電氣自動化技術在露天煤礦生產中的應用

□ 史顯旭 內蒙古大唐國際錫林浩特礦業有限公司

電氣自動化技術在露天煤礦生產中的應用

□ 史顯旭 內蒙古大唐國際錫林浩特礦業有限公司

［導讀］在現階段的煤礦生產過程中，人們對生產效率以及生產帶來的經濟效益較為重視。隨著我國國民經濟的提升，煤礦生產規模不斷提升，對煤礦生產的效率要求隨之提高。建設數字礦山是煤礦的發展趨勢，所以，自動化技術在煤礦開采中發揮至關重要的作用。通過運用自動化控制技術可以將復雜的事情簡單化，節約人工成本，提高勞動生產率，最終實現安全、高效的生產。本文分析了電氣自動化技術的發展現狀及電氣自動化技術在露天煤礦開采中的應用。

1、前言

目前煤礦生產中的電氣自動化應用十分廣泛，而電氣自動化的應用對于降低企業的生產成本和提升企業的核心競爭力以及提高企業的安全綜合保障能力都有著非常重要的意義和價值，促進電氣自動化行業的發展對于煤礦企業的發展十分重要。

2、煤礦企業電氣自動化的發展現狀

2.1 硬件平臺方面的發展現狀。

對電氣自動化系統而言，硬件是其系統運行的物質基礎。以前，由于生產廠家的不同，生產的設備型號不同，導致部分零件損壞時，整個系統都要更換。隨著科技的進步，硬件方面的建設也取得了一些發展。首先，在編程接口方面，其標準化基本上已經在各大煤礦企業中得到實現；其次，在工控標準方面，已經實現了統一的標準；最后，分布式通訊總線在硬件設備中得到了推廣使用。通過分布式的控制，各個模塊得以與現場設備連接在一起，而各個設備就成為了檢測現場的機器以及執行操控指令的機器。

2.2 控制軟件方面的發展現狀。

控制軟件是實現電氣自動化生產的最為核心和關鍵的部分。硬件是四肢，軟件則是大腦，基于控制軟件的電氣自動化監控系統的使用，使無人值守的自動化生產在煤礦企業中得以實現了。就現狀而言，控制軟件在電氣自動化控制系統中的應用主要體現在集中監控、遠程監控以及現場總線監控三個方面。電氣自動化技術是軟件與硬件的完美結合，自動化技術的應用，使得煤礦的生產趨于安全化、自動化、現代化。

3、電氣自動化技術在露天煤礦的應用

3.1 卡車調度自動化系統在露天煤礦中的應用

露天煤礦卡車自動化調度系統是采礦技術與計算機技術、通信技術、電子技術、自動控制技術、衛星定位技術、優化理論技術等相結合的產物。卡車調度系統在露天煤礦中主要用于卡車運輸系統，傳統的人工調度、固定配車方法存在一定的局限性，無法實時掌握設備的位置、狀態，難以及時處理運輸過程中發生的問題。采運成本是露天煤礦重大的成本支出，怎樣降低采運成本，怎樣優化采掘設備和運輸設備的關系，一直是露天煤礦生產者探究的問題。卡車調度自動化系統的出現，是現階段對這個問題的一個解決方法，它可以優化卡車的運輸路線，降低總運輸功率和采裝運輸設備的等待時間，實時應對各種原因導致不能作業的情況，減少生產運輸環節不必要的空跑和消耗，有效提高采裝與運輸效率。

卡車調度系統主要功能就是通過對露天礦采運設備的位置、狀態、物料等信息的采集，實現對卡車、電鏟等設備運行的實時跟蹤與顯示。首先由車載終端設備上的GPS衛星定位系統采集車輛的地理坐標、時間等信息，經過中央處理器處理之后由無線通信模塊發送到無線通信網上，監控中心把各個車載終端傳來的車輛位置數據顯示在電子地圖上。同時監控中心把與車輛現所在位置相關的地理信息傳送給車載終端，在車載終端的顯示屏上顯示。司機可以在駕駛室的顯示屏上看出本車與其他車輛的位置、滿載與空載等狀態，也可以顯示采掘設備的工作或空閑狀態。防碰撞摸塊可以取得自車的位置信息，也可以接受周圍車輛的信息，然后計算出本車與周圍其他車輛的距離，并在顯示屏上顯示。對可能發生的危險用語音提示。

根據露天礦自身的實際生產模式及管理經驗，可以對卡車調度系統自動計量處理邏輯進行設計，符合實際生產需求，經過設計調整，理論上自動計量準確率能達到100%，但目前由于卡車智能調度系統對生產管理人員、調度員、司機等都是一個新生事物，對于熟練掌握應用需要有一個逐漸過渡的過程，受此影響目前產量統計誤差在1%左右。

（接上頁）優化調度作為整個卡車智能調度系統的核心，以車流規劃為基礎的“基于目標產量完成度+當前車流飽和度”、“最早裝完車法”、“電鏟失衡調整法”等多種優化調度算法的實現，實現了產量最大化、設備效率最大化。優化調度根據礦區道路信息、各工程區域信息、相關設備信息，對所有卡車的全部可能調度方案進行優化運算，以最佳方案分派卡車以實現最高生產率。根據當班生產計劃完成情況及生產實際情況采用車流規劃方法隨時對工作的車鏟匹配提出建議。

系統實現超速報警、駛離指定路段報警、非排卸點卸車報警、無故停車超時報警等多種報警方式，車載終端向司機報警并向調度中心報告，系統自動記錄報警位置、次數及時間，對安全行駛起到促進與警示作用。

3.2.安全監控自動化系統在露天煤礦中的應用

安全是煤礦生產的首要前提，一旦發生事故，后果不堪設想，煤礦事故的嚴重后果引起了人們對煤礦生產的反思，加強煤礦安全監控系統的自動化，能夠有效防止各種安全事故，避免相關操作人員的生命及財產安全的威脅。想要防止煤礦生產中的安全事故發生，很大程度上依靠于對于各種數據的及時監控和預報。只有及時的監控和預報，才能實現煤礦安全監控系統的自動化。

（接上頁）皮帶運輸系統是露天煤礦生產不可或缺的一部分，采出的煤由運輸設備運送到一次破碎站，經過破碎后由皮帶運輸機送至不同的煤倉或是二次破碎站。運輸過程中，皮帶可能發生打滑、斷帶、跑偏等故障，嚴重的可導致人員傷亡、企業停產。由于運輸距離長，完全由人工監控是不可能實現的。安全監控自動化系統的出現成功的解決了這個問題。監控自動化系統是由轉矩傳感器，中央處理器及計算機共同組成，中央處理器接收傳感器傳遞的測量信號，與設定值進行比較，最后再送到上位機，由上位機進行圖形和數據的顯示。輸出結果傳送給執行機構，控制執行機構的動作。當皮帶運輸設備出現故障時，控制執行機構會立即發出制動命令。故障在可控的范圍內，及時排除故障，既保證了人身安全，又不影響企業的生產。

4、結束語

數字礦山是基于信息數字化、管理控制一體化、決策處理集成化為一體，將當今的采礦科學、信息科學、人工智能、計算機技術、3S技術發展高度結合產物。要實現數字礦山，電氣自動化技術的應用是重要的一步，電氣自動化技術能對煤礦的生產環境進行有效的改善，能使煤礦員工脫離苦臟累險的工作環境，能夠有效提高生產效率，是煤礦企業安全生產的重要保證。

［1］王永坤.電氣自動化控制技術在煤礦生產中的應用探討［J］.科技創新與應用，2015，（15）.

［2］馬珍.煤礦電氣自動化控制系統創新設計［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2014，08（09）：215-216.

［3］房付玉.電氣自動化技術在煤礦生產中應用［J］.產業與科技論壇，2011，02（23）：242-243.