礦山綜合自動化系統的研究及實踐

劉鵬南

（山東黃金礦業（萊西）有限公司，山東 青島 266000）

為了更好的展示綜合自動化系統設計的內容，本文以山東黃金萊西公司為例介紹礦井生產各環節內容，使生產工作的運輸、供電、通風、排水等能力得到顯著的提高。礦井生產包含的內容眾多，所以在綜合自動化系統設計期間會根據各生產環節的工作要求確定鏟裝、運輸、開采、排水、供電專業等諸多系統，以往礦井生產各環節的系統沒有合理的進行設計，使監控系統與監測系統兩者相互獨立，無法合理的整合信息，為解決相應問題對礦產生產工作效率形成的影響，打造科學的通信管理架構，通過綜合自動化系統提高礦山產的整體工作水平。

1 礦山綜合自動化系統建設目標

礦井生產工作因為工作地段環境惡劣對生產作業形成不少的影響，為保證各項工作順利進行，有必要加強對各環節工作系統的掌管力度，這也是礦山綜合自動化系統設計的目的，解決傳統各子系統信息無法相互兼容的短板。目前，在通信技術、網絡技術、視頻技術、自動控制技術相繼出現的背景下，為綜合自動化系統設計提供技術保障，在各類設備逐漸完善的基礎上，為設備與相應技術應用在礦山綜合自動化系統設計中提供可能。構建滿足各類工作進行的網絡平臺，面對各類系統進行合理的設計，從而讓語音、視頻、文字等數據實現共享，在數據合理應用下為控制生產工作的進行提供指導，保證工作可以順利開展，讓工作人員在安全的環境下工作，通過各環節數據的科學管控，高效的完成生產作業任務，讓礦井生產帶來良好的經濟效益[1]。

2 礦山綜合自動化系統的組成內容

2.1 礦井千兆工業以太環網網絡平臺

本文所舉的山東黃金萊西公司綜合自動化系統設計期間，將千兆工業以太環網作為各系統合理管控的基礎，在此期間應用很多新興技術，比如控制領域技術以及通信技術對生產作業數據進行合理的管控，可以解決就地控制事故隱患，還可以合理的將各設備連接在一起，解決傳統設備脫節無法快速發揮工作效能的問題[2]。

目前，礦山生產需要打造具備良好信息統籌能力的自動化控制平臺，在統一先進的網絡平臺上，合理配置系統參數，讓信息安全、可靠的傳輸，實現信息共享，指導礦山生產工作進行，在此期間提高工作的效率。礦山作業環境非常惡劣，以往工作管控方式不科學，致使工作人員無法快速發現安全隱患，最終釀成安全事故，不僅會縮減企業在礦井生產的效益，還會對現場工作人員的人身安全造成巨大的威脅[3]。

使用自動化網絡控制平臺，在此期間可以通過技術驅動，使礦井工作環境數據得到合理應用，在環網冗余技術下使信號可以在0.3s內快速恢復，提高礦井自動化綜合系統運行的可靠性。操作網站可以根據平臺接收的各類子系統數據完成工作信息的分析，通過主控裝置發送指令，在整個過程中完成信息數據的采集、傳輸、控制等工作。在各類接口組件、WAP服務器、軟件與交換設備作用下，使信息實現共享，在局域網內快速完成數據交換工作，在一體化自動系統下高效的完成各項工作。

2.2 信集閉自動化控制系統

在信集閉自動化控制系統設計期間，考慮礦石鏟裝、運輸與卸載等作業，在自動化控制系統設計期間必須以此作為考量要素，分析生產作業全流程，工作人員負責的工作任務，由于井下巷道眾多，交叉點非常繁雜，容易因為地質條件復雜、運輸條件惡劣等因素，使安全管理工作難以有效開展。因此，設計信集閉控制系統需要保證列車進入、電動道岔位置、信號機顯示三者存在區間閉塞關系，且具備連鎖性。在人為故障或設備損壞的情況下依然可以完成對工作地段的監管，防止事故發生，在自動調車期間實現礦石車的調控工作，信集閉自動化控制系統與傳統系統工作方式不同，不在停車板動道岔，在工作行為得到合理刪減的前提下，大幅度提高機車運行效率，加快礦車周轉速度，在此期間通過減少啟動次數、頻繁停機次數以及機車頻繁啟動形成的各類故障事件，使礦井生產可以高效推進。

目前，信集閉自動化控制系統在礦井生產中的工作效果非常顯著，運行可靠穩定，為-500m巷道生產運輸工作安全進行提供堅實的保障，還可以在系統監管下降低工作人員的勞動壓力，提高運輸效率。信集閉自動化控制系統在當下礦井生產中，是一種工作效果非常好的機車控制系統，工作單位應該根據工作需求以及技術發展情況，不斷優化系統，看到其在未來具備的發展潛力，加強對其的研究程度。

2.3 井下無人值守變電所系統

生產工作必須根據礦井安全生產與自動化建設方面的要求，確定生產工作相應的設備。35Kv變電站以及其他裝置均應該根據礦山生產的實際情況，結合工作要求進行自動化改造。

通過設備對礦井工作區域進行無死角的監管，通過自動控制實現無人值守，由此可以掌握監測區域的情況，還可以防止人為因素引發安全事故。

井下無人值守變電所在設計時，會根據工作區域的情況分為井上低壓變電所與井下中央高壓變電所，應該根據井下各設備的供電需求合理設計組態界面，對變電所運行參數進行全過程監管，由此在控制中心完成監管工作。通過分閘、合閘的操作，提高系統運行的安全性、可靠性，組態界面可以展示報警歷史操作記錄等方面信息，通過井下無人值守并結合設備監測得到的信息，模擬三相電壓，為工作更好開展提供重要參數。

2.4 礦井數字化圖像監視系統

萊西公司在自動化改造期間，分析傳統工業電視組網模式在工作中存在的種種問題，合理的設計系統改造方案，目前必須保證視頻信號可以無阻礙傳輸，因此采用總線方式設計系統，實時監測礦井生產與其他環節工作的進行情況。工作圖像信息可以由調度中心的大屏幕或是電視墻定點播放，由此完成對生產工作的實時監控，還會對重要信息進行數據備份。礦井數字化圖像監視系統在設計時，考慮到數據信息收集需求，引入識別技術以及圖像技術，相應技術經過優化改良可以實現關鍵地點警工作，系統擴容異常便捷且結構簡單，在設計過程中可以有效的削減生產作業所用的人力資源，節省大量的投資成本。

3 礦山綜合自動化系統特征

井下生產工作存在較高的危險性，為了在相應條件下實現安全、高效的采掘作業，必須加強對工作區域的監管，本文以山東黃金萊西公司為例，根據地區環境設計綜合自動化系統，搭建千兆工業以太環網的網絡平臺，在相應平臺下建設綜合自動化系統，由此可以實現超深開采工作，使礦山建設在綜合自動化系統的輔助下安全、高效進行。在系統中采用圖像差分法與網絡視頻監控技術互輔互助的方式，完成工作區域檢測，在網絡視頻技術的加持下對工作區域進行科學的管控，一旦發現工作區段存在故障隱患便會快速報警，由此可以解決異常情況生產作業形成的安全威脅。使用光纖通信技術使綜合自動化系統的數字化水平得以提高，建立適合應用在礦山建設中的數字化系統，完善技術體系內容，保證采集工作可以高效進行。

4 礦山綜合自動化系統效益分析

礦井綜合自動化系統建設的目的是提高礦井生產工作效率，通過系統對工作環境進行全過程監測，可以通過掌握的井下各作業面的產信息，對生產作業面環境等情況進行合理監測，在礦井生產作業期間快速發現存在的安全隱患，使工作人員可以快速掌握相關信息并進行預防，由此創建安全的礦井生產環境，使工作安全、可靠的進行，由粗獷式的管控變為精細化管理，生產工作也由傳統體力勞動向腦力勞動過渡。此一變化會瞬間提升產作業團隊的整體技術水平，有利于業社會地位的提升。

5 結語

礦山生產在較大的難度，無法使各自動化制系統良好的運行由此會產生信息孤島，為了使礦山生產可以獲得良好的經濟效益與社會效益，當下針對礦山產系統出現的問題，考量工作需求提出綜合自動化系統設計方案，建立綜合自動化系統，使各子系統可以相互協調實現信息共享。綜合自動化系統應用在礦山產過程中已經獲得良好的效果，當下還需要根據現有工作收集到的信息，對礦井生產工作進行合理的監管，需要統一控制安全生產調度層、過程控制層與其他管理層，改變礦山粗放的管控模式，通過數據模型、數據倉庫的建立，分析生產區域的數據信息，提高礦山生產的安全性。