煤礦信息化自動(dòng)化新技術(shù)與發(fā)展

孔 偉 劉 坤 劉全福

山東義能煤礦有限公司

煤礦信息化自動(dòng)化新技術(shù)與發(fā)展

孔 偉 劉 坤 劉全福

山東義能煤礦有限公司

煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和社會(huì)發(fā)展的主要能源，近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)走強(qiáng)，國(guó)家安全監(jiān)管監(jiān)察部門(mén)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)要求的不斷提高，煤炭企業(yè)對(duì)自身建設(shè)投入的不斷加大，煤炭工業(yè)各個(gè)方面都有了較快的發(fā)展，在信息化與自動(dòng)化建設(shè)方面也取得了一定的成效，各類(lèi)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)管理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。本文就對(duì)煤礦信息化自動(dòng)化新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用展開(kāi)討論。

煤礦；信息化；智能化；物聯(lián)網(wǎng)；自動(dòng)化

隨著當(dāng)前煤炭工業(yè)領(lǐng)域各類(lèi)新材料、新技術(shù)、新裝備以及新工藝的不斷發(fā)展，我國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)體系在近年來(lái)不斷發(fā)展完善，并跳出了傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向高效集約化生產(chǎn)模式，煤炭工業(yè)也由此實(shí)現(xiàn)了高效、高產(chǎn)的目標(biāo)，其生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益明顯提升。就煤礦生產(chǎn)而言，自動(dòng)化技術(shù)是提升煤礦生產(chǎn)效率的重要支持因素，被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)中，具有極為重要的意義和作用。

1 煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化存在的關(guān)聯(lián)

1.1 煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化存在關(guān)聯(lián)分析

(1)煤礦機(jī)電自動(dòng)化是由程序化、信息化和智能化三者有機(jī)的結(jié)合，具有效率高、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全系數(shù)高的特點(diǎn)。而且煤礦機(jī)電自動(dòng)化是以信息化為基礎(chǔ)，并通過(guò)信息的處理和分析，根據(jù)外部信息的相關(guān)情況，結(jié)合控制信息實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電的控制，達(dá)到煤礦機(jī)電的預(yù)期運(yùn)作效果，這也就使得煤礦機(jī)電自動(dòng)化是建立在信息化的信息處理的基礎(chǔ)上。

(2)煤礦機(jī)電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程是通過(guò)信息的收集、信息處理、自動(dòng)化控制等完成的。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，不能缺少計(jì)算機(jī)的使用，而計(jì)算機(jī)是一種良好的信息處理工具，可以根據(jù)信息的實(shí)際情況完成信息的處理，并輸出控制信息，這也就使得煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化很好的融合到一起。

1.2 煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化的融合

(1)促使煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化的融合，實(shí)現(xiàn)全方位的煤礦機(jī)電自動(dòng)化的信息化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)電的遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控，全方面的控制與管理，并根據(jù)實(shí)際情況合理的進(jìn)行操作處理，結(jié)合不同的操作需求，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的開(kāi)停、維修等，有效的提高煤礦機(jī)電自動(dòng)化的智能化水平。

(2)煤礦機(jī)電設(shè)備信息化管理，通過(guò)對(duì)煤礦所收集信息的整合與分析，形成合理的控制信息，實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電的自動(dòng)控制。如：煤礦機(jī)電自動(dòng)化的設(shè)備溫度異常等的報(bào)警，并由信息化管理程序有效的對(duì)溫差故障進(jìn)行處理。

(3)自動(dòng)化與信息化結(jié)合推動(dòng)智能化的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化的融合，能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，智能的展開(kāi)設(shè)備的分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)警報(bào)，還能針對(duì)一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題進(jìn)行智能化的處理，有效的提高煤礦機(jī)電自動(dòng)化的智能化水平。

2 煤礦信息化自動(dòng)化新技術(shù)的應(yīng)用

2.1 全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

單一的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦主要環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，但是由于各系統(tǒng)獨(dú)立重復(fù)建設(shè)，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無(wú)法共享，造成了控制單一、消息傳遞不暢、信息化實(shí)施與維護(hù)成較高，企業(yè)負(fù)擔(dān)加重。因此，面向“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線”的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)信息集成、流程優(yōu)化和集中控制為目標(biāo)，以綜合煤礦眾多安全監(jiān)控類(lèi)系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程控制類(lèi)系統(tǒng)和管理類(lèi)系統(tǒng)為手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、功能界面的統(tǒng)一與業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，并結(jié)合GIS技術(shù)、組態(tài)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程與生產(chǎn)環(huán)境的模擬展示，為煤礦企業(yè)管理提供了更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2.2 智慧煤礦

隨著近幾年物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷出現(xiàn)與應(yīng)用，“智慧煤礦”等類(lèi)似概念也被提出。智慧煤礦意在數(shù)字化礦山的基礎(chǔ)之上，利用以上高新技術(shù)，結(jié)合三維GIS和虛擬化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)全過(guò)程的智能化管理。最終實(shí)現(xiàn)煤礦在時(shí)空維度數(shù)字化、安全生產(chǎn)協(xié)同管控、生產(chǎn)自適應(yīng)控制等全礦井的物聯(lián)化、互聯(lián)化和智能化。

2.3 數(shù)字技術(shù)在煤礦安全及監(jiān)控控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

正是因?yàn)樵诿旱V安全及監(jiān)控控制系統(tǒng)中有效應(yīng)用電氣化數(shù)字技術(shù)，促使這一系統(tǒng)的實(shí)效性大大提高。對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，一個(gè)十分重要的系統(tǒng)就是安全監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，中國(guó)絕大多數(shù)大型煤礦企業(yè)都已經(jīng)應(yīng)用到一系列機(jī)電裝置設(shè)備，如：遙測(cè)儀、斷電儀及紅外線自動(dòng)噴霧等，使得安全監(jiān)控的目標(biāo)得到更好的實(shí)現(xiàn)。而正是因?yàn)閿?shù)字化地監(jiān)控煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)與流程，才促使煤礦生產(chǎn)管理的安全性大幅度得到提升。正是因?yàn)樵诿旱V企業(yè)電氣自動(dòng)化中有效運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，使得以往傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)生產(chǎn)模式得到有效改變與完善，同時(shí)，還將勞動(dòng)力大大節(jié)約，生產(chǎn)成本大大降低，工作效率在很大程度上得以提升，更重要的是，對(duì)于煤炭企業(yè)的安全性有著非常大的幫助與作用。

2.4 礦用傳感器與便攜儀無(wú)線傳輸技術(shù)

目前礦用傳感器主要是有線傳感器，有線傳感器具有可靠性高、傳輸距離遠(yuǎn)、遠(yuǎn)程供電等優(yōu)點(diǎn)，但存在著傳感器電纜敷設(shè)和維護(hù)工作量大、難以滿足膠輪車(chē)、電機(jī)車(chē)、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等移動(dòng)監(jiān)控需求等。為滿足回采工作面回風(fēng)隅角、掘進(jìn)工作面、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、膠輪車(chē)、電機(jī)車(chē)等甲烷監(jiān)控的需求，研制了礦用無(wú)線甲烷傳感器。用于回采工作面回風(fēng)隅角、掘進(jìn)工作面的礦用無(wú)線甲烷傳感器，不需要敷設(shè)和維護(hù)電纜，便于安裝和維護(hù)，但由于傳感器采用蓄電池供電，因此，需要定期更換傳感器。具有定位功能的礦用無(wú)線甲烷傳感器，可以自動(dòng)調(diào)零；當(dāng)傳感器通過(guò)定位卡檢測(cè)到其位于地面時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，減少了傳感器調(diào)校工作量。

煤礦安全生產(chǎn)是影響煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化能夠有效地提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低各類(lèi)安全隱患的發(fā)生。推動(dòng)煤礦機(jī)電自動(dòng)化與信息化的融合，促使煤礦機(jī)電自動(dòng)化向智能化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

[1] 李曉軍.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2015，257(6)：57-58，61.

[2] 張申.煤礦自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)[J].工礦自動(dòng)化，2013，39(2)：27-33.

[3] 吳德政.數(shù)字化礦山現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2014，42(9)：17-21.