褚振華
摘 ?要:煤炭通風系統(tǒng)在一定程度上保障了煤礦生產(chǎn)的安全性,為了能夠進一步提升煤礦通風系統(tǒng)應用效率,提升煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)水平,在煤炭通風系統(tǒng)中引入自動化控制技術,使其不僅能夠確保礦井的安全性,同時還能夠減輕煤礦工作人員的負擔,降低經(jīng)濟成本的支出。再者,還能夠有效提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率,加強各項生產(chǎn)和管理,提升通風系統(tǒng)地使用性能,加強通風系統(tǒng)的自動化建設,改善井內(nèi)空氣質(zhì)量,控制煤礦安全生產(chǎn)方式,以此能夠有效提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率,促進企業(yè)經(jīng)濟建設和發(fā)展。
關鍵詞:自動化控制技術;煤礦通風系統(tǒng);研究
煤礦通風工作在一定程度上能夠有效提升煤礦生產(chǎn)的安全性,同時還能夠及時將煤礦生產(chǎn)中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)排出,吸收更多的新鮮空氣,使得礦井中的氣體能夠達標。而且傳統(tǒng)通風系統(tǒng)的工作效率比較低,在實際運行過程中還需要人工維護才能夠確保通風系統(tǒng)安全運行。而應用自動化技術不僅能夠?qū)γ旱V系統(tǒng)進行自動化控制,同時還能夠有效提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。
一、煤礦通風系統(tǒng)的重要性
在煤礦通風系統(tǒng)中應用自動化控制技術能夠確保外界空氣引入地下井內(nèi),同時還能夠有效改善井下空氣質(zhì)量,降低有毒氣體的濃度,避免因瓦斯過高所引發(fā)的爆炸問題。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中,“安全生產(chǎn)”永遠是第一位,而通風系統(tǒng)則是煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全保障。在煤礦作業(yè)中,通風系統(tǒng)能夠有效排除礦井內(nèi)的毒氣,并通過循環(huán)向礦井內(nèi)注入新鮮空氣,以此能夠讓礦井內(nèi)的工作人員有良好的呼吸環(huán)境。隨著科學技術的進步和發(fā)展,煤礦通風系統(tǒng)采用了自動化控制設備,以此能夠有效降低人工成本的控制,同時還能夠?qū)νL系統(tǒng)的運行進行實時監(jiān)控,使其能夠有效提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和運行效率。煤礦企業(yè)在實際發(fā)展中要緊跟時代發(fā)展的步伐,積極引進先進技術,以此能夠有效提升煤礦通風系統(tǒng)的運行,確保煤礦產(chǎn)業(yè)能夠安全生產(chǎn)。
目前我國煤炭資源的開采方式主要是機械開采,部分開采還需要人工操作。我國是一個人口大國,各項生產(chǎn)中都需要煤炭資源,從而導致煤炭資源的開采率也在不斷地上升,在開采過程中隱藏著各項安全事故問題,其主要原因是由于內(nèi)部通風條件比較差,隨著煤礦開采深度逐漸遞增,有毒有害氣體和高溫的產(chǎn)生地風險越來越大,在一定程度上嚴重影響采礦工作人員的人身安全。而良好的通風系統(tǒng)則是能夠?qū)⒌V井內(nèi)的有毒氣體、水蒸氣以及熱量及時排除,通過各項循環(huán)往內(nèi)部注入新鮮空氣,以此來給煤礦工作人員來營造一個良好的工作環(huán)境。再者,瓦斯爆炸也是大規(guī)模爆炸事故,能夠造成很嚴重的人員傷亡,甚至還會造成礦井堵塞,給營救工作帶來很大的難題。而通風系統(tǒng)能夠?qū)⒌V井內(nèi)的瓦斯氣體及時排除,同時還能夠合理控制礦井中的二氧化碳和氧氣的濃度,降低瓦斯爆炸發(fā)生的概率,這對于礦井安全來說有很大的作用。合理設計煤礦通風系統(tǒng)能夠有效改善礦井內(nèi)的空氣質(zhì)量,同時還能夠有效調(diào)節(jié)礦井溫濕度,以此能夠有效防止出現(xiàn)瓦斯爆炸事件。
二、應用自動化控制技術的意義
在煤礦企業(yè)開采煤礦之前和正在進行作業(yè)時,將自動化控制技術應用通風系統(tǒng)中,能夠有效提升煤礦作業(yè)的生存效率,能夠?qū)崿F(xiàn)人力資源最大化。但是以目前的狀況來說,我國煤礦企業(yè)的很多自動化控制設備出現(xiàn)嚴重的老化、損壞,在一定程度影響通風系統(tǒng)的應用和安全性,在實際應用中無法精準記錄故障因素的數(shù)據(jù)信息,甚至無法檢測或控制通風系統(tǒng)的運行,從而降低了通風系統(tǒng)的安全性和有效性。
三、影響煤礦通風安全的因素
在煤礦作業(yè)中能夠影響煤礦作業(yè)通風安全的因素可分為三部分:其一,自然因素。自然因素主要是指煤層地下的深層結構比較復雜,若是煤礦開采深度越深,那么就會受到環(huán)境因素的影響,有可能會發(fā)生瓦斯爆炸事件,并且還會發(fā)生一定的自然災害事件;其二,人為因素[1]。在煤礦作業(yè)中有部分工作人員因自身素質(zhì)能力比較低,缺乏一定的安全意識,甚至沒有詳細了解煤礦生產(chǎn)知識,在作業(yè)中存在違規(guī)行為或不規(guī)范作業(yè)的現(xiàn)象,從而引發(fā)了煤礦安全事故問題。其三,設備因素。部分煤礦企業(yè)為了能夠快速進入生產(chǎn)狀態(tài),忽視了對設備的檢查、維護以及維修等,就直接進入工作,導致設備老化,出現(xiàn)一定的安全問題或故障問題;部分煤礦企業(yè)并沒有先進的防塵設備,無法對礦井下的煤塵進行有效處理,從而引發(fā)粉塵爆炸。再者,因礦井監(jiān)控系統(tǒng)級別比較低,在一定程度上無法對礦井進行有效的勘測和檢測,而且各項數(shù)據(jù)信息也缺乏一定的精準性和有效性,這些因素都會影響煤礦通風系統(tǒng)的應用和處理。
四、煤礦通風自動化控制系統(tǒng)功能的概述
(一)系統(tǒng)構成
在煤礦作業(yè)中設置有效地監(jiān)測裝置,使其能夠?qū)γ旱V環(huán)境、溫度以及風度進行全面的檢測,當數(shù)據(jù)信息傳輸之后還能夠?qū)ζ溥M行有效地分析和整理,發(fā)現(xiàn)隱藏的安全隱患,并對其進行有效地處理。通風自動控制系統(tǒng)主要有總控中心、通風系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)三部分,總控中心是在計算機體系下完成對數(shù)據(jù)信息的整理和收集;通風系統(tǒng)則是利用百葉窗、風門或通風電機等裝置來控制風量和環(huán)境溫度;傳輸系統(tǒng)則是承擔信息收發(fā)和實時監(jiān)測,其看似簡單,但卻是非常重要的,若是傳輸信息不及時或傳輸錯誤信息,那么將會影響后續(xù)操作,所以三者必須協(xié)調(diào)統(tǒng)一,缺一不可。
(二)主要功能
其一,控制功能,若是對其進行詳細劃分,包括現(xiàn)場手動、半自動化和自動控制三種,手工控制的對象是外部硬件裝置,啟動、停止或暫停風機,不需要分站控制器介入;半手工操作是在人工現(xiàn)場對主分站實行遠程操控;自動化控制就是根據(jù)事實收集風機運行數(shù)據(jù)的基礎上,為滿足礦井通風需求,對風機進行自主性啟動、停止和暫停操作等。其二,“三遙”功能,其中包括遠程測量風機風速風量、電機速度、環(huán)境溫度以及瓦斯?jié)舛鹊?,同時還能夠采集風機、電機開關、風門等狀態(tài)量,并對其進行遠程操控[2]。其三,顯示數(shù)據(jù)功能,能夠根據(jù)實時顯示檢測數(shù)據(jù)信息對其進行數(shù)據(jù)信息的收集和整理。其四,記憶故障功能,能夠自動記錄系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的時間和異常數(shù)據(jù)信息的功能。其五,報警功能,在實際應用中能夠有效檢測實際數(shù)據(jù)信息,同時還能夠監(jiān)測預設極限值以外的數(shù)據(jù)信息,無論距離多遠都能夠自動收集信息并進行預警,再者,還有打印和查詢的功能。
五、自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用
(一)監(jiān)測、收集和整合數(shù)據(jù)信息
在煤礦通風系統(tǒng)中應用自動化技術,需要大量的數(shù)據(jù)信息作為支持,同時還要確保數(shù)據(jù)信息的有效性。所以,要加強對數(shù)據(jù)信息監(jiān)測設備的管理,通過數(shù)據(jù)信息對其進行全方位的技術處理,以此能夠有效提升通風系統(tǒng)的執(zhí)行處理能力。在實際應用中能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息作出有效地調(diào)控處理,同時還能夠?qū)?shù)據(jù)信息依附于傳感器元件當中,以此來加強礦井內(nèi)各個區(qū)域之間的數(shù)據(jù)信息,以此能夠連城一個整體。在實際運行中對數(shù)據(jù)信息的處理也要控制到位,監(jiān)測目的要有一定的針對性和精準性,在數(shù)據(jù)信息采集過程中要重點實時檢測礦井內(nèi)的空氣質(zhì)量和空氣成分,同時還要對風壓、風速以及礦井內(nèi)的溫度進行全面監(jiān)測。在通風系統(tǒng)運行過程中要加強監(jiān)測系統(tǒng)的及時性和有效性,在運行中若是遇到問題一定要及時反饋,并制定相應的解決方案,以此來確保整個通風系統(tǒng)能夠正常運行[3]。
(二)對數(shù)據(jù)信息有效分析及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患
在數(shù)據(jù)信息采集過程中能夠?qū)?shù)據(jù)進行圖形轉換,以此能夠更加清晰地看到數(shù)據(jù)中存在的問題。再通過數(shù)據(jù)信息對其進行有效對比,并針對發(fā)現(xiàn)的問題進行有效討論,在煤礦生產(chǎn)中,若風速處于運行較低狀態(tài),那么礦井內(nèi)的空氣流動性就會逐漸變小,從而造成礦井下溫度不斷上升,從數(shù)據(jù)上升上來看,可以對礦井下的空氣進行實時監(jiān)測,若是溫度超出合理控制范圍內(nèi),那么就會對其進行及時預警并通知相關工作人員,同時還會采取相應的緊急措施。在該期間,工作人員可以根據(jù)設備的運轉情況對通風系統(tǒng)問題進行推斷,之后再做出相應的處理。
(三)傳感器系統(tǒng)信息傳導
煤炭通風自動化控制應用中能夠根據(jù)每一個部分進行獨立控制,以此來確保整個煤礦作業(yè)正常運行。所以,在部分傳感器信息采集中,要確保通風系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定地運行。傳感器主要是有兩種:其一,顯性傳感器,風量能夠通過傳感器進行監(jiān)測空氣,同時還能夠為通風系統(tǒng)的檢測提供詳細的數(shù)據(jù)信息;其二,隱性傳感器,用于風量調(diào)節(jié)單元,能夠為系統(tǒng)進行一定的輔助性工作,如調(diào)節(jié)風量過程中,傳感器的信息傳導與自動化技術進行結合。在以往的輔助過程中,都是通過人工方式進行通風調(diào)節(jié),需要一個一個進行操作,在一定程度上消耗了大量的時間和能源,而且很容易造成數(shù)據(jù)誤差或者傳導錯誤的現(xiàn)象,嚴重影響運行水平。而應用自動化技術不僅能夠增強傳感信息的效果,同時還能夠確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運行,以此來減少傳遞環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差的概率,降低成本經(jīng)濟。
(四)中央控制系統(tǒng)的設計
主要是針對微型計算機技術的應用,在實際應用中需要進一步加強接口型號的匹配,同時還能夠體現(xiàn)其拓展能力,在煤礦通風系統(tǒng)中能夠?qū)Ω黜椆ぷ鞯脑O計提出更精準的設計內(nèi)容。中央控制系統(tǒng)地控制在實際應用中控制效率更快,同時還能夠?qū)Ω黜梼?nèi)容進行精準調(diào)控,有著很強的優(yōu)勢,能夠更好地滿足當前煤礦企業(yè)的建設需求和發(fā)展需求。再者,中央控制系統(tǒng)在實際運行過程中還能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)測站的數(shù)據(jù)信息采集,同時還能夠加強信息的對比度,以此能夠?qū)︼L量進行更好的調(diào)節(jié)。在中央控制系統(tǒng)中還增加了監(jiān)控功能和報警功能,能夠?qū)ΡO(jiān)控數(shù)據(jù)信息進行合理應用,同時還能夠加強數(shù)據(jù)信息的整體應用效果。在實際運用中若是發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,那么中央控制系統(tǒng)就會對各個環(huán)節(jié)發(fā)出下達指令,以此能夠?qū)崿F(xiàn)自我調(diào)控。
(五)變頻技術
煤礦通風系統(tǒng)自動化技術應用中,變頻技術在一定程度上打破了傳統(tǒng)技術模式,同時還能夠?qū)﹄姍C轉速進行有效更新,使其能夠形成自動化技術。以往對電機速度調(diào)節(jié)都是通過電磁調(diào)速,在該過程匯總加大內(nèi)部電流傳遞,使其在內(nèi)部磁場中進行調(diào)節(jié),這樣的方法對能源的消耗相對來說比較大,而且容易造成電機運轉功率浪費的現(xiàn)象。所以,應用變頻技術能夠有效將電流轉換為不同的交流電,還可以通過直電流對其進行不同頻率的直流分享,而且電機在實際轉速過程中不會對頻率變化產(chǎn)生影響,以此能夠更好地實現(xiàn)節(jié)能。在調(diào)節(jié)過程中還會根據(jù)具體數(shù)據(jù)信息作出情況分類。再者,在自動化控制系統(tǒng)中應用變頻技術能夠使其更加精準,確保PLC技術所發(fā)出的指令具有實效性,在電動轉速調(diào)節(jié)中,能夠?qū)︼L量進行精準定位。PLC技術是可編程邏輯控制器,在實際應用中能夠用實現(xiàn)所需要的指令,例如,邏輯運算編輯和順序控制等,它的核心內(nèi)容就是以控制技術為主。隨著經(jīng)濟快速增長,PLC技術也順勢發(fā)展起來,并取得了實質(zhì)性進展,而且無論是在價格、形式還是控制功能都會有一定的變化,所以說在自動化技術中有著非常良好的應用[4]。
(六)查詢和打印數(shù)據(jù)報表
在煤礦通風系統(tǒng)自動化技術處理過程中,能夠根據(jù)不同使其的數(shù)據(jù)信息進行有效處理,還可以在主機上的各個時間和區(qū)域內(nèi)進行信息調(diào)取。若是工作人員想要對出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息進行分析時,那么可以根據(jù)現(xiàn)有的實際數(shù)據(jù)信息對其進行查看和處理,并將所查詢的報表信息進行打印處理,以此能夠有效提升各項工作效率。
(七)建立故障應答體系
在煤礦通風系統(tǒng)中應用自動化控制技術進行工作,能夠確保其他通風設備安全運行,同時還能夠有著良好的通風效率。其操作原理主要是對中央控制中心所發(fā)出的指令進行開啟通風指令或暫時關閉指令,確保在通風機在停止運行時能夠及時開啟備用通風機,以此能夠減少人工錯誤行為,避免發(fā)生安全事故。再者,煤礦通風自動化控制系統(tǒng)中還有信息監(jiān)控和信息命令。通風系統(tǒng)的多通道信號可分為頻率子系統(tǒng)和時間系統(tǒng),分頻系統(tǒng)在實際應用中對信號有著很強的傳輸性和安全性,在一定程度上能夠有效減少故障頻率,而且因電路結構相對來說比較簡單,在傳輸系統(tǒng)中載波頻率設備能夠接受或傳輸信號,并且還能夠通過專門的線路信號進行傳輸,并對組建信息進行有效的信號檢測[5]。
六、加強并重視自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用
(一)加大資金投資力度
煤礦企業(yè)在實際發(fā)展中不僅要重視自動化控制技術的應用,同時還要加大資金的投入和使用,要積極引進先進技術和自動化控制設備,加強煤礦自動化控制技術的探索和應用,以此能夠不斷創(chuàng)新發(fā)展。在實際發(fā)展中還要積極轉變發(fā)展觀念,要跟上時代發(fā)展的步伐,不斷創(chuàng)新自動化控制技術,使其能夠確保煤礦通風系統(tǒng)的有效性,提升煤礦企業(yè)的工作效率。
(二)及時轉變發(fā)展觀念
隨著科學技術的進步和發(fā)展,煤礦企業(yè)在實際發(fā)展中要重視自動化控制技術,同時還要加強管理制度,改變以往的人工方式,積極引進先進設備,以此能夠有效提升通風系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,同時還能夠確保采礦作業(yè)能夠順利進行。
(三)加強人才培養(yǎng)技術和培訓工作
煤礦通風系統(tǒng)中的自動化控制技術對專業(yè)技術能力的要求比較高,但是由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境相對來說比較惡劣,條件也比較艱難,很多高校大學生并不愿意從事煤礦行業(yè)的工作,使得專業(yè)人才不斷的流逝,從而導致煤礦技術更新較慢。所以,煤礦企業(yè)在實際發(fā)展中要加強專業(yè)技術人才的引進,提升專業(yè)技術人才的薪資待遇,以此能夠吸引更多專業(yè)技術性人才,更好的提升煤炭通風系統(tǒng)自動化控制技術的應用能力。再者,還要加強企業(yè)內(nèi)部職工的培訓工作,時刻秉承著“安全第一”的原則,對相關技術人員進行有效的培訓,同時還要進一步落實獎懲制度和培訓考核內(nèi)容,以此能夠有效提升職工工作的積極性,在企業(yè)內(nèi)部還能夠培養(yǎng)出更多專業(yè)技術型應用人才。
綜上所述:
在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中,煤礦企業(yè)安全性問題是非常重要的,同時也是最關鍵的問題,使其不僅能夠有效提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益,同時還能夠確保安全生產(chǎn),確保工作人員的生命健康。自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中有著很好地應用效率和管理效率,不僅能夠節(jié)省煤礦企業(yè)管理成本經(jīng)濟,同時還能夠有效提升礦井作業(yè)的安全性,而且這也是時代發(fā)展的必然趨勢,借助先進的科學技術,不斷發(fā)展不斷創(chuàng)新,以此來確保煤礦企業(yè)的開采工作能夠順利進行。同時還要不斷優(yōu)化煤礦企業(yè)的排風系統(tǒng),對其進行全面的升級,以此能夠推動煤礦企業(yè)的發(fā)展,為煤礦開采工作提供有效的安全和保障,降低安全事故的發(fā)生幾率,降低企業(yè)成本經(jīng)濟,確保煤礦企業(yè)安全生產(chǎn),促進煤礦企業(yè)經(jīng)濟建設和發(fā)展。
參考文獻
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