意见。打印功能的使用可减少工作人员重复查询系统数据的时间，不仅有效地节约了劳动力成本，而且提高了煤矿生产企业各部门间的协作效率[5]。
4结语
将自动化控制技术应用于煤矿通风系统中，不仅实现了对通风指令的有效控制，同时通风系统中采用高精度、高传输速率的传感器可最大限度地提升通风参数的信息反馈，使整个通风控制系统能够快速、高效地运行，确保煤矿通风系统安全运行。综上所述，自动化控制技术应用到煤矿通风系统是一种有效的优化手段，同时也可引导我国的煤矿通风系统安全技术全面升级[6]。
参考文献：
［1］贺文阳.自动化控制技术在煤矿通风机械设备维护中的应用［J］.机械管理开发，2016（12）：106-107.
［2］宋伟.煤矿通风与自动化安全控制技术应用分析［J］.机械管理开发，2016（09）：109-110.
［3］陈强，苏锋，焦士海.煤矿通风系统中自动化控制技术的实践运用探索［J］.科技经济导刊，2017（24）：59.
［4］廖斯维.基于自动化监控的煤矿通风系统分析［J］.科技创新与应用，2015（21）：111.
［5］李鹏.基于自动化控制的煤矿通风系统研究［J］.能源与节能，2015（5）：140-141.
［6］郎瑞峰.电气自动化控制技术在煤矿生产中的应用探讨［J］.工业设计，2015（5）：81-82.
作者：邓鹏 单位：国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心 中煤科工集团重庆研究院有限公司
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