煤礦自動化與信息化技術研究

王棟

煤礦的安全生產不僅關乎國民經濟的發展，同時對人民的日常生產與生活影響較大。而為了實現煤礦的安全生產，必須實現自動化生產及信息化管理。

一、煤礦自動化與信息化的發展現狀

1、采掘機械自動化

隨著傳感器技術的日趨成熟以及計算機技術的高速發展，發達國家開始逐步使用計算機對采掘機械進行控制，統一控制工作面運輸機和采煤機，進而實現采煤工作的一體化。此外，應用計算機后，還可以對設備實施狀態檢測，能夠準確及時確定故障出處。采煤機最初使用液壓牽引方式，然后逐漸過渡到電牽引方式，電牽引的供電逐步從直流過渡到交流，以提升其總裝機功率，使其達到1500k W。工作面運輸機逐漸朝更大的動力方向發展。控制采煤工作面礦山壓力的液壓支架逐漸朝耐壓發展。我國煤礦行業中的采掘機械仍采用傳統的液壓牽引方式，由于價格以及技術因素的限制，所采用的設備近90%為國產，而且最大裝機功率也僅為國外同等產品的一半左右，最高不超過800k W。雖然有一部分機械廠已經著手研制電牽引采煤機，但不可否定的是，我國煤礦行業的采掘機械自動化仍處于動力方式落后，運輸開采能力低下的初始階段。

2、煤礦提升機械自動化

煤礦提升機方面，國外發達國家已經采用膠帶運輸方式，并輔以膠套輪蓄電池機車、高速架空人車、單軌吊等進行輸煤工作。在綜采工作面搬家方面，傳統的軌道運輸需要25-45天，而膠帶運輸方式僅1-2周便可完成。在膠帶運輸中，運用可控硅-電動機直流調速、交流變頻調速等方式。應用計算機實現對煤礦提升機械的統一操控、故障狀態監控，整個提升機系統能夠應對軌道跑偏和制動剎車等情況。我國煤礦行業中的提升機械已經開始由傳統的軌道運輸向膠帶運輸方式過渡。在某些規模較大的礦井中已經開始應用膠帶運輸方式，并輔以計算機或可編程邏輯控制器進行全數字化控制，且運用分散控制系統實現了對系統的安全監控。

3、安全監控系統

由于煤炭行業自身工作環境惡劣，并且隨時有可能遭受到礦巖層塌落、瓦斯爆炸等事故的威脅，使得安全監控系統對于煤礦自動化的發展尤為重要。經過多年來不斷的引進國外先進技術，已經有一些國內科研機構開始研發針對煤礦的國產安全監控系統，其中不乏KJ系列這樣優秀的監控系統，但從監控系統的穩定性、移植性、結構合理性等角度看，仍和國外水平有一定差距。導致這些差距的原因除了軟件方面的原因，還有很大一部分源于因我國傳感器種類單一、性能較差而導致的系統維護工作量大這一因素。

二、信息自動化技術應用于煤礦安全管理的作用

1、有利于促進員工素質及管理水平的提升

基于我國社會經濟的發展及人口的增長，日常生活及工業生產的用煤量都在不斷增加，進而促進了煤礦企業的發展與壯大。在煤礦企業發展規模日益擴大的基礎上，如果僅僅依靠單純的人力來對煤礦企業進行管理，那么安全問題是得不到有效的保障的。近年來，不斷見諸報端的煤礦安全事件，其爆發的原因在很大程度上歸結于管理的混亂與失誤。如果采用信息化自動技術進行管理，能夠在很大程度上降低安全事故的發生概率，進而切實保障人類的生命財產安全。

2、有利于提高安全管理意識

隨著重大煤礦安全事故的發生，我國很多煤礦企業開始重視煤礦企業的安全管理問題。以大同煤礦集團為例，該集團將安全管理意識放在首位，同時還對旗下的各大煤礦開展了全面信息化的覆蓋管理。另外，還安裝了安全檢測系統，實現了對人員的定位管理以及對機械設備的故障診斷管理等。信息自動化系統對井下作業情況進行了全程監控，這樣就能夠對所有的作業人員進行精準的定位，進而實現對礦井的安全管理。

三、當前我國煤礦企業自動信息化生產與管理存在的問題

1、自動化發展缺乏協調性且標準不統一

不同于其他行業，煤礦發展的環境比較特殊，采用自動化技術存在一定的難度。近些年，我國加大了對煤礦自動化建設的投資力度，雖然自動化技術在很大程度上有所發展，但是卻沒有達到預期的效果。之所以會造成這樣的現狀，主要還是缺乏相對統一的發展標準。雖然我國部分煤礦企業具備一定的自動化系統，但是其一直處于獨立運行的狀態，導致在信息共享上存在一定的限制，這樣自然也就不利于系統優勢的發揮。

2、自動化技術比較薄弱且設備投資不均衡

我國大型煤礦企業雖然基本實現了自動化管理，甚至還構建了比較大型的服務器局域網，但是，對數據信息管理的重視力度不夠。相關數據表明，我國煤礦企業的信息自動化管理速度雖然在不斷加快，但是投資的重點還是放在硬件設施上，對于軟件設施的投資力度不夠大。在信息開發及信息共享等方面的資金投入及技術投入也是不夠的，技術人員對企業自動化信息技術的發展也產生了一定的影響，但是就當前我國煤礦企業發展的現狀來看，高水平的技術人員是嚴重缺乏的，技術人員的專業技能不高也在很大程度上影響著我國煤礦企業自動化及信息化技術的發展。

四、我國煤礦企業實現自動化及信息化發展的策略

1、加強安全生產監控

不同于一般的企業生產，煤礦企業的發展存在一定的復雜性及技術性，因而需要結合煤礦企業自身的發展現狀來加強對系統的自動化控制，進而實現對數據信息的高度集成。雖然當前我國很多的煤礦企業采用的技術與設備能夠實現對企業自動化的基本控制，但卻存在一定的劣勢，即不能對井外進行遠程的監管與控制。其設計的思路依托于自動化設備，通過傳感器將井內的作業情況進行信息的傳輸及集成，進而將數據信息反饋給集中控制中心，利用無線接收器能夠實現對礦井人員的有效定位及動態化管理。

2、加強對自動化設備的建設力度

西方發達國家在煤礦生產與管理過程中，之所以安全事故的發生概率很小，主要在于其根據不同的開采環境采用不同的采掘機械。我國在新設備的開發與應用上與發達國家存在很大的差距，我國煤礦企業想要實現對采掘機械的科學應用，必須使得裝備在地面上能夠實現集控與調度，同時還要采用以太網進行遠程監控，進而實現全面的自動化管理。另外，我國的煤礦企業還要加強對軟件的投資力度，通過軟件的構建平臺實現對企業資源的信息化共享。

3、加強企業標準的均衡化發展

我國煤礦企業發展現狀，自動化發展水平存在一定的不均衡性，主要表現在不同的地域及不同類型的企業上。我國煤礦企業想要實現自動化發展，必須對企業的發展標準進行統一，不管是企業硬件設備的管理還是企業集成信息化管理，都要盡量實現企業一致化及一體化管理。私人煤礦企業與國有重點煤礦企業不管是在發展資金上還是在技術層面上都存在很大的差距，因而在具體管理過程中需要依據煤礦企業的不同性質給予一定的政策與技術支持。企業領導決策在很大程度上影響著煤礦企業的自動化發展，因而地方小煤礦企業更要加強對領導意識的管理，只有領導起到帶頭作用，才能提高整個煤礦企業的自動化生產與管理水平。

4、加強對煤礦企業的信息化管理

我國煤礦企業想要實現自動化管理，可以建立自動化系統的網絡平臺，通過網絡平臺的建設來實現對煤礦企業運營的信息化及自動化管理。基于自動化系統網絡平臺，不僅能夠滿足企業管理人員對煤礦企業信息的查詢，同時還能實現我國煤礦企業的安全生產及科學信息化管理。總之，實現我國煤礦企業的自動化生產與管理，不僅能夠促進安全生產，而且能實現對煤礦資源的優化利用。

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