井下局部通风机运行状态监测系统探索

摘要：煤矿井下一些位置需采用局部通风机进行通风。保证局部通风机的有效通风十分重要。为了对局部通风机进行管理，需要建立井下局部通风机运行状态监测系统。分析了该监测系统的功能及其实现，并探讨了其在实际生产中的应用效果，可为煤矿局部通风系统的改善提供一定的参考。

关键词：煤矿；局部通风机；运行状态监测系统

煤矿井下一些位置会出现通风不畅的情况，例如巷道的掘进头。为了保证煤矿安全生产，需要采用局部通风机进行通风。在利用局部通风机进行通风时，需要设置合适的风量。若风量过大，则会吹起巷道内的煤尘，反之则会发生瓦斯在局部区域积聚的情况[1-3]。因此，为了保证井下局部通风机处于有效的工作状态，需要采用局部通风机运行状态监测系统。本文分析了井下局部通风机运行状态监测系统的功能及其实现，并探讨了该系统在实际生产中的应用效果。

1井下局部通风机运行状态监测系统的功能

根据煤矿井下的实际情况，井下局部通风机运行状态监测系统应具有瓦斯与粉尘浓度实时监测功能、局部通风机运行参数实时显示功能、风量自动调节功能、多机联动控制功能及危险自动报警功能。下面将对一些功能进行具体分析。

1.1瓦斯与粉尘浓度实时监测功能

局部通风机的主要作用是改善矿井的局部通风，控制局部地区的瓦斯和粉尘浓度。为了实时了解局部通风机的通风效果，应对通风所在区域的瓦斯和粉尘浓度进行实时测量。瓦斯和粉尘浓度不仅是通风效果的重要指标，还在一定程度上是煤矿安全的指标。当瓦斯浓度过高时，发生瓦斯爆炸的可能性大大增加。为此，井下局部通风机运行状态监测系统应能实时显示瓦斯与粉尘浓度，并产生相应的日志和报表，供管理人员查看。

1.2局部通风机运行参数实时显示功能

在生产过程中，局部通风机的正常运行对于安全生产十分重要。为此，需要对局部通风机的运行参数进行实时监测。通常情况下，需监测的参数有局部通风机的轴承温度，局部通风机工作时的电流电压、振动情况及风压和转速等情况。为了便于管理和查看，监测数据应以曲线和报表的形式显示和存储。

1.3多机联动控制功能

矿井生产中，有时需要多台局部通风机。为了便于对局部通风机的管理，应实现多台局部通风机的联动控制。也就是说，1台局部通风机的状态发生改变时，其他局部通风机的状态也会发生改变。在相应的操作界面上就可对通风机的风量及其他参数进行控制。

1.4危险自动报警功能

局部通风机运行过程中也会遇到一些紧急情况，例如瓦斯超限等。在这种情况下，井下局部通风机运行状态监测系统能发出报警。同时，还能根据危险情况自动采取紧急措施。对于不同的情况，采取的处理措施存在一定的不同。例如，当瓦斯浓度轻微超限时，应加大排风量；而瓦斯严重超限时，则应立即停止通风，并切断掘进工作面的电源，从而在最大程度上保证生产的安全。

2井下局部通风机运行状态监测系统功能的实现

以上分析了井下局部通风机运行状态监测系统的主要功能，还要采取适当的方式来实现这些功能，主要可通过硬件部分和软件部分加以实现。

2.1硬件部分

硬件部分指的是要实现局部通风机运行状态监测所用的硬件设备，主要有控制器、传感器、工业主机及存储器等。在系统运行过程中，传感器的主要作用是采集局部通风机运行过程中的一些参数，例如温度、压力、流量、振动及电压等。采集来的数据通过网线传递给矿用隔爆兼本安型可编程控制器上。为了便于管理，可将井下局部通风机的运行数据通过交换机传递给地面的控制主机，以实现对局部通风机的远程管理[4]。值得注意的是，为了保证系统运行的安全性，所有控制元件都为一主一备。一旦一个元件出现了故障不能运行，另一个元件就能立即投入使用，从而实现对局部通风机的无间断实时监测。配备的显示器可实时显示设备的运行状态。

2.2软件部分

为了实现对局部通风机运行状态的监测，还需要编写一定的软件。这些软件可分为控制软件和界面软件。控制软件主要用于控制局部通风机的运行状态，例如风速、功率等。而界面软件主要用于显示局部通风机的一些运行参数[5]。考虑到界面软件的工作原理比较复杂，这里不再进行介绍。控制软件在实现对局部通风机运行状态的控制时，需将传感器采集的数据和设定值进行对比。根据对比的结果采取合适的动作方式。一旦采集的数据超出了最大范围，就会发出报警，并自动发出对通风机自动停机的指令，从而保证设备运行的安全性。控制软件流程如图1所示。

3应用效果分析

挖金湾煤业公司在掘进工作面采用了2个局部通风机，一个为抽出式，一个为压入式。为了实现掘进的良好通风，采用了井下局部通风机运行状态监测系统。通过该系统，对掘进工作面内的瓦斯浓度和粉尘浓度进行实时调节。整个系统从安装到调试完成，共经历了20d。目前，该系统已运行了300d。在系统运行期间，掘进工作面内通风状况良好，粉尘浓度和瓦斯浓度得到有效控制，实现了巷道安全掘进3000m左右。在发生故障时进行声光报警，保证综掘工作面安全生产。由此可见，该系统极大地提高了煤矿巷道的掘进效率，有效地保证了煤矿生产的安全性。

4结语

煤矿井下生产中需要采用局部通风机进行通风。为了保证局部通风机较为高效地运行，建立了井下局部通风机运行状态监测系统。该系统具有瓦斯粉尘浓度实时监测功能、局部通风机运行参数实时显示功能、风量自动调节功能、多机联动控制功能及危险自动报警功能，通过硬件部分和软件部分实现这些功能。通过在挖金湾煤业公司的应用可发现，该系统能有效改善掘进工作面的通风状况，保证生产的安全性。

参考文献：

［1］赫广杰.主通风机在线监控系统设计与实现［J］.煤矿机械，2021，42(6)：191-192.

［2］弋晨晨.基于PLC的安全通风监测系统的设计及应用［J］.机械管理开发，2021，36(3)：239-241.

［3］陈晋.煤矿主通风机在线监测系统的研究［J］.自动化应用，2021(1)：123-124.

［4］郭晓萌.井下局部通风机运行状态监测系统研究［J］.自动化应用，2020(10)：131-132.

［5］王波.煤矿局部通风机实时数据及设备运行状态监测系统研究［J］.能源与环保，2020，42(6)：141-143.

作者：李磊 单位：晋能控股煤业集团挖金湾煤业公司