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探討煤礦通風(fēng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用論文
1 煤礦通風(fēng)概述
1.1 影響煤礦通風(fēng)安全的因素
煤礦通風(fēng)安全能夠確保煤礦生產(chǎn)的安全與效率，是進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)的前提保障。然而在現(xiàn)實(shí)中卻存在多種影響煤礦通風(fēng)安全的因素，具體包括三方面：人為因素、物質(zhì)因素和環(huán)境因素。其中人為因素主要是指在煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中，離不開工作人員的全程參與，而有些工作人員缺乏安全意識(shí)，在工作中極容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致生產(chǎn)事故發(fā)生，帶來重大的人身財(cái)產(chǎn)損失。而所謂的物質(zhì)因素是指在煤礦礦井內(nèi)存在大量危險(xiǎn)物質(zhì)以及過量能量，包括：一氧化碳、二氧化碳、甲烷等有害又極易爆炸的氣體，在生產(chǎn)作業(yè)過程中因撞擊、翻車、滲漏等都可能誘發(fā)火災(zāi)，成為威脅煤礦的致命隱患。
當(dāng)然，環(huán)境因素也對(duì)煤礦通風(fēng)安全造成極大影響，確保空氣流通順暢，是保證工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全的首要任務(wù)。同時(shí)還需要對(duì)煤礦通風(fēng)安全進(jìn)行嚴(yán)格的管理，從管理方式到管理人員都需進(jìn)行嚴(yán)格考量， 才能為煤礦區(qū)企業(yè)通風(fēng)安全提供保證。與此同時(shí)，也要關(guān)注地表下沉、土地資源浪費(fèi)等生態(tài)社會(huì)環(huán)境，在開采煤礦資源的同時(shí)注意環(huán)境衛(wèi)生的保護(hù)。
1.2 煤礦通風(fēng)的重要性
我國經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)于煤礦資源的需求日漸擴(kuò)大，激發(fā)了煤礦資源供需矛盾。近年分布在各地的煤礦中，發(fā)生安全事故的不計(jì)其數(shù)， 帶來了大量的人員傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失，尤其因通風(fēng)系統(tǒng)引發(fā)的事故最多，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)過程中不可或缺的重要部分，對(duì)于生產(chǎn)安全具有重要影響，確保通風(fēng)系統(tǒng)的合理、穩(wěn)定、可靠是有效控制瓦斯爆炸、火災(zāi)事故的重要途徑。隨著科技的不斷發(fā)展，煤礦行業(yè)也適時(shí)的利用先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)了生產(chǎn)過程中的不足之處，尤其是煤礦通風(fēng)自動(dòng)化技術(shù)的使用更是成為煤礦業(yè)的一大重要舉措，大大提高了煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的效率，確保了煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全可靠。
2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)中的具體應(yīng)用
目前在煤礦通風(fēng)中應(yīng)用最多的自動(dòng)化技術(shù)有兩種，一是與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)的TCP/IP 協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)， 一是變頻自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)。
2.1TCP/IP 協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)
煤礦生產(chǎn)作業(yè)總體來說環(huán)境較為復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，必須結(jié)合當(dāng)代煤礦條件實(shí)行分散、分層以及冗余的通風(fēng)框架設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步確保系統(tǒng)的可靠性，合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來設(shè)計(jì)控制，其中使用到的技術(shù)包括光纖傳輸、多級(jí)備用、以太環(huán)網(wǎng)絡(luò)以及主站分站控制軟件等，能有效的加強(qiáng)對(duì)煤礦通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)的管理控制�？傮w來說，TCP/IP 協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)是由地面集控中心、以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控和信息分站組成的。其中以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集與交換，分站通過接收?qǐng)?zhí)行命令來消除系統(tǒng)故障，確保煤礦通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低事故發(fā)生可能。
因此，在設(shè)計(jì)煤礦通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮手動(dòng)控制操作的可能性，確保通過工作人員手動(dòng)操作完成通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止。相對(duì)的半自動(dòng)控制，主要通過人工操作系統(tǒng)分站來控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行停止與否。所謂的自動(dòng)控制，是結(jié)合煤礦生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的分站進(jìn)行劃分，用以決定通風(fēng)系統(tǒng)的啟動(dòng)或停止，滿足煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求。當(dāng)然利用TCP/IP 協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)還必須實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量、瓦斯?jié)舛取L(fēng)壓、電壓、功率等多種數(shù)值的遙控采集，用以指導(dǎo)主機(jī)操作命令，才要確保檢測數(shù)據(jù)的顯示，以判斷是否超過報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置的最大數(shù)值。當(dāng)然，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還要實(shí)現(xiàn)其余功能，如：在通風(fēng)系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)記錄時(shí)間和內(nèi)容，同時(shí)保障整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2.2 變頻自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)
變頻自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)主要是對(duì)控制柜、風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行完善改造，利用變頻系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)切換。而對(duì)于煤礦這樣大型的通風(fēng)變頻自動(dòng)化系統(tǒng)一般需要兩臺(tái)變頻器同時(shí)工作才能實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的控制。對(duì)于設(shè)備的改造，可以利用遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)、DCS 集控系統(tǒng)等，將其同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也可以在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的控制柜上加裝風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，通過手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)來對(duì)風(fēng)量、頻率、風(fēng)壓等進(jìn)行調(diào)控，具體如下圖所示：
在進(jìn)行設(shè)備功能改造中， 還可以擴(kuò)展通風(fēng)系統(tǒng)其他功能，如：指示、自動(dòng)報(bào)警、屏顯等，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障后，自動(dòng)報(bào)警提示主控室及時(shí)采取措施消除故障，確保安全穩(wěn)定運(yùn)行。一般來說，經(jīng)過改造后的通風(fēng)機(jī)，具有變頻、工頻等自動(dòng)閉鎖功能，能夠確保變頻器出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)自動(dòng)切換為主通風(fēng)機(jī)，還能隨意對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了系統(tǒng)調(diào)速范圍，例如：在0-50Hz 范圍內(nèi)，可以對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)控，減少機(jī)械磨損，降低溫度計(jì)噪音，有效的延長電機(jī)使用壽命。同時(shí)變頻自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)還能減少電流，節(jié)電率高達(dá)40%，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保要求。
3 結(jié)語
綜上所述，煤礦通風(fēng)安全對(duì)于煤礦企業(yè)生產(chǎn)的人身經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)具有重要意義，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，使煤礦行業(yè)推出了煤礦通風(fēng)自動(dòng)化技術(shù)， 不僅能大大提高了煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的效率，還可以確保煤礦生產(chǎn)的安全性。為了進(jìn)一步推動(dòng)煤礦行業(yè)的發(fā)展，必須不斷深入研究自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，具有一定的指導(dǎo)意義。
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