電子信息技術在數字化煤礦建設中的應用

【摘 要】數字礦山是礦山資源生態環境評價的重要數據基礎。是資源可持續發展建設中的重要基石，是化解采礦行業高風險的根本途徑，是以建設綠色礦山為目標。本文分析了我國煤炭行業自動化系統的現狀，并簡述了電子信息技術在數字化煤礦系統中的應用，以及在數字礦山建設中的未來發展趨勢。

【關鍵詞】電子信息技術；自動化；智能化；數字化礦山；無人開采

隨著科學技術的發展，工業自動化水平日臻完善，工業4.0、互聯網+正在助力推進中國制造2025目標的實現，我國是一個能源大國，煤炭開采因其特殊的地質環境而成為一種高危采礦行業，在我國經濟高速發展的今天，人們對煤炭開采過程中的安全性、環保性、勞動強度和工作效率有了更高的要求。新材料、新技術的應用大幅提高了煤礦開采設備的自動化水平，電子信息技術的運用開發出大量的智能型設備，通過網絡技術形成設備運行數據監測、共享及遠程操控，運算數據實時對設備的運行狀態分析，實現故障提前快速準確的預判報警。

煤炭企業使用的電氣設備有高低壓供配電裝置、運輸提升設備、采煤機、掘進進及支護等設備，這些設備自動化程度高使用廣泛，隨著數字化智能型礦山的建設，對采礦設備提出了更高、更嚴格的要求，使得煤炭開采系統智能化的發展面臨更大的挑戰。為了適應行業的發展要求，提高煤礦工人的工作安全性和效率、降低勞動強度、保障工人健康，實現產清潔煤炭的綠色環保開采模式，在煤礦機電設備中采用了一系列的電子信息技術來提高設備的自動化、智能化性能，光電、磁致等技術制造的各式傳感器的應用，大大提高了這些設備自身的保護、監測、自動控制等功能。從設備自身到整個運行系統都能準確清晰地顯示出運行狀態和數據，并具有自我分析診斷能力，提供分析結果供工作人員參考，以制定設備的運行、檢修計劃。使設備運行更可靠、效率更高、運行維護成本更低。電子信息技術是實現智能化采礦設備的關鍵技術，是數字化礦山建設的核心內容，在無人化開采技術中起到了關鍵的作用。

1 煤礦行業設備自動化的發展現狀

一直以來，在煤礦行業開采技術的發展中，一直致力于提高自動化程度的研究。煤礦開采技術自動化主要包括生產調度自動化、供配電自動化、通風排水自動化、提升運輸自動化、采掘設備自動化等，通過采用各種監測傳感裝置、運算設備及人機界面裝置等，實現各個組成部分之間的數據采集交換、存儲交換和運算控制，實現對整個生產系統智能控制，使其實現安全高效的穩定運行，并逐步向無人開采方向發展。

目前，煤炭行業的自動化程度發展的日臻成熟，已能充分適應開采環境的需求，設備結構采用集成度高的模塊化方式，其智能化水平和完善的協調控制功能，已形成穩定的平衡發展趨勢。隨著人們生活水平的日益提高，人們對健康的生活工作環境也有了更高的要求，煤炭行業本著“無人則安”的生產理念，積極采用現代電子信息技術進行綜合運用，以發展無人開采技術為目的，引進一系列的先進科技技術建設起數字化礦山。

數字化礦山采用的技術包括計算機技術、電子信息技術、數字通信技術等，對于原有生產系統各環節之間的開環控制，逐步向閉環控制發展，建立起本質安全型煤礦生產體系，實現煤礦行業安全高效穩定的環保型發展。

以往煤礦行業使用的設備之間相互獨立，運行維護需要大量的人力，缺乏行之有效的監測控制。現代電子信息技術的發展應用，將整個生產系統實現了一體化運行，其原有功能的單一性向多元數字化方向發展，設備的性能、功能更加靈活可靠，制造成本、維護成本更低，創新式的發展使煤礦開采技術自動化系統的功能更加完善、更加智能化。電子信息技術的創新，不斷提高煤礦自動化系統在運行穩定性、高效安全性、經濟適用性以及服務管理人性化等方面的優化組合，使得煤炭企業在綠色開采、綠色運行、綠色維修的環保生產理念上形成良性的發展。

2 電子信息技術在數字化礦山中的應用

在數字化礦山生產系統中，電子信息技術體現在系統運行參數的采集和分析處理過程。各具特色的傳感器組成整個系統的神經末梢，將設備的運行狀態轉換成電信號，經過處理形成電子信息傳輸到計算機分析運算，計算結果對設備的運行控制進行調整，并將數據上傳控制中心形成大數據，為采礦設備形成合理的大項修計劃提供科學依據。從而實現智能化的煤炭開采，以減少工作現場的人員數量，做到無人則安的生產目的。

設備中的邏輯控制器件、數據采集器件等都屬于電子信息技術中的硬件設備。設備運行時的溫度、壓力、速度、位置、形狀、電流、電壓、動作及器件自身狀態通過傳感器、監測電路等進行數據采集，經過編碼處理上傳數據總線共享，由所有在線設備讀取相關數據運算處理，運算結果也上傳數據總線共享，由在線設備接收相應的控制指令，完成相應的操作控制，從而實現自動調節的智能運行方式。

數字化礦山中的智能化系統硬件設備主要有智能型采掘設備、遠控裝置、監視測量裝置等。目前，在煤礦開采設備中應用較為廣泛的羅克韋爾公司生產的SLC-500、PLC-5、CONTROLOGIX 和西門子公司生產的S7系列的PLC，具有豐富的控制功能和靈活的組網功能，極大提高了生產系統的智能化水平。

實現數字化礦山建設中對電子信息技術的運用，除了高性能的電子設備外，還要有運行穩定的相應軟件系統的支持。由我國自主研發的亞控組態王、三維力控等組態軟件，都具有極其優良的數據運算處理和穩定可靠的通信功能，其強大的組態功能對傳輸過來的數據快速分析處理，并對所有數據進行存儲記錄，對故障信息發出預警和跳閘處理。

數字化礦山的建設為采礦行業實現綠色開采探索出一條成功的道路，電子信息技術在采礦自動化系統中起到了決定性的作用，其由點到面的應用正在推動行業技術由自動化向智能化快速發展。

3 電子信息技術在煤炭開采自動化系統中的發展趨勢

現代煤炭開采自動化技術正在向高度自動化、智能化方向發展，隨著整個生產系統的優化改革，不斷涌現的技術創新、新材料新工藝的使用，以及微型設備、遠程通訊技術的應用，都使得煤炭開采更加智能化、更加環保。傳統的低效率、高能耗的采礦設備已被淘汰，高效率、低功耗、多功能的新設備的使用，使煤炭開采工藝有了根本性的變化，數字化、智能化設備的靈活性，使傳統粗放式的生產控制向閉環控制方式轉化。

近年來，智能型采煤機、智能型配電裝置、智能型運輸系統以及在線監測技術的應用，都是未來煤炭開采技術智能化的重要發展方向。隨著微電子技術、通信技術、計算機技術、物聯網技術的不斷發展，現代煤炭開采系統依托大數據技術將會形成一個整體，實現高產、高效、綠色環保的生產模式，這些都是建立在電子信息技術的發展基礎上。

4 結論

電子信息技術在數字化礦山建設中的應用，是采礦行業未來發展的必然方向。新工藝、新材料在電子信息技術中的應用，不斷在其發展過程中創造出新技術，這將會推動煤炭開采技術更上一層樓。電子信息技術的創新發展，不斷推動著采礦行業自動化的進步。隨著時代的發展，人們對能源的需求和使用會更加廣泛，對煤炭開采技術的自動化程度提出了更高的要求。實現綠色開采、產清潔能源是煤炭行業的發展目標，隨著日臻成熟的電子信技術的發展，煤炭行業的自動化、智能化系統將會以更安全、更可靠、更經濟的環保方式運行。

【參考文獻】

[1]劉戰英.淺談煤礦機電設備維修技術的發展趨勢[J].科技創新與應用，2016（7）：147.

[2]徐金輝，高祥，王亮亮，吳賢振，韓亞峰.基于數字化信息化的礦山綠色開采技術應用[J].有色金屬科學與工程，2016（2）：77-82.

[3]劉世民，高敏，任春雷，劉阜陽，張夢夢.電子信息技術在電力自動化系統中的應用[J].電氣技術，2015（1）：130-132.

[4]王李管.數字礦山技術與我國礦山技術升級思考[J].世界有色金屬，2015（7）：13-18.

[5]袁超.自動化理念下的數字礦山建設分析[J].科技創新與應用，2015（3）：96.endprint