礦山電氣工程自動化智能技術應用探析

袁春艷

摘要：時代不斷進步與科技不斷發展，信息技術給我國各行各業帶來了新機遇。在煤炭行業中，應積極利用自動化智能技術轉變煤炭生產、開挖、管理模式，以此改變傳統人工操作形式，減少資金的輸出，確保礦山生產安全效率、生產質量，并打造標準化、集成化的統一數字平臺，實現煤礦應用使能、數據共享。基于此，本文主要分析礦山電氣工程自動化智能技術的應用價值，并提出合理的應用對策，以供參考。

關鍵詞：礦山電氣;工程自動化;智慧礦山

引言：目前，礦山電氣工程自動化智能技術發展迅速，其煤礦智能化的演進路徑同樣遵從從機械化到自動化、信息化、智能化的事物客觀發展規律。在礦山電氣工程智能技術發展中，可形成無人化生產模式，并以內部信息化構造形成數據網絡大體架構，在大體架構中可幫助人工智能進行操控與決策，以此形成智慧礦山建設體系。由此可見，煤礦智能化是行業發展的必然趨勢。

1、礦山電氣工程自動化智能技術的應用價值

1.1降低生產成本

在礦山電氣工程自動化中可以有效發揮智能技術的優勢，在合理減少人力操作時也實現無人化操作系統，并在礦井生產、礦井開拓工程中減少人為操作造成的失誤現狀。在有效實現機械自動化生產時也降低了生產成本，解決了勞動力問題。

1.2避免安全事故

今年以來，全國發生多起重大礦山事故，安全形勢十分嚴峻。特別是當前煤炭需求量大，各地全力保供，在量價齊升、共同拉動下，之前幾乎絕跡的非法盜采窩點又死灰復燃。在傳統的人為操作時由于礦洞內部危險系數較高，一個礦洞生產所需要5-10名工人，在操作機械時也會產生安全生產問題。為改善這種情況，應合理利用礦山電氣工程自動化技術，避免安全事故的發生。

1.3提高數據處理效率與質量

在合理利用礦山智能技術時，可有效提高數據處理效率與質量，并減少收集信息的時間，在實現數據處理的高效化模式下，其智能化控制系統還可以把控制方向，減少人工操作難度。在這個過程中，可有效提高生產效率，先進的自動化技術可以提高操作員的生產效率，并且其附加的智能性為企業帶來更多利潤，促進我國電氣工程的健康發展。

1.4形成露天礦山智能化發展

首先，在礦山電氣工程自動化技術中，可積極推進露天礦山智能化發展，并將智能化技術為主體展開的龐大露天開采技術體系的深度融合，重點建設方向是“利用信息化手段提高勞動者的平均熟練程度”、“利用信息化手段提高生產過程的組織和管理效率”、“利用信息化手段提高生產資料的效能”。其次，由于露天礦山生產工作對于人員要求較高，其工作內容強度、危險系數較高，在重復的工作下推動智能化、無人化發展很有必要。例如，Apollo聯合華能伊敏煤電公司投入使用的自動駕駛礦卡，已經實現自動化作業效率達到人工水準，這是目前國內首個面向礦山場景，以超高計算能力為支撐，并具有機器學習能力的單車智能方案案例;在國內率先實現了無安全員情況下，人工駕駛車輛與無人駕駛車輛混編作業[1]。

2、礦山電氣工程自動化智能技術應用對策

2.1在露天礦山中，利用電機驅動自動化

首先，在露天礦山傳統生產工序中，一般是利用多個電機驅動完成開采面工序，這種情況效率與質量都無法提高，其工作難度系數大，容易發生安全問題。在合理利用電機驅動自動化后，可進行遠程操控，并根據煤礦內實際的薄煤層、中煤層、厚煤層的情況進行針對性的采煤工作，在煤礦設備形成自動化后可使煤礦機械設備發揮出實際的應用效果，從而有效確保各個環節順利穩定的進行[2]。其次，在煤礦供電時，由于涉及的步驟相對復雜，應將電氣自動化設備中的PLC技術應用到煤礦供電中，其電氣自動化控制本身是由低壓電氣部分組成的，包括供電系統、控制系統，另外在傳感器部分以及執行機構如電機、閥門、泵等終端設備中也需要利用到電機驅動自動化技術。最后，由于露天礦山與地下開采相比其資源利用充足，并且適用于大型機械施工，在這樣的狀態下可有效發揮電機驅動自動化技術，并隨著煤炭開采向深部不斷延伸，探索礦區煤礦安全高效開采的實踐辦法，解決深部資源開采難題。以此，在電機驅動自動化技術下，可推進智慧礦山建設以自動化、數字化、信息化系統基礎上，圍繞煤炭、冶金建立智慧礦山主體框架模型。以生產業務流、數據流為驅動，以礦山生產過程中具體業務為系統功能開發需求，實現生產技術和生產管理協同，可視化智能管控[3]。

2.2在露天礦山中，利用GIS形成車輛運輸監控系統

在露天礦山中，可結合GIS技術形成車輛運輸監控系統，并推進高清工業視頻監控系統和礦井安全生產綜合自動化監控平臺例如，在形成監控系統后，可在集控中心展現出井下的安全生產狀況和設備的運行狀態。在監控系統形成后，可有效推進煤焦化向煤化工產業升級，培育壯大煤層氣產業，加快煤電鋁鎂材一體化集群發展[4]。例如，在傳統單靠“人盯人”的方式管理難免出現漏洞。現在可在車輛上安裝監控系統，并在前、后、左、右四個方向安裝4個具備星光夜視功能的攝像頭，駕駛室內配置了自動提醒系統，可自動識別、報警礦車駕駛員超速與駕車打手機等違規行為以及打瞌睡、注意力不集中等疲勞現象。例如，在GIS形成車輛運輸監控系統后，可利用無線地磁檢測器通過對比有無磁場的變化量來判斷是不是有車，檢測器判斷有車通過無線網絡上傳給接收器，接收器收到數據上傳到后臺或者電腦終端，達到計數的功能。如果選擇配置有抓拍系統，接收器收到有車的信號觸發攝像機抓拍，記錄車輛信息然后上傳到電腦或者儲存在SD卡中。電腦軟件上可以儲存查看記錄。在這樣的狀態下，可使煤礦運輸、機械設備調速系統控制水平進一步提高。且電氣自動化技術在高清數字視頻監控系統下，可以輕松實現全程精準路線無人運輸的工作模式，達到了減員增益的效果[5]。

2.3光互聯技術利用在電氣工程

隨著云計算和大數據的普遍應用，數據中心作為云計算的核心基礎設置，其計算能力和內部數據交換能力也呈現出指數級的發展。對于數據中心來說，其內部服務器以及交換機間普遍采用光模塊或AOC電纜進行互聯。現代新一代的數據中心為了應對數據流量的增長以及兼顧更靈活的擴容升級和冗余備份能力，以此在形成光互聯技術后，應積極融入到電氣工程中并重點對煤炭機電系統進行控制管理，進而達到三維立體、入網規模大等管理效果，真正提高管理效率與工作效率，降低了人工管理的難度[6]。

結束語：綜上所述，在礦山電氣工程自動化技術下，可積極推進智慧礦山建設效果，并以監控系統、傳輸系統、電機驅動系統形成無人化開采模式，并真正促進信息技術與煤炭行業的融合發展。

參考文獻：

[1]肖戰定. 5G智能化技術在石灰石露天礦開采中的應用 ——以焦作千業水泥有限公司谷堆后水泥灰巖礦為例[J]. 技術與市場，2021，28（11）：90-91.

[2]孫健東，張瑞新，賈宏軍，等. 我國露天煤礦智能化發展現狀及重點問題分析[J]. 煤炭工程，2020，52（11）：16-22.

[3]王富民，賀昌斌. 露天礦卡車無人駕駛技術的現狀與展望[J]. 露天采礦技術，2021，36（3）：45-47.

[4]廉旭剛，蔡音飛，胡海峰. 我國礦山測量領域三維激光掃描技術的應用現狀及存在問題[J]. 金屬礦山，2019（3）：35-40.

[5]付恩三，劉光偉，王新會，等. 基于"互聯網+"智慧露天煤礦建設發展新構想[J]. 中國煤炭，2020，46（2）：35-41.

[6]馬永亮，王利崗，張達，等. 復雜露天銅礦床三維可視化開采工藝優化技術研究[J]. 有色金屬（礦山部分），2019，71（4）：1-4，18.