煤矿通风系统中自动化控制技术的应用研究.pdf

科学管理 110 2020年第5期 对于煤矿生产的安全性，通风系统尤为重要，自 动化控制技术在此系统中的应用，不仅能够监控通风 的状况，而且还能够使通风成本得到有效地降低，通 风系统能够更加适应环境，如果出现故障，还能够准 确地调节矿井的通风状况，使危害进一步降低。因此 自动化控制技术对煤矿生产的安全性有着重要的影 响。 1 影响煤矿通风安全的因素分析 总体概括来说，影响煤矿生产通风安全的因素主 要分为三大部分，首先第一部分为自然因素的影响， 自然因素的影响主要是因为煤层地底下的深层结构非 常复杂，开采煤矿的深度越深，受到环境影响的因素 就越大，瓦斯可能会因此不断地涌出，进而会发生爆 炸事故，与此同时，还会频繁地发生自然灾害。第二 大部分会受到人为因素的影响，煤矿企业中有很多负 责井下生产的员工的综合素质有一定欠缺，没有充分 的安全意识，同时也没有深入了解有关煤矿生产的知 识，在生产的过程中普遍存在作业违章或者不规范的 问题，这样一来会导致煤矿事故的发生。第三大部分 的影响因素是设备。大多数的煤矿井下没有相对完 善、先进的防尘设备，从而煤尘无法处理，会产生粉 尘爆炸。另外，矿井下监控系统的级别不够，检测的 数据缺乏准确性保障，也会影响煤矿的通风安全管 理。 2 自动化控制技术应用的意义 在开采煤矿以及进行生产工作的时候，将自动化 控制技术应用于通风系统中，生产效率会得到较大地 提升，将人力资源的利用实现最大化。从目前的状况 来看，我国自动化控制设备大多数严重老化，导致 通风系统的安全性受到威胁，无法准确地记录故障信 息，设备没有办法实现自我诊断功能，最终不能有效 的监测和控制通风系统的运行，通风系统的安全性逐 渐降低。因此在煤矿的通风系统中应用自动化控制技 术，可以在很大程度上提高安全性。 3 在煤矿通风系统中应用自动化控制技术的具体 体现 以下是工作过程的概述将煤矿井下的位置一一 对应好，分别建立监控分站，经过传感器可以对各分 站的工作状态进行实时监测，从传感器收集来的数据 再由电缆传送到煤矿通风的主站，主站依据各分站传 送的数据，可以分析各个区域的风力状况，制定出控 制风量的最优方案，之后中央控制模块可以将其进行 转换，形成控制指令，最后利用变频装置控制通风风 量。以下为组成通风自动控制系统的3个部分 3.1 传感器系统 传感器系统主要由两大部分构成，分别是发生器 和检测元件。首先，信号发生器所发挥的作用主要是 对不同的信号进行接受和传输，传输信号主要通过2种 方式来实现，第一个方式为频分制，第二个方式为时 分制。通过2个方式的对比发现，频分制具有更加简单 的电路，而且发生故障的几率更低，因此这种方式得 到了更为广泛的应用。其次，检测元件的应用主要是 对矿井现场实际工作情况进行实时地测量，而这一作 用发挥和实现主要是利用在各个巷道中所安置的传感 器。检测元件测量的指标有很多，包括风量以及温度 等，非常全面，对风量的遥测主要是利用风速检测元 件来完成，一般情况下，经常使用的风速检测元件主 要为以下3种第一种为热式风速仪，另外2种分别是 恒流式风速仪和恒温风速仪。遥测风压主要利用差压 变速器，而热敏元件是用来监测温度，检测有毒气体 的具体含量浓度主要是利用红外线吸收、定电位电解 法等等。 3.2 通风系统 通风系统所发挥的作用主要是可以对风量进行调 节，在实际应用通风系统时，主要是对百叶窗的角度 进行一定的改变，以及风门的利用，从而可以达到对 风量进行有效控制。对于其中百叶窗叶片和风门的运 转情况，频率发送器能够有效检测出来，之后向中央 控制台发送相对应的信号，当中央控制台有效的将信 号接收到的时候，会及时地对叶片或者风门的运行角 度进行一定转动，或者对运行状态进行改变，最终有 效地控制风量。与此同时，可以将通风机电机转速做 出改变，也能够对风量进行控制，在应用地过程中需 要将变频装置安置到通风机电机系统中，变频装置的 安装能够改变电机转动的速度，还可以通过安装定时 器定时控制风机的风量。 3.3 中央控制系统 中央控制系统所发挥的作用主要是控制各个监控 站，当各个监控站将监控信息发送过来的时候，给予 一定处理，以监控数据为基础，对系统的控制指令进 行修改，通过对执行机构的控制使对应动作得以实 现，与此同时还可以实时地监控通风设备地市级工作 煤矿通风系统中自动化控制技术的应用研究 秦俊杰 霍州煤电集团紫晟煤业有限责任公司 山西 霍州 031400 摘要通风系统在煤矿生产工作中的应用主要是能够将有害气体排出，新鲜空气经过通风系统可以注入进去，从而保 证煤矿生产过程中的环境安全。对于通风系统的应用，以往都是利用人工进行维护，由此一来，人力资源遭到了极大的浪 费，而且通风系统在工作中的运行情况也没有办法得到保证。自动化控制技术在通风系统中的应用，可以无时无刻对系统 进行监控，因此可以有效地保证该系统的安全稳定性。本文首先对影响煤矿通风安全的因素进行了分析，其次对自动化控 制技术应用的意义进行了分析和探究，最后深入研究了自动化控制技术在煤矿通风系统中的具体体现。 关键词煤矿生产 通风系统 自动化控制技术 111 科学管理 2020年第5期 状态，当发生异常时可以及时地处理。中央控制系统 工作的核心是计算机，有较多的接口，具备较强的扩 展能力，并且具有较高的精确度以及较快的运算速 度，从而可以对自动控制的整个过程进行优化。 4 结束语 综上所述，在我国发展煤炭产业的过程中，煤矿 的安全生产是最重要的一个问题，煤矿通风系统则是 此问题的关键部分，不仅能够对煤矿的生产效率以及 产生的经济效益给予有效地保障，而且还能够对矿井 工作人员地生命安全进行有效地保证。由于自动化控 制技术发展越来越迅速，其被广泛应用在煤矿的生产 工作中，不仅能够在一定程度上提高通风质量，使发 生事故的几率大大降低，而且具有低成本、操作简单 的特点，能够有效保障煤矿企业的生产安全性，煤矿 企业所获取的经济效益也会因此有所提升。 参考文献 [1] 任强 . 自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用 [J]. 石化技术， 2020， 27（2） 169-170. [2] 赵嵛 . 自动化控制技术在煤矿通风系统维护中的应 用 [J]. 内蒙古煤炭经济， 2019（20） 177 ； 179. [3] 贾李应 . 自动化控制技术在煤矿通风系统维护中的 应用 [J]. 能源与节能， 2019（8） 162-163 ； 166. [4] 李海军 . 自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用 [J]. 电子技术与软件工程， 2019（16） 150-151. 拧紧，保持波纹管的旋转方向以确保两端都拧进套筒 长度的一半，用喷灯对热缩套筒进行加热固定。 2.5 测斜管的安装施工控制措施 1）测斜管的安装测斜管固定采用井字形钢筋支 架（间距1.5m）和铅丝固定，安装过程中用水准仪控 制测斜管水平度、垂直度。 2）测温点的安装承台每区设置4个测温点，单 个承台累计28个测温点，每个测温点放置3个传感器 （长度有0.5，1，1.5m 3种），分别测砼底部、中心、 上部。 3 承台砼浇筑施工控制措施 大体积砼在施工过程中，由于砼中水泥的水化作 用是放热反应，而大体积砼自身又具有一定的保温性 能，因此其内部温升较大，而在砼升温峰值过后的降 温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，砼各部 分的热胀冷缩及由于其相互约束及外界约束的作用而 在砼内产生的应力是相当复杂的，一旦温度应力超过 砼所承受的拉力极限值时，砼就会出现裂缝。为预防 和控制类似的裂缝出现，因此需从原材料选择、优化 配合比设计及施工技术措施等有关环节做好充分的准 备工作，才能保证大体积砼浇筑能够顺利进行[3-6]。 3.1 浇筑施工控制要点 1）原材料选择控制应依据砼规格书、结构设计 说明及相关规范标准规定执行。 2）配合比设计砼配合比设计需由第三方质检中 心出具。 3）施工技术措施气温较高时，砼浇筑应避开高 温时段；砼用水可通过冷水机组进行降温及加冰块冷 却措施，确保砼入模温度；加强测温和温度监测与管 理，随时控制砼内的温度变化，内外温差控制在25℃ 内，基面温差和基底面温差控制在20℃以内，及时调 整保温及养护措施；砼浇筑前应关注天气情况，尽量 避免雨天浇筑。 3.2 施工过程常见问题关注点 1）现场采取降温措施如果不充分，浇筑后砼将导 致温度较高，水分流失较快，容易出现砼假凝现象。 2）现场分区夜间照明不足，将会影响浇筑质量及砼收 面质量控制。3）施工过程中个别分区施工缝位置容易 出现涨模。4）分区部位出现烂根现象。5）分区钢围 网是否及时拆除。 3.3 施工控制提升措施 1）浇筑前采用洒水为钢筋和模板降温。2）确保 夜间施工照明充足。3）加强对模板的监控，专人看 模，发现问题及时采取加固措施。4）加强对承台侧面 模板的监控，出现漏浆时及时封堵。 4 结束语 LNG储罐工程质量至关重要，储罐承台为大体积 砼，施工控制不当将导致砼出现裂纹。项目正式开展 前应针对承台浇筑前后施工控制要点进行探讨，通过 事前准备、事中控制、事后总结的方法，从施工工 艺、原材料选择、优化配合比设计及施工技术措施等 环节进行把控，保证大体积砼浇筑能够顺利进行， 为后续项目开展具有指导意义，1储罐完成施工后 承台顶面裂缝34条，底面裂缝18条，裂缝宽度均小于 0.2mm，满足规范要求。 参考文献 [1] 钟曦 . 大型低温储罐墙体裂缝产生原因及控制措施 [J]. 山西建筑， 2012， 38（9） 115-117． [2] 杜健 . 论大体积砼浇筑 [J]. 经济技术协作信息， 2017， 1295（24） 80． [3] 贾庆山 . 储罐基础工程手册 [M]. 北京 中国石化出 版社， 2002． [4] 王雄伟， 张恒群， 王利 . 大型 LNG 储罐施工质量控 制 [J]. 中国石油和化工标准与质量 . 2012（9） ， 207. [5] 马永胜， 殷继伟， 王文胜． 大体积砼质量控制浅析[J]. 商品砼， 2017（ 8） 68-70． 作者简介 朱海山， 1977 年出生， 男， 助理工程师， 现主要从事工程 技术和项目管理专业方向的研究工作。 （上接第41页）