通风设备作为各个行业中广泛应用的机械设备，其耗电量占全国总耗电量10%左右【1】。在当今资源缺乏、电力紧张的情况下，合理选择通风设备具有重要意义。

　　自然通风主要是通过热压、风压或二者共同作用完成的【2-3】。它可以促进空气流动，不消耗动力，是一种经济的通风方式。若能够合理利用这一通风方式，可以获得较大的通风换气量，从而可减少通风设备容量。本文从理论出发，结合具体工程，研究分析了自然通风对通风设备选择的影响。

　　自然通风的计算主要包括三部分：热压单独作用下的自然通风计算、风压单独作用下的自然通风计算和热压、风压共同作用下的自然通风计算【4-5】。

　　为了方便计算，建立建筑分析模型，如图1所示。图中1-1断面表示窗口，2-2断面表示表示烟道出口。烟道出口与窗口中心高差为h，窗口外侧静压为p1，内侧静压为,烟道出口外静压差为p2，内侧静压为。设室外空气温度为tw，空气密度为ρw，室内空气温度为tn，空气密度为ρn，且，tn＞tw，ρn＜ρw，假定只有1-1断面与2-2断面两个空气进出口。

　　式中Δpr1和Δpr2分别为热压单独作用下窗口1-1断面和烟道出口2-2断面的内外压差，Pa。

　　式中μ1和μ2分别为1-1断面和2-2断面处的流量系数；F1和F2分别为1-1断面和2-2断面处的面积，m2。

　　某一建筑物周围的风压分布与该建筑的几何形状和室外方向有关。风向一定时，建筑物结构上某一点的风压值pf（Pa）可用下式计算【6-7】：

　　但是k值要在风洞内通过模拟试验求得，所以对现场和设计应用有一定的难度。本文采用《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的有关规定计算风压值，计算如下：

　　式中wk为风荷载标准值，kPa，βz为高度z处的风振系数，βz=1+，其中ξ为脉动增大系数，υ为脉动影响系数，φz为振型系数；μs为风荷载体系数；μz为风压高度变化系数；w0为基本风压，KPa。

　　某一建筑物受到风压、热压同时作用时，风压与热压在同一平面是简单的代数叠加，可以完全分解，风压不影响建筑物内热压本身的压力特性。由此可得

　　式中Δp1为热压、风压共同作用下窗口1-1断面内外压差，即-P1,Pa; Δp2为热压、风压共同作用下烟道出口2-2断面内外压差，即-p2，Pa。

　　式中G为通风量，kg/s；Q为室内余热量，KJ/s；c为空气的比热容，KJ/（kg·°C）；tp为排出空气的温度，°C；t0为进入空气的温度，°C。

　　现以1层热力车间与烟道作为研究对象，其计算模型见图1，其中窗口1-1断面中心到热力车间地面的距离为1.6m，窗孔1-1断面中心到烟道出口2-2断面的距离为h=25m。

　　注：该工程处于B类地区，且高度小于30m，高宽比小于1.5，所以βz=1。

　　其中正号表示风压作用方向垂直建筑物表面指向建筑屋内，负号表示风压作用方向垂直建筑物表面指向建筑屋外。由于室外风的风速和风向是经常变化的，为了保证自然通风的设计效果，根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）的规定，在实际计算时，仅考虑热压作用，风压一般不予考虑，但是必须定性的考虑风压对自然通风的影响。这里风压组合值按频遇值取0.4[1]，所以修正后的1-1断面风荷载值wk11 和2-2断面风荷载值wk22分别为

　　图2~4分别表示热压单独作用下余压沿高度的变化，风压单独作用下余压沿高度的变化，热压、风压共同作用下余压沿高度的变化。

　　由表3可知，自然通风的压力比机械通风要求的压力要大的多，而流量却小。机械通风所要求的压力是是为了保证空气输配过程中消除沿程阻力和局部阻力，所以自然通风提供的压力是完全可以克服沿程阻力和局部阻力。利用热球风速仪对现场进行测量，烟道出风口的风速保持在6.4~15.6m/s，这是因为室外风压和温度的变化影响而导致的。

　　对于该工程来说，可以充分利用自然通风所提供的压力（自然通风的压力为159.539Pa，机械通风的压力为31.871Pa），但是流量不够（自然通风的流量为9.871kg/s，机械通风的流量为14.894kg/s）。所以可以在利用自然通风的同时，增加备用通风设备，同时可以配套设置通风设备变频器，一同工作更加节能，日常工作时不必完全启动通风设备。有条件时应利用自然通风以减小通风设备的容量，降低初投资及运行费用，减小能源浪费，从而达到节约能源的目的。

　　中国建筑科学研究院.GB50009-2001建筑结构载荷规范【S】。北京：中国建筑工业出版社，2002

　　宋晔皓。利用热压促进自然送风——以张家港生态农宅通风计算分析为例【J】。建筑学报，2000（12）：12-14

　　刘何清，徐志胜，室外风压、火风压对建筑物中和面位置的影响[J].中国安全科学学报，2002，12（2）：72-75

　　建筑工程常用数据系列手册编写组。暖通空调常用数据手册【M】。北京建筑工业出版社，2001

　　“我们公司创始于1956年，早年做过农用机械、五金。八十年代的西江，航运发达，造船厂众多，造船中需要用到风机，看到商机之后我们就进入这个领域，没有想到一做就是三十几年。”肇庆德通总经理乐普成提到，进入通风设备行业之后，公司开始在这个领域潜心经营。

　　“一个领域都做不好、8868体育 8868体育官方入口做不精，怎么可能做好其他的行业。”肇庆德通董事长陈学玲表示，只有做专、做精，企业才能长久发展，一心多用最后只会什么都做不好。

　　“只有专注才能做出成绩，企业也才能屹立不倒。”乐普成说，这么多年来，公司始终坚持这一理念，即使面对市场的诱惑，即使在公司经营有困难的时候，也始终不改初心，通风设备越做越精。

　　1992年，肇庆德通年销售收入只有120万元，纳税不到10万元。如今，其年销售收入已经达数亿元，每年纳税超过2000万，成为德庆纳税大户。

　　“这一切，归功于我们长期以来对产品质量的坚持。”在肇庆德通销售部经理陆建峰的带领下，记者来到该公司实验室。实验室里，两台大型检测机器正在运行，“这么大型的检测机器，目前行业内还是很少有的，我们所有产品都要经过检验合格，才能出厂。”陆建峰说，为了保证产品的质量，公司建立了健全的质量保证体系，在行业内率先通过了ISO9001国际质量体系认证，拥有专业的风轮、整机动平衡设备，并按照美国AMCA210标准建立了国内首台气动性能自动检测系统。

　　“我们的风机，所有参数都是实打实的，一点水分都没有。”陆建峰提到，目前行业内风机参数不真实的不在少数，有的只能达到铭牌参数的50～70%。“很多小企业制造能力不足、工艺跟不上，也没有先进设备，产品外观表面看起来很接近，但是实际运行起来差别很大了。”陆建峰说，风机每一个部件精度的微小差异，都会影响到整机的性能和效率；做产品要有工匠精神，这是一个非常精细的活，非常考验技术和经验的积累。

　　在生产车间，记者看到这里有完善的生产加工系统，各个关键工序都应用了先进的数控自动化设备：大型数控旋压机、激光切割机、先进的数控钣金加工中心，确保每个零件都得到精心制造。

　　“你别看很多设备大家都有，其实使用起来差别很大。”乐普成给记者打了个比方，加工设备就好像是菜刀，风机的原材料就好比是各种肉、菜材料，大家买的刀一样、材料一样，但是做出来的菜的味道如何，关键还是要看厨师的水平。“三十几年的专注与专情，让我们积累了大量的数据，培养了优秀的工人和工艺控制人员，这是很多企业无法比拟的。”

　　“技术创新、产品开发和制造升级，是决定企业生存和发展的头等大事，公司每年投入占销售收入5%左右的资金进行科研开发，通过推动科技进步，实现产品的更新换代和新产品的开发。”乐普成告诉记者，专注与创新，是公司发展的两个重要指引。

　　“销售额5%的资金用于科研开发，差不多就是每年投入都超千万元，这在同行之间绝对是名列前茅的。”乐普成自豪的说，通过研发资金的投入，公司建立了强大的研发团队，不断优化和提升产品性能。

　　科研上的进步，也使肇庆德通在环保设备行业崭露头角。“2002年开始，我们进入油烟净化行业，正式与环保产业结缘。如今，我们拥有多项专利和节能认证的13-48系列厨房抽油烟风机，已经成为油烟净化风机中的市场标杆。”乐普成介绍说，如今环保产业方面的风机是公司发展的一个主要业务。

　　“相对其他同行来说，我们介入环保产业的时间比较短，但是这也为我们的高起点切入提供了机遇。”乐普成说，环保类风机主要用在环保除尘、脱硫、脱硝、净化等工艺中，这些工艺有一个非常特殊的难题，就是随着时间的推移，过滤系统的集尘致使风阻会越来越大，这对风机提出了很大的挑战，“风机是这些设备的核心，风阻一大风量马上下降，设备就发挥不了作用。”针对这一特点，肇庆德通率先研发出了全新高效KTF系列抗阻变净化专用离心通风机，实现了在风阻不断变大的情况下，风量衰减很少，保证了设备的运行效果，大大延长了过滤系统清理周期。“早期环保要求比较低，很多设备运行的标准不高，所以对风机的要求也不高。但是随着环保要求不断提高，环保设施运行的效率也有了更高要求，很多风机的弊端逐渐就暴露出来了，对性能优异、质量优良保证、运行稳定的风机需求也就随着增加了。”

　　经过多年的发展，目前国内通风设备行业渐成规模，通风设备在国内市场占的份额迅速增加，部分企业的设备出口规模也不断扩大。另一方面，一些有实力的外国厂商也开始注意到中国市场，国内通风设备市场争夺战逐渐拉开帷幕。业内专家表示，相比国外先进通风设备企业，我国的企业目前仍面临诸多危机。

　　首先是经济大环境变化，通风设备的企业成本压力增大。最近两年，国家经济增速下行对通风设备工业的影响逐渐显现，加上工人工资的提升、人民币汇率上涨等因素，无疑都加重了企业的经营压力。

　　通风设备行业低端产品产能过剩，同质化严重，则是另一个严重问题。我国通风设备产品虽涵盖200多个系列、2000多个通风设备品种，但产品种类多而不精，重叠布局、重复投资等现象普遍存在。原材料、技术、资金、销售等方面的相互挤压，加重产品的同质化发展趋势；不明显的产品特征及不突出的竞争优势，限制了通风行业的发展。

　　可靠性差是通风设备产品一个最大的短板。正如陆建峰所说，目前市场上光是风机的参数就存着很大的水分。产品可靠性差带来了诸多的“恶果”：首先是用户不满意，其次是拉低企业的盈利能力。国产风机产品可靠性差的问题得不到妥善解决，中国风机产品等于低端廉价产品的“帽子”就摘不掉，民族企业就只能在低端市场上竞争，形成恶性循环。

　　最后，在经济效益的趋势下，某些发展较为滞缓的风机厂家因在产业技术及产品性能上均无明显优势，便由常规的“质”、“量”战，开始转变为以降低产品价格为“优势”的恶性价格战。为抢占市场，有些企业甚至不惜以“负效益”来扩大对市场的占有率，在严重扰乱市场秩序的同时，还使一些正规厂家也不得不下调风机销售价格。

　　工欲善其事，必先利其器。如何打破劣势，开拓出新局面？提升通风设备装备制造能力首当其冲。“可以说谁拥有精良的制造能力，谁才能赢得市场先机。”业内人士表示，科技创新是一个企业立足于市场的核心价值，亦是企业发展水平与市场竞争力的直接体现，面对市场的乱象，企业一方面要守住质量底线，另一方面要积极地以技术创新来不断提高产品档次、加快产品的更新换代。

　　随着技术的不断提高，变频控制技术在集团得到了广泛的推广应用，在采煤机、带式输送机、主扇风机、架空乘人器、给排水泵等系统应用效果良好，已经成为集团大型设备的主要控制方式。

　　①启动电流小，通过在运输设备上使用变频技术，大功率电机启动时对电网造成的冲击在一定程度上可以大大地减轻，同时在一定程度上可以降低同一电网中对其他设备的影响和制约。②对起动、停止的时间进行调节，通常情况下，借助变频技术在一定程度上可以对启动或停车时的加速度进行调节，确保了启动和停车的平稳性，对机械传动装置造成的冲击大大减少。③运输设备具备更加优越的重载启动性能，无速度传感器矢量控制方式在变频器中得到使用，在这种情况下，低频运转可输出往往可以达到额定转矩的1.5倍，胶带机重载启动性能在一定程度上变得更加平稳。④能耗普遍降低。主要表现为：a调节胶带机的速度通常情况下要依据胶带机的负荷来进行，进而在一定程度上大大提升有功功率；b系统传动效率在一定程

　　度上得以提升，主要表现为，系统总的传动效率与液力耦合器驱动效率相比较，通常情况下要高出5%～10%。⑤使得启动、停止更加平稳，通常情况下，胶带张力降低30%。

　　①可简化电气系统，降低了设备故障率和电能损耗。②具有电机软启动功能。电动机启动时，在一定程度上可以从零开始启动电流和频率，使其缓慢增加，一直增加到实际所需的负荷电流。因此，提高了电流的安全性，并能彻底消除电动机的启动损耗。③提高了功率因数。变频器的理论功率因数是1，考虑到杂散损耗，保守的估计可将功率因数提高到0.95以上。④降低了噪音。电机在转速小于额定转速下运行，进而在一定程度上大大降低了风机的噪音，工作环境得以改善，同时机械磨损也明显地降低。⑤操作简单。通风量可通过变频节能器的控制面板进行调节，安全方便。⑥保护动能齐全，并具有故障记忆判断功能。提高了设备的可靠性，降低了设备的检修、维护等费用。

　　①在变频驱动器的作用下，可以将1140V工频电源转为供200kW胶带驱动电机用可调变频电源。②对于变频驱动器启停和调速的开关量控制信号，通过将其进行输出，进而在一定程度上对变频驱动器的启动和加减速进行相应的控制。③变频器内置控制器，对胶带张力、皮带机保护器故障信号等信息进行采集，对胶带运行根据设定参数进行实时保护。④在机尾设置机尾加减速按钮，根据实际情况，操作人员在机尾处对胶带运行速度进行调整。⑤变频器散热板通过自带水泵抽取冷却水进行循环冷却。

　　灵新矿使用的是轴流式BD-II-8-NO20式通风机，现有两台风机一用一备。每台风机有两台电动机（一级电机＼二级电机），每台电动机铭牌数据为：额定功率132kW，额定电压380V，额定电流260.8A，额定转速740r/m。运行基本情况：运行角度2.5度，通风量Q=3680m3/m，负压为45毫米水柱。生产厂家：湘潭平安电气集团公司、西北工业学院联合制造。

　　电动机实际输入电压为380V，输入电流为150A。使用变频器对通风机进行改造后，具有巨大的节能潜力。变频器型号：SJ300，功率：132KW，电压等级：380V，生产厂家：日本日立公司。

　　在上述公式中：异步电动机的转速、电网频率、电动机转差率和电动机极对数通过字母n、f、s、p分别进行表示。通过对公式进行分析可知，转速n与频率f 符合数学的正比关系，因此，只要对频率f进行改变，那么在一定程度上就可以完成对电动机转速的调整。通风机采用变频调速器从电网接受工频50HZ的交流电，经过一系列的整流和调频，进而在一定程度上实现交流电动机的变速运行。

　　①使用变频器后，电机可软启软停，减少设备机械冲击。②变频调速技术先进、成熟，提高了设备的技术含量。③变频调速不仅能优化调速性能，还能实现节能降耗，一般能节电30%左右。

　　[1]叶的旺.变频技术在煤矿井下胶带运输系统中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（05）.

　　[2]张敏.谈变频技术在皮带运输系统中的意义[J].价值工程，2012（11）.

　　无论是在新建扩建矿井还是在生产矿井中，都涉及到大量的井巷掘进工程。在巷道掘进进程中，为了稀释并排出掘进工作面所涌出的瓦斯。爆破后产生的炮烟与成矿尘，创造良好的通风条件，保证人员的生命安全，就需要对工作面进行、可靠、连续供风。掘进巷道由于只有一个通风口，不能形成对流通风，因此需要采用局部通风机、高压水气源或主要通风机产生的风压等技术手段向掘进工作面提供新鲜风流和排出污浊风流。

　　由以上所述，掘进巷道只有个通风口，需要借助局部通风机才能实现掘进工作面的通风作业。按吸入新鲜风流或排除污风方式不同，可将掘进通风分为压入式、抽出式或混合式通风三种形式，至于选择何种通风方式，应根据掘进巷道的生产条件而定。就目前来看混合式通风效果最好，所以在我国掘进巷道工作面内应用较为广泛。

　　局部通风机将新鲜空气从风筒压入工作面，使污浊空气从巷道排出。在通风中炮烟不断随风流排出，在巷道出门处的炮烟浓度下降到许可浓度时，排烟过程结束。

　　为确保通风效果，局部通风机安设在有新鲜风流流过的巷道内，距掘进巷道口必须大于10m以上，防止出现循环风流。为有效排除工作面的炮烟，风筒口距工作面的距离通常要小于10m。它有效射程较大，冲、排炮烟的作用很强；工作面回风不通过通风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式安全可靠；工作面回风沿巷道流出，在沿途一并将巷道内的粉尘及有害气体带走。它的缺点是：长距离巷道掘进排出炮烟需求的风量大，排出的炮烟在巷道中随风流扩散，范围大，时间长，工人进入工作面要穿过污浊气流。

　　如图2所示，局部通风机将工作面的污浊空气从风筒被抽出，新鲜风流沿巷道流入。风筒的排风口要设在主巷道风流方向的下方，距掘进巷道口应大于10m。

　　抽出式通风回风流经通风机，若因叶轮与外壳碰撞或其他原因出现火花，有发生煤尘、瓦斯爆炸的危险，在有瓦斯涌出的工作面不可采用。抽出式通风的有效吸程不长，只有在风筒口离工作面较近时即可取得满意的效果，因此，在平巷掘进中采用不多，在深竖井掘进中应用较多。抽出式通风的优点是：在有效吸程内排尘效果好；排炮烟需要的风量较小；回风流不污染巷道。抽出式仅能使用刚性风筒或刚性骨架的柔性风筒。

　　这种通风方式是同时使用压入式和抽出式的通风方式。在掘进巷道时，单独使用压入式或抽出式通风均有各自的优点和缺点。混合式通风利用辅助局部通风机作压入式通风，使新鲜风流压入工作面，冲出工作面的气体和粉尘。为使冲洗后的污风在巷道中从经风筒排出，要用另台主要局部通风机进行抽出式通风，这就构成了混合式通风。

　　局部通风机和风筒的布置如图3所示。局部通风机的吸风口要大，与抽出风筒抽入口的距离要大于15m，避免形成循环风流。吸出风筒口至工作面的距离应等于炮烟抛掷长度，压入新鲜空气的风筒口到工作面的距离不可大于压入风流的有效作用长度。

　　（1）局部通风机。局部通风机要求体积小，效率高，噪声低，风量、风压可调，坚固和防爆。国产的BKJ66一1子午加速型系列局部通风机效率高，噪声低。

　　（2）风筒。常用的刚性风筒有铁风筒、玻璃钢风筒等。坚固耐用，可用于不同通风方式，其缺点是笨重，接头多，体积大，储存搬运、8868体育 8868体育官方入口安装困难。柔性风筒有胶布风筒、软塑料风筒等。在巷道掘进中使用较广，具有轻便、容易安装、阻燃、安全性能可靠等优点，但容易划破，仅能用在压入式通风。

　　（3）引射器。引射器有水力和压气两种。前者无电气部件，可降温、除尘、消烟，适合瓦斯大、供风量小的煤巷掘进，而效率低，能力小，仅在特定环境下才能采用。某矿区在使用多个水力引射器串联的条件下，最大供风距离达700m，工作面有效风量达70m3/min。后者是运用压缩空气为动力的通风设备，尤其适合高瓦斯区小断面巷道掘进通风。

　　掘进安全技术装备系列化是治理瓦斯、煤尘、火灾等灾害所需要的多种安全技术装备，是预防和治理相结合的综合性安全技术措施，对于保证掘进工作面通风安全可靠怀具有重要意义。

　　常用局部通风机正常供风时由专用电源进行供电，一旦出现故障停机时，电源开关自动切换线路，由另一备用电源进行供电，同时备用通风机即刻启动供风，从而实现了即使在故障情况下的掘进面连续供风。由于双风机共用一道主风筒，风机要实现自动倒换时，风筒自动倒风装置可使连接两台风机的风筒能够自动倒风。

　　“三专”是指专用变压器、专用开关、专用电缆。“两闭锁”则指风电闭锁和瓦斯电闭锁。向掘进巷道内电气设备供电必须建立在两个前提之下：一是局部通风机正常供风；二是掘进面内瓦斯浓度不能超标。当常用局部通风机故障停机时，风电闭锁会自动切断所控制的工作面电气设备的供电电源。当瓦斯浓度超标时，瓦斯电闭锁会切断瓦斯传感器控制范围内电气设备的供电电源，而局部通风机能可正常作业。当同时出现瓦斯浓度超标和局部通风机故障停机时，局部通风机会停止作业，需要人工对局部通风机送电，当瓦斯浓度降至正常值时再切换到专用电源控制，从而提高了局部通风机连续运转供风的安全可靠性。

　　掘进通风仍是巷道掘进的薄弱环节，所以需要根据矿井具体的地质通风条件来选择适宜的通风方式。此外，在加强掘进面瓦斯排放的同时，也需对通风设备进行改进，如提高行动化水平和实现掘进通风安全技术装备系列化等，以提高掘进工作面的通风抗灾能力。 [科]

　　[1]郭延军，郭新红.煤矿巷道掘进通风系统压能分布分析[J].现代矿业，2011（10）.

　　[2]韩发.巷道掘进的通风方式与设备选用[J].科技与企业，2012（04）.

　　煤矿业是我国国民经济的支柱产业，其能否安全、高效的生产直接关系着我国经济的发展。煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有重要的地位，将自动化控制技术应用于其中，再加上人工管理办法，能够有效的提高设备的工作效率，降低设备的维修率和维修成本，延长设备的使用寿命，提高整个通风系统的安全性能，对煤矿的安全生产具有重要的现实意义，并且推动着煤矿通风技术工程事业的发展。

　　自动化控制系统是由中央控制系统、控制系统和监控系统构成的，煤矿通风自动控制系统的中央控制系统的任务是监控自动化系统传输的信号，然后计算信号的参数得出相应的控制参数，将控制参数作为对系统进行控制的指标。

　　自动化控制系统中的中央控制系统是通过计算机进行的，中央控制系统的扩展功能非常强大，具有自动化控制速度快、精度高的特点，能够完成大部分任务，优化控制过程。中央控制系统的作用是利用计算机的扩展功能进行信号的接入和传输，并能够对监控系统传输过来的信息和数据进行处理，通过运算结果对监控系统进行相应的优化和调整，从而改善作业环境。此外，中央系统还负责报警功能。

　　应用于煤矿通风设备维护中的自动化控制系统主要是由通风系统组成的，在实际工作中，通风系统对风量的调节可通过调整风门或百叶窗的方法来达到调整风速的目的，从而更好的控制风量；系统中也可以设置变频装置来调节通风设备的转速，调节风量。另外，可设置定时装置，在装置定时器的基础上，加设爆破开关，从而实现定时装置爆破后的自动通风，有效的对矿井下的局部通风设备进行控制。控制系统在中央控制系统的指挥下进行参数的调整，从而改变作业环境。

　　监控系统的最重要的组成设备是传感设备，通过传感器设备使监控系统实现对作业环境中各种信息指标的监测、计算和分析，比如实现通风设备风量、矿井的环境、风压、温度等数据的精确测量，从而更好的对通风设备的通风风量进行控制。应注意的是传感器设备在作业环境中的设置必须合理，只有这样才能保证监测数据的准确性。

　　煤矿业是我国的支柱产业，直接关系着我国国民经济的发展，煤矿的安全生产显得异常重要。通风设备为煤矿的安全生产提供了保障，在煤矿的生产中的作用是不可替代的。通风设备主要作用是为矿井下的工作人员提供新鲜的呼吸空气，保证他们的正常呼吸，并稀释矿井下高浓度的有害气体，为工作人员营造一个安全的作业环境，同时，也保障煤矿安全生产工作的正常进行。当通风设备出现问题的时候，极有可能会引起重大的安全事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失，所以，做好通风设备维护工作非常重要。自动化控制技术应用于煤矿通风设备的维护中，能够强化设备的安全性和可靠性，并实现对设备的有效监控和管理，提高通风设备的管理水平，大大降低了设备的维护量和维护成本，节约了大量劳动力。纵观当前我国煤矿通风设备的应用现状，在煤矿生产中，大多自动化设备的应用是分散且独立的，这就为维护工作带来了很大的不便，且设备运行的可靠性和准确性较低，难以实现对通风系统的集中监控和管理，也就无法保证通风设备安全、可靠的运行。综上所述，自动化控制系统应用在煤矿通风设备维护中是大势所趋，是必然的。

　　自动化控制技术在煤矿通风设备维护中的应用很广泛，主要作用包括检测、监测、分析、查询、自动报警等，对于提高通风设备的运行效率有着重要的作用。由于自动化控制系统是由计算机来完成的，这样就大大节省了劳动力，提高了系统运行的可靠性和安全性，在实际工作过程中，也简化了对通风设备的维护工作和安全管理工作。

　　在进行井下工作的时候，通过自动化控制系统能够有效的实现对井下环境的实时监测，采集和展现各种实时数据，比如通风机运行的风量和风压大小、有害气体含量的大小等，从而为值班人员、操作人员和技术人员的实际工作提供参考，使其更好的掌握操作要点。

　　自动化控制系统通过绘制曲线的方式将各种采集到的数据的变化趋势显示出来。绘制的曲线有历史曲线和实时曲线。历史曲线是对一个时间段内的数据参数的统计和汇总，而实时曲线是对当前时段内的数据参数进行展示。通过绘制曲线的方法能够准确的把握通风设备的运行情况以及设备各部位的工作状况，从而做到及时的发现问题，并制定相应的处理策略减小或消除设备隐患。

　　自动化控制系统能够自动生成不同类型的报表，比如有年报表、月报表等，可根据不同的需求，通过不同的报表实现对历史数据和实时数据的查询和打印，大大方便了相关操作人员的工作。

　　自动化控制系统能够通过对通风系统实时数据和历史数据的采集设置各项参数，然后通过各项参数的上、下限确定报警条件，这样，通风设备的各项参数超出报警条件的上、下限时，或者通风设备的运行出现异常的时候，系统就会自动发出警报，并自动发出对通风设备进行控制的指令，使值班人员和技术人员做到对故障进行及时的排查，还可通过对历史数据和实时数据的分析、计算和对比，找出最合理的解决措施，从而消除隐患，预防事故的发生。另外，自动化控制系统本身还具有储存报警信息的功能，便于日后的使用，以避免同类的故障发生，为技术人员和操作人员对通风设备进行安全性分析提供了必要的数据。

　　自动化控制系统能够设置安全机制，通过安全机制，对相关操作人员进行了权限的分级，这就使得不同操作人员可执行的操作也是不相同的，比如数据分析人员，将其权限设置在只可以读取系统传输和收集的信息数据范围内，没有修改信息或操作控制系统的权限，这种通过对操作人员进行权限分级的机制大大强化了自动化控制系统的可靠性、稳定性和牢固度，能够有效的避免不相干人员的恶意操作和非专业人员的误操作，为煤矿通风设备维护的安全性提供了有力的保障。

　　总之，煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有非常重要的地位，必须使其保持在最佳的运行状态。煤矿通风设备在实际的应用过程中还存在着一系列的问题，而自动化控制技术是社会发展、时代进步的必然产物，其在煤矿通风设备维护中的应用能够对这些问题做出有效的解决，有效的提高了煤矿通风系统的安全性能，对提高设备工作效率，降低维修成本，保证煤矿的安全生产具有重要的作用，由此可见，自动化控制技术在煤矿通风设备维护中的应用前景十分广阔。

　　[1]邬如梁.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术，2013，32（4）：62-63.

　　[2]高俊祥，高孝亮.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤矿安全，2011，58（11）：55-57.

　　[3]陈醉.试论自动化技术在煤矿通风中的应用[J].科技资讯，2012，62（23）：96.

　　[4]沈庆.论煤矿通风中自动化技术的应用[J].黑龙江科技信息，2013，15（9）：52.

　　Java由于具有开放性、平台无关性和面向对象等特性，使之成为一个理想的软件开发平台[1]。因此智能通风[2]模块与下位机的通信方式选择RS232串口通信。本文使用Java开发基于B/S结构的智能通风状态监控串口通信程序，具有很强的实用意义。

　　智能通风模块的物理结构为B/S（Browser/Server）模式，即浏览器/服务器模式，用户可联网通过Web浏览器访问系统，连接服务器对各通风设备进行监控维护。

　　服务器通过串口与通风设备进行通信，其流程如图1所示。进入页面，发送状态查询数据帧查询通风设备状态。若超过T0时间则提示响应失败。在T0时间内设备有响应则分析返回数据帧显示各通风设备的状态。用户点击通风设备图标，发送操作数据帧，在T0时间内通风设备进行响应，并返回数据。如果通风设备操作成功则提示操作成功，否则提示操作失败。若超过T0时间则提示响应失败。

　　智能通风通信协议[3]以帧为基本单元传输的，每帧由帧头、装置地址、报文命令码、报文长度、正文、累加和及结束符等组成。每个域由一定字节组成。其中读写寄存器的通信协议采用Modbus协议。其命令帧格式如图2所示。

　　智能通风设备监控模块如图 3所示，通过选择仓号显示该仓号通风设备的状态，通风设备有通风窗、轴流风机、离心风机和空调等。点击图中通风设备图标可控制设备的开关。

　　Java读写串口过程主要是调用m包中的comm API函数。在m包中串口的输入输出操作是数据流形式，在初始化串口波特率和数据位的同时，将输入输出流和该串口建立一个映射，串口的输入输出操作就直接反映在输入流和输出流上。通过CommPort类的getInputStream（）和getOutputStream（）方法即可分别取得端口的输入流和输出流。

　　串口操作主要包括初始化串口、读写串口和关闭串口等操作。初始化串口操作tialize（）打开串口并配置串口，如果初始化成功返回1，否则返回-1。打开串口需确定串口号和打开方式。

　　首先使用m. CommPortIdentifier类确定是否有可用的通信端口以及为IO操作打开通信端口。其中getPortIdentifier 对象得到系统端口列表，open方法可以返回一个CommPort对象。open方法有两个参数，第一个是String，通常设置为应用程序的名字。第二个参数是时间，即开启端口超时的毫秒数。当端口被另外的应用程序占用时，将抛出PortInUseException异常。

　　接着使用setSerialPortParams方法配制串口静态成员变量波特率、数据位、数据停止位和奇偶校验。

　　本文介绍了智能化粮库系统中的通风模块，模块通过发送接收串口通信数据包进行监控通风设备状态以及控制通风设备开关闭合。系统使用Java的Comm.jar开发包实现串口通信比较简单，可移植性好，具有一定的实用性。

　　[1]周海涛，高兴锁，江晓峰.基于java数据采集串口通信的设计和实现[J].微计算机信息，2006（4）：141-142.

　　[2]陈德发，秦维平，马飞.智能通风技术在高大平房仓中的应用[J].粮油仓储科技通讯，2014，30（1）：29-31.

　　[3]钱伟青，张茂青，宦洪才，彭芳.基于Modbus协议的智能通风系统[J].电气时代，2006（8）：110-112.

　　众所周知，现如今我国主要能源中煤炭的占有量依然保持着，煤炭对国家经济建设发展的推动作用是巨大的。作为煤矿建设的重要组成部分，煤矿通风系统关系着井下采煤人员以及整个煤矿的生产安全，只有在煤矿建井初期，优化煤矿通风设计，才能最大程度上避免因为通风系统不合理造成的生产事故，保障煤矿顺利运行。

　　新建矿井的通风设计应该满足煤矿基础建设时期和后期煤矿开采时期的不同要求，同时要注重兼顾已有矿区和未来扩建矿区的发展要求。从矿井的实际情况出发，对于井下通风设备、通风线路、实际通风效果都要有合理的控制，满足矿井各个时期、各个巷道、各个采煤工作面的实际通风需求。

　　通常情况下，煤矿的通风设计应该区分为基础建设时期和生产时期。基建时期通风设计主要考虑主副井井筒、井底车场、基础水平运输大巷、各井下硐室、上下山以及通风巷道建设时的通风。生产时期的通风是在原有基建通风的基础上，考虑采煤工作面、后期掘进巷道以及全矿开拓时期各巷道的通风。矿井通风是井下生产的最基本保障，必须确保进风口的新鲜风流无粉尘、杂质、有毒有害气体等，通风系统自身要具备抗灾能力强，结构简单，通风效果稳定可靠等必备特点。

　　（2）因为通风进出口的不同要求，主副井提升设备的不同也决定了通风系统的风口选择，对于采用漏斗提升或者皮带运输的井筒不能作为进风井。

　　（3）通风系统提供的风量应该满足或者稍稍超过矿井所需风量，对于局部的巷道和工作面应该具体分析，采用局部通风设备，满足实际要求。

　　（4）因为井下特殊的环境条件，煤矿瓦斯与地热的存在使得通风系统对于回风巷的选择以及回风风流的控制必须严格标准，回风风流中含有的煤尘、少量煤层瓦斯等具有爆炸危险，应该积极避开井下炸药存放地，及时汇入总回风巷道。

　　（5）无论煤矿三个立井如何安排通风口，都要考虑到全年内地区风向变化，最大程度上去控制进风口的新鲜风流。

　　（6）对于井下配电室的通风应该设置独立的风流循环系统，不能与采面、运煤巷道等其他生产巷道混用，回风风流可以被及时引入回风巷。

　　综合上述各种要求，结合煤矿地质条件和煤层条件，在经济条件允许的情况下，确定科学经济的矿井通风系统。

　　矿井总进风量的计算，需要综合井下采煤采准工作面、掘进工作面、硐室以及其他通风点的风量实际需求。总风量要按照井下同时工作人数的最大值来计算，按照《煤矿安全规程规定》，井下工作人员每人每分钟供风量应该不少于4立方米，而工作面和硐室以及其他通风点的风量通过计算求出，取最大值。

　　矿井通风阻力是指风流经由煤矿进风井口流入，由回风井口流出这一过程中，各个通风道路所产生的摩擦力和局部通风阻力的总和。根据煤矿所处地区的大气压和煤矿井巷实际情况，原则上矿井通风阻力不能超过2940Pa。因为煤矿生产时各采面和井巷是在不断变化的，矿井通风阻力也会随之变化，所以在矿井通风阻力计算中，要选取一个最小值，一个最大值，分别进行考虑。

　　矿井通风设备主要是通风机，考虑到煤矿安全生产的需要，矿井必须具有两套同等通风能力的主通风设备，一套运行，一套备用以应对意外情况。按照通风机的服务范围，可以将其分为三种：服务全矿或主要采区的主通风机，调节矿井某一支路通风的辅助通风机和服务矿井局部工作面的局部通风机。而通风机可以分为两类：离心式通风机和轴流式通风机，两者由于内部动轮、扩散器等构造不同，除了主要的通风功能之外还有不同的通风效果。离心式通风机噪音小，结构简单，能够在较大范围内稳定工作，但是它需要反风道通风，风量调节不变。轴流式通风机性能调节方便，可反转反风，但是它噪音大，稳定工作范围较小。

　　通常情况，煤矿立井开凿和大断面长巷的掘进时通常采用离心式局部通风机，而主通风设备的选择要考虑抽出式通风、压入式通风和混合式通风的不同通风方式各自的优缺点。

　　对于煤矿进、回风井的布置，主要有中央式、对角式和混合式，而其中中央式有细分为并列式和边界式，从实际效果来说，中央式一般在基础建设时期就能直接铺设，成本低，投产快，而且地面建筑集中，非常便于管理，同时，井下便于延伸，但另一方面，由于通风设备集中，使得通风路线加长，风阻较大，而对角式通风恰恰相反，风路短，风阻小。通风网络通常有串联、并联和角联三种基本形式，实际设计中，通常采用并联网络，其特点是总风阻小，各通风支路相对独立，总风量易调节，实际通风效果好。

　　通风系统的重要组成就是风机，它的正确选择直接关系着煤矿的安全生产。根据上述讨论中不同类型风机的特点，结合煤矿现有的条件，综合经济条件、实际需求、后期发展等各种因素选择合理科学的风机组合。很多时候，煤矿为了加快投产速度，盲目地缩短基建过程 ，对于通风设备的选取往往没有一个长远的规划，不能满足煤矿后期扩建时的需求，这无疑给煤矿生产带来了不必要的麻烦，也会增加额外的投入。

　　矿井通风系统建成以后，对于通风设备的日常管理和维护也在一定程度上影响着通风系统的安全稳定。通风的主要任务就是满足井下工人安全生产需要，随着采煤工作的推进和新巷道的掘进，矿井的通风量会一直变化，通风设备的反应、通风效果和稳定性是煤矿安全生产的保障，加强通风设备的日常管理和维护，对于异常状态的监控和检修，对于延长通风设备寿命，保障井下安全有着重要的意义。

　　通风设备的安全可靠很大程度上需要管理者的规范使用和维护，煤矿管理部门应从制度上和管理理念上重视通风安全，树立危机意识，优化和完善通风设备管理制度，从各个细节着手，全方位地保障通风安全。

　　综上所述，在满足通风设计要求的前提下，针对通风设计各主要内容的分析，总结出一套有广泛适用性的通风设计方案，同时，还要考虑到煤矿建设在遵循基本安全原则的情况下，要切实结合实际情况，制定最合适的通风方案，为煤矿长期的安全生产奠定基础。

　　[2]石远方.浅谈矿井通风设计采取的保护措施[J].科技与企业，2011 （14）.

　　[3]陈少千，俞龙华.矿井通风浅析[J].黑龙江科技信息，2009（17）.

　　[4]鲁超.对于矿井通风设计及改造的研究[J].科协论坛，2013（04）.

　　通过矿井通风技术的实现，能够提高矿井下的氧气含量，保证采矿工人的人身安全，优化矿井下的工作环境，提高采矿工作的安全性和稳定性。

　　矿井通风技术受各种环境和人为因素的影响较为严重，例如矿井中有害气体的含量、采矿工人的专业素质、机械设备等，使矿井通风技术具有可变性。

　　煤矿矿井下的通风手段可以分为自然通风和机械设备通风两种，由于自然通风在井下的效果较差，一般的矿井通风会选择机械通风的方式，有效防止瓦斯、粉尘、二氧化碳等有毒有害气体对采矿人员的影响。但很多煤矿出于减少资金投入考虑，降低了通风设备的使用标准，选择价格低廉，通风效果较差的通风设备，这很容易造成严重的安全隐患。因此，通风设备的质量严重影响矿井通风效果的好坏。因此，必须加强对机械设备质量的把关，在采购前，必须严格检查生产厂家的相关资质和生产许可证，查看机械设备相关的技术资料，检查设备的性能、参数、规格等是否符合施工要求，并指派专人对机械设备进行定期的清理和维护，以达到最优的通风效果。

　　收稿日期:2014－09－30作者简介:程磊，男，党员，本科毕业，助理工程师，现任平顶山天安煤业股份有限公司十矿支护队副队长，长期从事矿井通风技术管理工作。由于一些企业盲目追求利益，加快采矿进度，忽略了对矿井通风的管理，这样，很容易造成严重的安全事故。煤矿矿井通风技术的实现，必须充分考虑各种因素对通风效果和管理措施的影响，必须建立完善的监管体系，掌握通风系统的性能，加强对采矿人员和机械设备的管理，保证通风技术的有效实现，实现矿井采矿的正常有效进行。完善的监管体制，是煤矿矿井安全作业的重要保证，直接影响到企业的未来发展和员工的生命安全，意义重大。

　　通风系统主要由通风机和通风网络组成，满足对矿井下空气的控制和检测，从而实现矿井安全。通风系统时常受到地理因素、环境因素的影响，并且很多煤矿矿井下，通风系统长期高效运转，忽略了对通风系统的更换和检查，通风系统出现问题，使通风系统的功能没有更好的实现，影响了井下通风效果，给矿井作业埋下了安全隐患。(四)缺乏相应的资金保障资金是影响煤矿矿井作业的重要原因之一，没有充足的资金体系作保障，很难完善通风系统，提高通风技术，这样，势必会影响煤矿矿井内工作人员的安全。因此，必须注重合理规划对煤矿矿井内通风管理的资金投入，加强对通风技术的分析研究，提高安全系数，加强安全措施，实现井下安全作业。

　　能源消耗日益严重，使得采矿业快速发展，大部分煤矿矿井都已经引进了先进的通风设备，保障施工作业对氧气的需求。在选择通风设备时，必须充分结合煤矿自身的特点，根据矿井对设备性能的实际要求，做到选择最为合适的通风设备，全面掌握设备的性能和技术参数，优化通风系统，使设备发挥最佳的通风效果，提高采矿的安全系数。由于大部分通风设备在实际运行过程中，其性能与出厂时相比，会大打折扣，必须充分考虑影响设备运行的各种因素，保证井下作业的安全性。以某矿井为例，在采矿作业中，矿井主通风机的性能比出厂时的性能降低了2．5。因此，矿井的通风能力计算比出厂时的下降2．5。

　　能源需求量日益增大，煤矿安全问题频发，对采矿业是一个新的挑战。因此必须提高矿井通风技术，解决矿井中氧气含量低的问题，充分借鉴国内外先进的技术手段，加快技术创新，完善技术措施。同时，提高井下操作人员的技术水平，规范操作流程，建立科学系统的应急预案，在事故发生的第一时间能够保证工作人员的生命安全，加强技术人员对通风技术的学术研究和实践，完善通风技术，使井下作业更加安全稳定。

　　煤矿管理人员应加强对井下通风的重视程度，加强对通风系统的监管力度，指派专门的技术监管人员对通风系统进行定期巡查和维护，将存在的安全隐患及时遏止，对风机的风窗严格看管，如存在质量问题必须及时处理。同时，必须准确检查记录风机的压差，禁止随意调节通风系统中的机箱调节板，同时，安排专业的技术人员对通风系统进行巡查和维护，将风量的流动变化控制在10%以内，如果超过特定数值，必须采取相应的应急措施，及时消除安全隐患。

　　加大矿井内通风技术的资金投入，确保通风系统设备的更新完善。很多矿井由于忽视对通风设备的资金投入，对于一些老化的通风设备仍然继续使用，造成安全事故。应加大资金支持，对相关的技术人员和采矿人员进行定期培训，提高通风技术和安全意识，加强对老化设备的更新换代，并设置相应的设备维修资金，提高通风设备的安全性。

　　在通风系统设置时，必须加强对特殊区域独立通风的实现，如果较多因素制约独立通风效果时，可以根据《煤矿安全规程》中的要求，结合煤矿矿井下的实际情况，制定技术方案科学合理地操作，同时，将二氧化碳、瓦斯等有毒气体控制在0．5%以下，并且注意甲烷断电仪在串联通风区域的安全设置，禁止在矿井下突发安全事故时，存在串联通风的情况，防止事故面积扩大，加重经济损失，保证采矿工人的生命健康安全，实现采矿业的稳定健康发展。8868体育 8868体育平台8868体育 8868体育平台