薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)研究與應(yīng)用分析

摘?要：隨著科技的發(fā)展，綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)被廣泛應(yīng)用于薄煤層開采工作中，從而有效提高了煤炭資源開采效率。與此同時(shí)，煤炭設(shè)備的性能與質(zhì)量也得到了大幅度提升，設(shè)備在運(yùn)行過程中能夠及時(shí)反饋故障問題，并予以自動(dòng)修復(fù)。本文將系統(tǒng)論述薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用方案，希望能為煤炭生產(chǎn)管理作業(yè)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：薄煤層;綜采自動(dòng)化;采煤工藝技術(shù)

全面優(yōu)化薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用方案，確保煤炭資源的安全開采，則需要充分引入PLC技術(shù)、DCS技術(shù) 、FCS技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能化技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)煤炭資源安全開采自動(dòng)化，并積極構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)。本文將簡單論述薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，并從引入各種自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全開采，構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)等三個(gè)方面綜合探討薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用方案。

1?薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

薄煤層煤炭開采作業(yè)屬于一項(xiàng)高危作業(yè)，工作環(huán)境復(fù)雜，自然條件相對(duì)惡劣，如果處理不當(dāng)，僅依靠傳統(tǒng)人工模式，難免會(huì)出現(xiàn)瓦斯爆炸、礦井坍塌和涌水問題，嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。將綜采自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭設(shè)備中有助于優(yōu)化煤炭開采設(shè)備功能，創(chuàng)新煤炭資源開采模式，提高煤炭設(shè)備技術(shù)，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全開采。

2?薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)應(yīng)用方案

2.1?引入各種自動(dòng)化技術(shù)

薄煤層綜采自動(dòng)化采煤工藝技術(shù)屬于高度集成技術(shù)，集合了多種技術(shù)優(yōu)勢。從整體結(jié)構(gòu)來分析，綜采自動(dòng)化技術(shù)主要包括七種分支技術(shù)：第一，PLC技術(shù)。PLC技術(shù)主要是采用嵌入式控制模式、回路調(diào)節(jié)模式和順序控制模式來完善數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存、傳輸、數(shù)據(jù)計(jì)算和時(shí)間限定功能。第二，DCS技術(shù) 。DCS 技術(shù)主要應(yīng)用于煤炭設(shè)備連續(xù)工作過程中，具體應(yīng)用方案是運(yùn)用連接嵌入模式在監(jiān)控設(shè)備中設(shè)置高檔微機(jī)與工控機(jī)，優(yōu)化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互功能，收集煤炭設(shè)備運(yùn)行信息。第三，F(xiàn)CS技術(shù)。FCS技術(shù)主要應(yīng)用于智能儀表設(shè)置中，該技術(shù)具備良好的調(diào)制作用。同時(shí)，F(xiàn)CS技術(shù)會(huì)聯(lián)合其他分支技術(shù)控制設(shè)備運(yùn)輸，做好材料下放工作。第四，大數(shù)據(jù)技術(shù)。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于煤炭開采設(shè)備之中能夠全面提取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫對(duì)所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類整合與管理，做好各種信息記錄工作。其次，煤炭企業(yè)可以通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)來分析數(shù)據(jù)信息，根據(jù)分析結(jié)果制定最佳方案，對(duì)本企業(yè)煤炭設(shè)備機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施進(jìn)一步改善。第五，智能化技術(shù)。智能化技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)物，在煤炭設(shè)備中應(yīng)用智能化技術(shù)能夠全面提升煤炭設(shè)備的自動(dòng)化水平，使設(shè)備步入智能化。目前，智能化技術(shù)在煤炭設(shè)備生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用模式主要體現(xiàn)在三個(gè)方面——智能設(shè)計(jì)、人工智能應(yīng)用和設(shè)備系統(tǒng)智能化技術(shù)應(yīng)用。第六，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，該技術(shù)體系能夠自動(dòng)收集和分析煤炭設(shè)備運(yùn)行信息，并將信息內(nèi)容和分析結(jié)果分別存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。第七，云計(jì)算技術(shù)。從微觀視角來看，云計(jì)算技術(shù)由云硬件技術(shù)、軟件技術(shù)和云安全管理技術(shù)。在薄煤層開采作業(yè)中充分發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)功能，有助于準(zhǔn)確收集煤炭資源開采數(shù)據(jù)信息，確保煤炭開采工作流程的安全性，規(guī)范開采操作。

2.2?實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全開采

實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全開采，須充分發(fā)揮綜采自動(dòng)化技術(shù)在煤炭開采設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值，配備安全采煤自動(dòng)化技術(shù)、電控自動(dòng)化技術(shù)和安全支撐自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備。安全采煤自動(dòng)化技術(shù)主要是通過啟動(dòng)采煤設(shè)備來開采煤炭資源，無須人工開采;電控自動(dòng)化技術(shù)具有重要輔助作用，即通過電控來確保設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn);安全支撐自動(dòng)化技術(shù)能夠營造安全的開采環(huán)境，設(shè)備能夠根據(jù)開采面積的變化自行移動(dòng)，自動(dòng)控制安全支架，在開采區(qū)域搭建安全支撐體系。

2.3?構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)

做好薄煤層開采作業(yè)，提高綜采自動(dòng)化技術(shù)質(zhì)量，健全煤炭設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，科學(xué)搭建自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，必須著重優(yōu)化煤炭設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)搭建技術(shù)路線，完善平臺(tái)功能。從宏觀層次來分析，設(shè)計(jì)完整的自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)路線，首先要分別設(shè)計(jì)煤炭設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)、智能化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)，處理好這三者的銜接關(guān)系。自動(dòng)化控制系統(tǒng)屬于前饋系統(tǒng)，是決策支持系統(tǒng)的智能化升級(jí)。此外，決策支持系統(tǒng)組合模塊與功能包括構(gòu)建大數(shù)據(jù)庫、收集和分析數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)挖掘、異常預(yù)報(bào)預(yù)警、工藝模擬優(yōu)化和故障診斷與修復(fù)。最終，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)將反饋數(shù)據(jù)一并輸入智能化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之中。而且，智能化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備兼容性與獨(dú)立性，這樣方能實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)控信息的同步訪問。再次，煤炭設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)須包括自動(dòng)運(yùn)行功能、煤炭開采處理過程管控功能、工況優(yōu)化功能、信息挖掘功能、異常感知功能和故障修復(fù)功能。與此同時(shí)，在搭建煤炭設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)的過程中，必須堅(jiān)持三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)原則：第一，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。在設(shè)計(jì)過程中，必須充分借助自動(dòng)化控制技術(shù)和人工智能技術(shù)對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，然后，依次做好平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、重要基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、監(jiān)測布局設(shè)計(jì)和軟硬件配置設(shè)計(jì)等工作。第二，功能化設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)師應(yīng)堅(jiān)持求真務(wù)實(shí)的方針，注重優(yōu)化平臺(tái)系統(tǒng)功能，做好各項(xiàng)功能模塊的技術(shù)研發(fā)工作，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求，適當(dāng)拓展業(yè)務(wù)，加強(qiáng)軟硬件設(shè)備的開放性、通用性和標(biāo)準(zhǔn)性，擴(kuò)大硬件存儲(chǔ)容量，優(yōu)化軟件接口，以此促進(jìn)系統(tǒng)升級(jí)與數(shù)據(jù)信息共享。第三，通訊保障自動(dòng)化原則。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)煤炭資源工作量，構(gòu)建煤炭設(shè)備運(yùn)行通訊網(wǎng)絡(luò)，為薄煤層開采區(qū)域設(shè)備配置通訊網(wǎng)，并借助中心服務(wù)器促進(jìn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性。另外，在信息時(shí)代，搭建煤炭設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，須重視加強(qiáng)監(jiān)控平臺(tái)信息化建設(shè)。在此環(huán)節(jié)，煤炭企業(yè)應(yīng)根據(jù)各分支系統(tǒng)的不同功能，依次做好三步工作：第一，搭建信息集中管理平臺(tái)，組建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，將自動(dòng)控制系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)信息、煤炭資源開采效率、檢測報(bào)告分析結(jié)果等進(jìn)行分類管理，一并收入生產(chǎn)大數(shù)據(jù)庫之中。第二，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化分析，自動(dòng)生成趨勢顯示結(jié)果，使煤炭設(shè)備技術(shù)參數(shù)、煤炭開采質(zhì)量參數(shù)、開采過程參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與能耗數(shù)據(jù)信息能在監(jiān)控平臺(tái)中自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)趨勢報(bào)表或者分析圖。第三，建立自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)，優(yōu)化異常報(bào)警功能。煤炭企業(yè)應(yīng)充分利用智能化技術(shù)設(shè)計(jì)采集數(shù)據(jù)與設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)比對(duì)程序，確保該程序能根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)價(jià)、并判斷異常或異常征兆。而且，要合理開發(fā)信息發(fā)布平臺(tái)，使該平臺(tái)能自動(dòng)生成電腦桌面提醒、發(fā)送預(yù)警信息，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障與異常情況，能自動(dòng)將預(yù)警信息及時(shí)發(fā)送給企業(yè)管理人員。

3?結(jié)語

綜上所述，全面優(yōu)化機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在煤炭設(shè)備中的應(yīng)用方案，必須充分引入各種先進(jìn)技術(shù)，充分發(fā)揮安全采煤自動(dòng)化技術(shù)、電控自動(dòng)化技術(shù)和安全支撐自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備的作用，著重優(yōu)化煤炭設(shè)備功能，努力實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全自動(dòng)化開采;不斷提高綜采自動(dòng)化技術(shù)質(zhì)量，健全煤炭設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，為薄煤層開采區(qū)域設(shè)備配置安全通訊網(wǎng)，全面了解煤炭資源開采信息，根據(jù)信息內(nèi)容下達(dá)安全指令。

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作者簡介：徐文科，助理工程師，研究方向?yàn)椴傻V技術(shù)。