煤礦機電運輸系統中的自動化技術研究

張智慧

（延長石油集團橫山魏墻煤業有限公司，陜西榆林 719000）

0.引言

在煤炭生產過程中經常使用機電運輸系統，這對煤炭生產有著重要的作用。隨著科學技術的發展，煤礦機電運輸自動化技術應用了傳感測試、編程技術、信息技術、AI運算等，自動化技術的特點是能耗低和穩定性高。使煤礦生產的信息化水平提升，便于安全生產自動化的實現，提升了生產效率和質量。

1.煤礦機電運輸系統應用自動化技術的必要性

自動化技術在煤礦生產中，可以保證產量的大幅提升。隨著科學技術的發展，自動化技術成熟，在煤礦中可以提高生產安全性和穩定性。自動化技術可以充分保證采煤工作質量，促進設備管理水平的提高。自動化技術在煤礦機電運輸系統的應用，可全面提高生產能力和工作質量。將自動化技術應用到礦井開發過程中，對于提高煤礦生產力、保證工作質量和提高精度至關重要。采用自動化技術可以解決以往生產中的不足，減少人為生產的約束，保質保量完成生產工作，提高煤礦機電運輸的效率。調整和優化設備的自動化程度，滿足當今的工作需要。煤礦機電運輸系統自動化技術具有預警和監控等功能，而煤礦生產的風險很高，因此安全在生產中尤為重要。為保證煤礦健康穩定發展，為人員的生命安全提供保障，需要合理使用煤礦機電運輸系統，做好煤礦機電運輸設備的日常維護管理。通過改進自動化技術，可以提高設備的安全系數。此外，可以節約生產成本，減少各種事故的發生。

2.自動化技術在煤礦機電輸送系統中的應用

2.1 運輸自動化技術

在煤礦生產過程中，將采出的煤炭資源及時地運送到地面地點，以提高整個開采的效率。在實際生產中，煤炭運輸設備容易發生事故，很容易造成無法估量的損失。自動化技術可以有效避免上述問題。利用PLC進行煤礦機電運輸系統設置和控制，利用總線通訊進行監控。在此基礎上連接到主控平臺，配合調整模塊和分機模塊，一旦設備在運輸中發生事故，可以向設備發出信號，便于及時處理事故，避免經濟損失。煤礦運輸自動化技術可以利用運輸程序激活運輸設備，可以替代現有設備，保證煤礦機電運輸有序連續，其中提高設備的可靠性至關重要。

2.2 提升自動化

煤礦提升機是煤礦生產的關鍵設備，提升機電控系統的可靠性是提升機安全運行的關鍵，電氣傳動系統是提升機電控系統的核心部分，傳動系統性能的高低，對煤礦的生產及安全起著至關重要的作用，關系到煤礦的生產效率和煤礦生產的正常進行。因此隨著自動化的發展和控制編程的應用，控制器的應用價值越來越大，特別是在提升機改造中。針對煤礦機電運輸的發展情況，應用自動化技術改造提升機，對提高煤礦安全生產具有重要的意義。采用全新的全數字化系統，取代舊的手動操作系統。使用雙回路供電兩套高低壓控制、自動遠程合閘、變頻無極調速等先進技術，確保提升機可以安全、穩定、可靠的運行。

2.3 輔助系統自動化

無級繩絞車可以從源頭上解決運輸系統的安全隱患，如絞車距離短和運輸人員數量多等問題。因此，在煤礦生產過程中，安裝無線視頻監控系統，根據絞車運行情況，對整個運輸進行全面監控，對于提高安全系數和減少工作中失誤至關重要。采掘皮帶的應用可以代替人員的進出，更好地對運輸人員進行智能監控，大大提高工作效率，并且可以幫助減少實際人員。應用機械化裝置，可以省去手動小車和人工環節，降低人員勞動強度，降低煤礦生產中的安全隱患，充分保障了各崗位人員的安全。懸掛裝置可以逐步實現自動化和無人操作的目標，大大減少纜車人數。與許多發達國家相比，我國機電運輸系統自動化技術在作業中還存在不足。為此，有必要深入研究開發新型自動化技術，如人工智能技術和遙感技術等，將這些新技術應用到生產中，以提高煤礦安全生產質量。通過在煤礦監控中應用機電一體化技術，了解煤礦的整體情況，方便將各生產環節的工作反饋給相關管理部門。根據獲得的反饋信息調整工作，有助于控制煤礦安全生產。

2.4 輸送帶自動化

隨著煤礦企業的發展，自動化技術和三維全波電磁場仿真軟件可以穩定連續地運行開采運輸設備，減少運輸階段的安全問題，并實現煤礦機電高效運輸。在應用自動化技術過程中，需要不斷完善監控系統，以充分保證運輸監管的智能化和自動化，大幅度降低故障發生率。目前原煤運輸自動化技術水平還處于起步階段，設備環境直接影響輸送設備的運行。鑒于此，要加強輸送帶自動化技術升級。在自動化技術下，促進傳送帶的進一步技術應用。

2.5 供電系統自動化

在煤礦機電運輸系統中，供電系統的自動化是重要的部分。現階段，大部分設備都是電力驅動，煤礦機電運輸系統也需要電力才能順利運行。供電系統的自動化建設，對整個煤礦機電運輸系統產生積極的影響。通過供電系統的自動化建設，以以太網絡為基礎，實現能源監控系統的供電自動化。通過運行方式，有利于實現煤礦變電站的自主化，保證供電的可靠性，彌補傳統人工配電的不足，避免配電不及時。

2.6 可視化AI分析系統

在主運輸及順槽皮帶頭加裝AI攝像機，通過井下環網把AI攝像機信號接入智能視頻分析系統，在后臺服務器中通過數據建模、機器學習、大數據等各種算法，通過不斷的機器學習逐步完善異物識別、煤量檢測、人員違規行為的模型數據。智能可視化系統由6組合開關、KTC150主機、監控主機、交換機、基站、AI攝像頭及可視操作終端構成，詳見表1所列。

表1 智能可視化輸送機操控系統設備

3.煤礦機電運輸系統自動化技術應用措施

3.1 完善煤礦機電運輸系統信息

煤礦機電運輸信息系統的完善，有助于探索機電運輸系統自動化技術的復雜性，也有助于從設備中獲取多項信息資料。機電運輸系統的控制，為日后管理運輸系統打下良好的基礎。運輸信息管理系統可以實施多種方法，全面評估運輸安全隱患，確保精細化閉環管理，評估機電設備的防護能力。要分析機電運輸系統自動化穩定性，具有很強的參考性內容，強調機電運輸的網絡化和數字化，使設備在真實條件下被監控，最終將提高機電運輸系統的效率[1]。

3.2 加強數字化建設

在煤礦機電運輸系統自動化應用中，應建立一個基于礦山整體的監測網絡，以方便獲取機電運輸生產和系統數據的參數。創建一致的數據和跟蹤功能。但在工作中，往往無法基于此功能對煤礦機電運輸系統設備進行檢測。因此，在自動化技術應用中，需要加強日常巡查工作，通過實時監測和跟蹤功能，解決存在的問題，降低設備故障率。由于礦山環境非常復雜，系統出現故障的電子元件較多。因此，一系列的控制設備、通訊線路和傳感器等都會受到影響。因此，必須對自動系統進行改造，以確保自動化系統運行數據的有效性和完整性[2]。

3.3 深井開采系統

我國礦業已進入深井開采階段，東北地區煤炭開采時間較長，并且開采深度超過1000m。對于大多數未達到深度的礦山，需要對于深度逐漸增加。隨著開采深度的增加，開采必須做到精準高效，才能滿足煤礦機電運輸要求。煤礦機電運輸系統在系統更新和適應機制存在問題。因此，必須重視互聯網、工業環網和智能系統檢測，提高煤礦機電運輸系統程序的效率和準確性，防止設備損壞，確保開采工作的安全運行[3]。

3.4 智能輸送帶系統

做好輸送帶的數字化優化和調速，實現數字化控制、網絡化和本地信息化結合，實現系統調速。確定運輸和各種復雜的施工環節，利用監控系統、定位系統和信息系統，構建完整的物料運輸系統。如果要完成智能化系統與技術的結合，就必須在煤礦機電運輸系統中加入長距離傳輸系統，能同時滿足煤礦生產大t位和長距離傳輸的要求。在輸送帶方面，需要根據實際需要建立輸送帶，以滿足防滑和傾斜的要求，以確保運輸的安全。在現有技術背景下，要提高煤礦機電運輸運輸安全，需要排查人為因素和設備，從設備調度等方面入手，確保運輸效果。對于智能化輸送帶系統，避免了煤礦機電運輸故障的發生，同時也促進了機電運輸設備的更新換代。在調度方面，以合理配置運輸和控制系統，全面提高運輸安全穩定性。在監控系統的基礎上，采用先進的機電傳輸方案和智能化技術，構建完整的調度系統，確保最終的數據分析更加準確。合理利用各種數據信息技術，在數據傳輸中完成對站點的控制。逐漸成為一種共享數據的方式。因此，合理應用自動化技術來完成數據的采集和轉換，以不斷提高數據處理的準確性[4]。

通過自動化控制技術和軟件建模大數據分析技術，當系統判定出現緊急情況時，可以對主運輸設備進行緊急停止控制，建立協同控制系統，將有效地彌補膠帶運輸生產過程中的盲區，保障工作人員及設備的安全，同時實現皮帶機根據煤量大小自動調節皮帶運行速度，達到減少能耗、節約成本和減少設備磨損，延長皮帶機使用壽命，對礦山膠帶運輸安全調度生產具有重要意義。

通過主運輸大型機電設備故障診斷系統實現煤礦主運皮帶機的運行狀態判斷及未來狀態預測，降低設備過修、失修風險，減少非計劃停機次數，避免因設備故障導致事故或設備二次傷害的發生，優化運維檢修模式，優化備品備件管理，從而保障皮帶機正常、可靠、安全運行的目的。

4.結語

機電運輸在煤礦企業的發展中發揮著核心的作用，幾乎涉及煤礦企業的全部經營和生產活動。對提高生產效率有著重要的價值。因此，促進煤礦機電運輸系統自動化技術對于安全生產有積極的促進作用。確保自動化系統向更完整的領域演進，以達到更高的煤礦生產水平和安全效率的目標。以機電運輸系統為主線的創新，是生產中必須進行的創新。基于社會經濟的發展和進步，機電運輸系統應用自動化技術，可有效提升煤礦開采自動化水平。

通過自動化在運輸系統的應用，面對智能化礦井的建設，智能化主運輸系統綜合利用既有系統的數據信息，實現分散采集、集中分析、綜合決策，使得主運輸自動化系統真正實現決策智能化。此外，智能化主運輸系統會提高礦井現有系統的利用率，使其價值作用實現最大化發揮。對于主運輸系統過載預警、煤流系統的保護、設備管理、人員安全、節能降耗、效益提升等方面具有重要意義，可以采用智能協同控制方式，實現無人或少人值守，為煤礦企業帶來更大的經濟效益和安全效益。