摘要：煤矿通风系统的建设关系到矿井生产安全管理的好坏，也关系到人民群众的生命财产安全，将自动化控制技术应用其中，不仅可以降低通风成本，提升通风适应能力，还能有效地避免重大事故的发生。本文就将从煤矿通风系统的必要性开始探讨，重点分析当前自动化控制技术的应用，希望能起到一定的借鉴作用。
一、煤矿通风系统的重要性及应用自动化控制技术的必要性
（一）煤矿通风系统的重要性。煤矿作为我国的重要资源，其生产的安全性，对于我国国民经济的发展有着直接的影响。煤矿生产过程当中，为安全生产提供关键保障的就是通风环节，煤矿通风系统利用通风机来向矿井下不断送入地上的新鲜空气，来满足井下工作人员的正常呼吸，并稀释井下矿尘和有害气体至安全浓度，排出井下热量和水蒸气，从而营造出较为适应的人员工作环境，为煤炭生产的安全性提供必要保障。当煤矿通风系统出现问题，瓦斯爆炸等重大安全事故就极有可能发生，对人员安全造成直接威胁，并伴随重大经济损失。（二）煤矿通风系统中应用自动化控制技术的必要性。在煤矿通风系统中应用自动化控制技术可强化通风系统的安全性、可靠性，促进煤矿通风管理水平的提高，实现无人值班，从而对煤矿通风进行自动化的管理与控制，促进维护工作量的进一步降低，有效节约维护人力。但就当前我国煤矿通风系统现状来看，采用的是分散、独立的自动化设备，这些设备维护量大、参数不全、可靠性不高、故障记录不准确。同时，这些设备缺乏自我诊断的能力和遥控手段，难以对通风系统做出集中调度、管理及监控，不利于煤矿通风系统的稳定、安全运行。
二、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用
煤矿通风系统中自动化控制技术的应用原理采用“集中控制，分散检测”的方式，进行若干监控分站的设立，对煤矿各个位置的风压、风量、有毒气体含量、温度等状况作出动态的检测，并将所获取的数据通过通信电缆来传送至煤矿通风主站，实施集中的管理与监视。
（一）传感器系统设计。信号发生器为首要考虑装置，煤矿通风自动化控制系统需要完成对不同信号的传输与接收，包括指令与监控数据。传输多路信号方式包括时分制和频分制两种，其中，频分制是按照不同频率来将各路信号进行发送与接收，时分制则是按照不同时序，来进行各路信号的依次传送。因频分制形式具有故障较少、电路简单等优点，故选用此形式来作为传输电路信号的方式。在频分制系统当中，采用定型生产的载频器来发送和接收频率，并通过动力线（500 V 以下）或专用线来传递信号，之后确定检测元件。进行通风风量控制的前提是能够较为精准地测量通风机风量和矿井环境状况，风压、风量、有毒气体浓度、温度等均需要相关的测量数据，而在巷道中进行各种传感器的放置就成为主要的测量方式。应用差压变送器来测量风压；通过在确定面积巷道中安装恒流式风速仪、热式风速仪、三杯电涡流式传感器、恒温风速仪等风速检测装置来测量风速；应用光干涉、红外线吸收、定电位点解法、光谱法等来测量井下CO浓度；应用红外线辐射技术或热敏元件来测量温度。（二）通风系统设计。这一系统中对于风量的调节可通过两种方法来实现。第一种是通过改变风门或百叶窗角度，来调节与控制风量，通过频率发送器来将风门或叶片的状态信号传送至地面控制室，这时，地面控制室便以需要发出的信号为依据，来转动风门或叶片；第二种则是通过对通风机的电机转速作出改变来完成的，设置变频装置，便可对通风机电机转速作出有效改变；同时，井下局部通风机自动控制的实现，可应用定时控制的形式，并在装置定时器的基础上，加设爆破开关，从而能够在爆破后实现自动通风。虽然当前我国在这一技术上尚不完备，但无疑为通风系统的设计发展提供了新的思路。（三）中央控制系统设计。应用微型计算机来作为中央控制系统的核心装备，这一类型的计算机扩展能力强、接口多，且能够完成大部分任务，应用其来开展自动控制精度高、速度快，且能够优化控制过程，很好地满足了煤矿通风自动化控制系统的要求。中央控制系统的任务主要是采集和处理监测站数据，并以实际需要为依据来对通风量作出动态的控制。此外，监控、报警等功能也要依靠中央控制系统来加以负责。归结起来，由中央控制系统所具体负责的任务包括如下内容：发出监控指令；处理反馈监控信息；修改监控数据；依据控制信号执行相应动作；对通风设备工作状况进行监视，在遇到异常情况下，则报警或启动处理程序来作出处理。
三、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用功能
（一）进行数据的实时监测。通过显示屏来对由传感器所采集的包括通风机运行状况、风压高低、风量大小、有毒气体含量等在内的具体数据参数进行展现，为值班人员和技术人员的实际操作提供参考。（二）完成趋势曲线的绘制。通过图形方式来对传感器采集数据作出表示，从而将各模拟量值变化的趋势显示出来。通常包括历史曲线与实时曲线两种方式，实时曲线是以曲线变化方式来对当前时段数据进行展示，而历史曲线则是对一个时间段内数据参数的汇总与统计。通过所绘制的趋势曲线，能够将通风系统子系统、各部件工作状况展示出来，从而使工作人员对通风系统状况作出准确的掌握，有利于故障或问题的及时发现和有效处理。（三）查询、打印数据报表。能够依据一定的报告格式来对历史数据和实时数据进行查询与打印，在报表中具有多种方式，可按照不同需求来进行报告类型的选择。如月报表、年报表等，从而便利操作者对相关数据的查询。（四）故障的检测与排除。当发生故障时，由控制系统发出相关指令，来对故障风机电源作出暂时关闭，并通过增加其它风机风量或启动备用风机等措施，来进行临时的故障处置。同时，记录故障参数，用于事故的统计分析。（五）进行故障的自动报警。通过对通风系统各项参数上、下限等设置来确定报警条件，当发出报警后，技术人员和值班人员可对故障进行及时排查。同时，系统自身所具有的报警信息保存功能，可用于之后的安全性分析。
四、结束语
自动化控制技术是时代进步、科技发展的产物，在煤矿通风系统中的应用前景十分广阔。在实际的煤矿生产中，往往因煤矿通风系统存在这样那样的问题，而给煤矿抗灾能力和正常生产带来直接的影响。但考虑到煤矿通风系统在煤矿生产系统中的重要地位，保持其最佳的运行状态十分必要。而应用自动化控制技术则能够在一定程度上对煤矿通风系统运行中的各项难度进行解决。借鉴上述内容，来建立合理、完善的煤矿通风自动化控制系统，从而为煤矿效益提高与安全生产提供有力保障。
参考文献
[1]孙广军.大型煤矿自动化控制系统的设计与应用[J].中国煤炭工业，2010，08：56-57.
[2]吴晓春.煤矿行业综合自动化控制系统的研究[J].科技资讯，2007，35：55-56.
作者简介
张文平（1968-），男，山西省怀仁县人，1990年7月毕业于中国矿业大学机械制造工艺及设备专业，现任同煤集团小峪煤矿副总工程师。
（作者单位：同煤集团小峪煤矿）