自動化和通信技術在煤礦的應用與發展

潘明亮

摘要：我國煤炭行業最近幾年發展非常迅速，現如今，我國煤礦的發展已經越來越好，很多大型煤礦已經充分意識到自動化技術和通信技術的重要性。在實際的煤礦開采中，人們應用非常先進的技術手段，將煤礦開采工作推向了更高的層次。從目前的情況來看，我國煤礦開采融合了自動化技術和通信技術，這些都是現代化煤礦發展中的核心內容。為了能夠更好地提升煤礦產業的高效發展，有關工作人員應該充分認識到煤礦自動化和通信技術的重要性。

關鍵詞：煤礦自動化;通信技術;現狀與發展趨勢

引言

由于煤炭是不可再生能源，其開發和利用受到國家高度重視。我國地大物博，人口眾多，含有豐富的煤礦資源，且煤礦資源在我國能源結構中占比極大，這就促使煤礦行業得以快速發展起來。同時科學技術的不斷發展，自動化和信息化等先進科學技術應用到了煤礦資源開發生產過程中，大大提高了煤礦資源開發生產的安全性和高效性，對于煤礦行業的發展有著積極的推進作用。

1煤礦自動化技術

煤礦自動化技術最早出現于20世紀60年代，當時繼電器是一項主要的自動化器件，但是由于受到技術方面的限制，繼電器的體積非常龐大，不僅操作起來十分困難，其安全性也較差，并不能夠實現長期穩定的發展目標。到了20世紀70年代，我國自動化繼電器的發展出現了一定的進步，主要是晶體管與邏輯電路的發展開始出現，這為繼電器的使用給予了有力的保障。后來，單片機的出現開始替代了傳統的自動化設備，這些都將會影響到煤礦自動化通信的安全性。

2煤礦自動化功能特點

（1）運行、管理自動化，利用遠程技術和設備對礦區設備進行遠程操作，然后利用集線器收集設備的運行狀態信息，并進行記錄，最后傳輸給終端計算機，讓煤礦企業能夠實時掌握礦區設備運行狀態信息，這樣的模式下能夠讓煤礦生產運行管理實現集成化、多維度的管理功能，從而提高煤礦生產運行管理的科學性。（2）運輸自動化，相較于傳統的運輸方式，運輸自動化具有自動運輸、自動識別功能。從其構建方面來看，主要是采用單片機或PLC聯動傳輸物理設備的方式，包括了檢測傳輸設備重量，對運動時間與頻次進行自動規劃，這樣能夠有效減少人力資源投入，節約煤礦運輸成本。（3）洗選自動化，煤礦資源一旦經過開采就會形成初級產品，然后還需要對初級產品進行洗選以及合理分類，最終將煤礦產品分類進行銷售。而煤礦產品洗選環節的工作環境較為惡劣，這就嚴重影響了煤礦產品洗選工作效率。通過在煤礦產品洗選中應用自動化體系，有效改善了煤礦產品洗選的工作環境，避免了人為損傷情況的出現，極大地提高了煤礦產品洗選工作效率。（4）安全保障自動化，煤礦開采是一項危險性較高的工作，多年來煤礦開采安全事故也是屢見不鮮，影響煤礦開采安全的因素較多，通過多年調查研究表明，人為操作不當是導致煤礦開采安全事故發生的主要原因之一。所以，在煤礦安全保障體系中構建自動化體系，利用自動化檢測設備與報警設備，能夠幫助煤礦企業實時了解煤礦井下環境信息與人員操作行為情況，進而有效規避存在的風險，防止安全事故的發生，實現安全保障自動化。

3煤礦通信關鍵技術

（1）礦井生產調度通信技術，礦井生產調度通信技術簡單來說就是對煤礦井下生產過程進行通信管理的技術。礦井生產調度通信技術中涉及到的通信設備主要有調度主機、本安自動電話機、安全隔離器等。管理人員通過利用以上設備能夠實時管控煤礦井下生產運輸全過程，以此確保礦井生產安全性與高效性。礦井生產調度通信技術又包括多種技術類型，例如在礦井下結合調度主機與行政交換機的通信技術類型，通過礦井生產調度工作人員對調度主機和行政交換機的綜合使用管理，能夠對礦井下的生產過程進行實時管控，該種技術類型多用于大型煤礦企業。（2）井下光纖通信技術，井下光纖通信技術與其他通信技術相比，具有通信速度快、容量大、質量高等多種優點，還具有防爆性能、阻燃性能及防干擾性能。井下光纖通信技術在煤礦信息化體系構建中的應用，實現了多種系統的有機融合，包括通信系統、電力系統監控、人員定位系統、設備運行監控系統等，有效推進了煤礦信息化的建設。

4煤礦自動化技術

（1）高速監控網絡，隨著社會的發展和信息化技術的進步，高速監控網絡已經實現了快速的發展，這為提升我國煤礦自動化技術的發展奠定了堅實的基礎。工業以太網、專用工業控制網、CEPON網以及MCIP系統都是我國煤礦產業中常見的高速監控網絡系統，其中，冗余工業以太網是我國煤礦自動化系統的主要傳輸平臺。但是，從宏觀的角度來看，由于我國工業控制網的開放性比較差，在我國只有少數煤礦企業應用該技術。然而，在礦井裝備當中，常用的礦井網絡系統會將視頻、數據、語音等多種信息結合到一起，這樣的通信效率會更高，也會更加準確地掌握煤礦自動化技術的發展情況，所以，綜合來看，煤礦自動化系統將會有著更好的發展前景和發展空間。（2）自動化平臺軟件，煤礦自動化控制不僅需要專業的人力資源，更需要先進的信息化網絡技術，管控軟件和Web服務軟件是自動化平臺軟件的主要形式。自動化平臺軟件之所以能夠更好地推動煤礦通信技術的發展，就是因為自動化平臺軟件可以結合很多現代化的信息技術，讓先進的科學技術與實際的網絡化發展完美地融合到一起。其中，Web服務軟件在管理層的Web服務器中比較安全，也可以起到很好的自動化控制作用，讓自動化平臺服務的發展實現全面的發展。不僅如此，煤礦自動化發展在現代化的社會發展中必將會具有非常廣闊的發展前景和發展空間。與傳統的煤礦產業相比，現代化的煤礦產業中，自動化平臺軟件的發展將會更受歡迎，因為現代化的自動化平臺軟件不僅大大地節省了人力資源。

5煤礦自動化和通信技術發展趨勢

（1）開發高強度快速安裝式礦用光纜煤礦生產力越來越大，傳統的礦用電纜已經不能滿足現代化煤礦產業的發展。只有將光纜融入實際的煤礦自動化中，才能加快自動化設備的運轉效率。因為一旦這種普通礦用光纜斷裂后就很難修復，不僅會對煤礦內部的正常運行造成一定的影響，還會對煤礦工作人員的安全帶來一定的隱患。為了更好地確保礦用電纜的安全，就應該將原有的舊式電纜替換成光纜，這樣不僅可以提高電纜的利用效率，還可以大大提高煤礦的生產效率。（2）組網方案，在對通信傳輸網絡進行整合的過程中，應當編制一套合理可行的主干網組網方案，通過調查研究后，工業以太網交換機的應用優勢非常明顯，該設備采用的是模塊化結構，以非專有性的標準進行開發，開放性較強，安全性較高。主干網絡為前兆雙工，子系統可以采用就近的方式，借助光纖或雙絞線直接與主干網絡進行連接，網絡的結構冗余環網，一旦其中某一個組件發生故障時，均能夠進行快速冗余，由此使系統的運行穩定性得到了保障。

結語

綜上所述，在煤礦生產中應用煤礦自動化和通信技術，不僅能夠為煤礦生產管理的順利進行及作用的發揮提供重要的基礎保障，還能夠有效保證并提高能煤礦開發生產的質量，安全性和高效性，節省人力資源和成本，進一步提高煤礦企業的經濟效益，是煤礦行業發展的必然趨勢。

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（作者單位：冀中能源股份有限公司邢東礦）