黄 伟
（山西长治经坊庄子河煤业有限公司，山西 长治 047101）
作为通风系统中重要的通风设施，煤矿开采的安全推进需要通风机予以保障。但在传统的通风系统中，通风机往往是独立监控模式，无法满足远程控制风机、风门的需求，调整通风机吸风量也相对困难。一旦通风机出现故障，无法远程进行检修，对整体通风系统产生阻碍。为此，需要开展通风机技术研究工作，设计通风机远程监控系统，并应用于实际煤矿开采作业中。通风机监控系统借助PLC 技术，将多元化的信息高效处理，通过安装在煤矿各位置的传感器收集对应数据信息，通过远程操控电脑控制煤矿通风机，实现通风机控制自动化的目标。
据不完全统计，我国煤矿安全事故的主要发生原因就是通风管理存在问题，导致煤矿内瓦斯、煤尘浓度过高。为此，《煤矿安全规程》规定了应当用一备一的模式使用煤矿通风机。但在实际作业中，没有发挥出备用煤矿通风机和备用供电系统的作用。冷备用是煤矿通风机主要的方式，但冷备用的启动和挂网情况比较复杂，所以在倒机时风险性较高；
单母线分段运行是供电系统的主要运行方式，在出现电源问题时，切换供电电源的操作比较复杂，并且依赖人工完成，很难第一时间合闸，通风事故的影响进一步扩大。
1.1 煤矿通风机不停风倒机
在高瓦斯矿井的作业环节，通风机停机倒机会导致矿井内瓦斯含量过高，阻碍煤矿的安全生产。可以在停转煤矿通风机之前，先启用备用通风机，用热备用降低不确定性。在备用通风机启动之后，利用风门切换风路，在更短时间内，借助风路的切换，让通风机能够在不停风的状态下实现倒机需求。立足于现下实际情况，想要在备用通风机前启动主通风机，面临一定的困难和阻碍，所以改造煤矿通风机风道势在必行。图1、图2为煤矿通风机改造前及改造后的通风回路，通过合理改造提高了通风机倒机成功率，并且有效缩短了倒机时间，在通风机出现故障的情况下，远程监控系统还可以实现自动化操作[1]。
图1 通风机改造前通风回路
图2 通风机改造后通风回路
1.2 高性能自密式旋叶风门
传统的钢丝提拉无法满足闸板开闭的具体要求，尤其是在带有风阻的情况下，承受的压力相对较大，容易出现卡死等问题，无形中增添了安全隐患。在此情况下，自密式旋叶风门也自然而然出现。不同于传统的闸板风门，自密式旋叶风门选择了多组叶片代替闸板的作用，多组叶片的开合与关闭更加安全也更加方便，满足了大多数风门开合的需求。在切换速度领域，自密式旋叶风门的优势也比较明显，并且相较于闸板风门，承受的风阻相对较小。
1.3 通风机供电安全水平的提升
双回路供电，单母线分段运行是煤矿通风机主要的供电系统，但该系统仍然存在一定的安全隐患。可以通过高压快切装置实现备用电源的迅速切换，在电源出现故障时保障煤矿通风机的正常运行，降低电流产生的冲击，提高煤矿生产的安全性。在电动机电源进线，导致母线失电时，由于受到惯性的影响，电动机会继续运转并形成残压。为此，需要降低母线残压对电网的冲击，控制停电事故产生的影响。首先，在失电发生的第一时间，通过高压快切装置检测母线残压与备用电源的相位角，在差度不大的情况下，迅速实现切换，降低对煤矿通风机的冲击；
其次，在快速切换区域时机措施的情况下，高压快切装置可以实现同相位角的切换，降低对主要通风机和电源的影响；
最后，在上述两个时机都失去的前提下，在母线残压降低到40%以下时，高压快切装置可以进行投切，相较于冷备用启动更加稳定[2]。
1.4 通风机远程监控系统存在的不足
在一般情况下，煤矿通风机的位置比较偏僻，距离调度室有不小的距离，即使接入局域网，也仅能在调度室和现场获取实时数据。作为安全管理人员及领导者，如果没有第一时间出现在办公场地，就无法了解实时数据和信息。在煤矿出现安全事故时，无法及时作出科学决策，也不能第一时间有效控制与解决。
2.1 煤矿通风机远程监控系统设计
PLC和PC端是控制变频通风机的必备要素，也是煤矿通风机远程监控系统设计的关键。借助安装在煤矿开采点和通风机上的传感器，及时获取相关信息、数据与参数，通过PLC 进行有效处理与模拟。通过合理的煤矿通风机远程监控系统设计，对电机频率的调节更加灵活方便，也能远程控制通风机风门的开关，满足了煤矿通风系统及煤矿开采的多样化需求，发挥了煤矿通风机远程监控系统真正的价值。
2.2 煤矿通风机远程监控系统功能
2.2.1 开闭风门
一般而言，煤矿通风机远程监控系统都有配备的操作软件，方便工作人员控制风门的开关。在软件中点击开关按钮，远程就可以控制通风机风门的闭合，提高了操作的便捷度。将位置感应器安装在井下风门中，所以对风门的开启位置也可以实现精准控制。在风门开启或关闭到设定的位置时，就会第一时间给予反馈，并停止继续开闭[3]。
2.2.2 防爆门闭锁
在反风时，电机的运转以及风流会受到惯性影响，持续运行一段时间，需要等电机完全停止之后，才能实现反向运转，否则由于过大的负荷，会对风机产生一定损坏，甚至出现跳闸等问题。所以，需要设置好相应的延长时间，反风需要在电机完全停止运转后才能实施。
2.2.3 电机变量的实时监测
在通风机电机上安装好温度传感器，借助PLC 掌控电机的运行温度，在温度异常时第一时间分析与处理。在大屏幕中显示风机的风量、风压和风速等信息，用更加直观的形式显示出来。此外，借助远程监控系统，还可以显示电机轴承、一氧化碳浓度等多项参数和信息，全方位开展对风机电机的监测，在发生异常的第一时间获取信息，采取有效措施及时处理，降低煤矿生产的安全隐患。
3.1 煤矿通风机远程监控系统在温度报警中的应用
随着通风机的不断运转，温度也会逐渐上升，一旦通风机的温度到达一定阈值，就容易影响正常运转，降低煤矿通风质量，导致矿井内煤尘及瓦斯超标，不仅阻碍煤矿生产的有序进行，也会威胁开采人员的生命安全。所以，需要煤矿企业将煤矿通风机远程监控系统合理运用，及时监测煤矿通风机的各部件温度，在煤矿通风机轴承、液压站的温度逐渐上升，甚至影响到通风机正常运行的情况下，就需要合理开展降温工作，保障煤矿通风质量，确保煤矿内瓦斯、煤尘浓度在安全范围内，保障煤矿开采人员的生命安全，以及煤矿通风机的平稳运行。一般而言，将煤矿通风机远程监控系统应用于温度报警环节，需要从两方面采取措施。
第一，作为煤矿企业的管理者，以及煤矿开采工作人员，对通风机的硬件设备要学会合理应用。将传感器安装在矿井的各个开采测试点当中，在全面监控矿井温度的基础上，也有效排查传感器故障导致的数据不实问题，从根本上保障煤矿通风的安全性。
第二，作为煤矿企业的技术人员，对通风机的程序设计也要保持高度关注，合理判断与分析通风机的液压站及润滑站温度，结合传感器传递的信号，分析出具体温度数值，排除各种干扰因素和故障信息，保障对煤矿通风机运行的全方位监控。此外，作为煤矿企业的技术人员，也要控制好煤矿通风机以及电机的轴承温度，将温度报警系统安装在通风机和电机的轴承中，在温度出现异常的第一时间，将信号传递给技术人员，第一时间考察现场实际情况，找出存在的安全隐患，确保通风机平稳运行，也提高煤矿生产的安全性。
3.2 煤矿通风机远程监控系统在失电故障中的应用
在煤矿通风机的运行中，由于煤矿生产的复杂性，遇到的情况也是多种多样的，甚至会出现失电故障等严重问题。针对该情况，需要构建完善的煤矿通风机远程监控系统，才能保障通风机的正常运行，满足煤矿生产的具体要求。在出现失电故障的第一时间，将警报信号传输出去，第一时间处理与解决，保障煤矿生产整体的安全性，也确保通风机能够有效运行。由于电网系统出现波动，煤矿通风机也会出现跳闸问题，无法满足煤矿通风的具体要求，需要技术人员第一时间手动修复，保障通风机的有序运行。在正常的煤矿通风机运行中，随着时间的推移也会出现一定损耗，影响煤矿通风机的工作质量，甚至阻碍煤矿生产的正常推进。所以，将煤矿通风机远程监控系统应用于煤矿开采环节已经刻不容缓。通风机远程监控系统的应用，提升了煤矿开采的安全性，也确保了煤矿通风机的平稳运行。一般而言，在出现失电故障时，煤矿通风机远程监控系统的应用主要集中于以下两方面：
第一，对煤矿通风机的硬件要做出改造与更换，在通风机的各个部位安装好高压及低压开关，这样煤矿通风机就能够实现自动通电，提高煤矿通风机功能的完整性。而煤矿通风机的运行，只要有符合要求的工作电流通过，通风机就能够实现自动通电，保障煤矿通风机的平稳运行。
第二，煤矿企业的技术人员要及时设计煤矿通风机远程监控系统对应的软件，判断煤矿通风机运行环节的各种带电情况，分析出现失电故障的具体原因，控制好导致通风机失电故障的因素，结合失电故障的实际情况采取有效解决措施。在通风机出现失电故障的第一时间解决，降低对煤矿生产的影响，也保障煤矿开采人员的生命安全。
3.3 煤矿通风机远程监控系统在风机角度调节控制中的应用
在当前阶段，角度自动回零是煤矿通风机运行经常出现的问题，尤其是煤矿开采过程中出现的比较频繁。针对角度自动回零问题，需要工作人员第一时间掌握相关信息，否则会影响通风机的正常运行，矿井内瓦斯及煤尘的浓度上升，导致煤矿出现安全事故，威胁煤矿开采人员的人身安全，造成煤矿企业的经济损失。所以，需要煤矿企业及时应用通风机远程监控系统，控制好通风机的具体角度，做出合理的设计与调整。
第一，结合通风机运行的具体情况，需要相关技术人员采取有效措施，将执行器的警报数值设置好。结合煤矿通风机的实际运行状态，以及返回的具体警报数值做出合理判断与操作，确保煤矿生产的安全性。
第二，作为煤矿企业的工作人员，需要第一时间将警报设施安装在通风机中，一旦通风机角度归零，第一时间发出警报信号，帮助工作人员了解实际情况。工作人员到达现场处理煤矿通风机，确保煤矿的通风质量，防止由于通风机停止运行导致矿井瓦斯浓度上涨，保障煤矿开采的安全推进，在确保开采人员生命安全的基础上，提高煤矿企业的经济效益。
综上所述，伴随着我国煤矿行业的高速发展，想要确保煤矿开采质量，就需要相关工作人员意识到煤矿通风机远程监控系统的重要性，应用于煤矿开采的各个环节当中。通过煤矿通风机远程监控系统，实现对煤矿生产的全方位24h监控，在发现安全隐患、出现安全事故的第一时间发出警报，及时采取有效的解决措施，确保煤矿开采人员的生命安全，也推动煤矿企业进一步发展。
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