智能化技術對煤礦機電運輸影響研究

摘要：為確保煤礦機電運輸系統的安全穩定性，通過分析智能化技術在提升機、供電系統和皮帶輸送機中的具體應用，來探究智能化技術對煤礦機電運行系統的重要影響。研究表明：智能化技術在提升運輸過程穩定性、供電系統可靠性和優化運輸效率等方面具有顯著效果，能有效提升煤礦機電運輸系統整體性能，為煤礦生產安全和經濟效益提升提供有力支撐。

關鍵詞：煤礦 機電運輸系統 智能化技術 供電系統

Research on the Influence of Intelligent Technology on ElectromechanicalTransportation inCoal Mines

LU Baizhou 1 LU Xiang 2

Fucun Coal IndustryofZaozhuang Mining Group Co.， Ltd. ;2. Gaozhuang Coal Industry of Zaozhuang Mining GroupCo.， Ltd.， Jining， Shandong Province，277605 China

Abstract：In order to ensure the safety and stability of the electromechanical transportation system in coal mines， this paper analyzesthe specific application of intelligent technology in elevators， power supply systems and belt conveyors to explore its important impact on the electromechanical transportation system in coal mines. Research has shown that intelligent technology has significant effects in improving the stability of the transportation process andthe reliability of the power supply system， and optimizing transportation efficiency， which can effectively improve the overall performance of the electromechanical transportation system in coal mines， so as to provide strong support for the production safety of coal mines and the improvement of their economic benefits.

Key Words：Coal mine; Electromechanical transportation system; Intelligent technology; Power supply system

煤礦機電運輸系統作為煤礦生產關鍵環節，在保障安全生產方面作用巨大。基于科學技術不斷發展，智能化技術在煤礦機電運輸中的應用逐漸成為行業發展的趨勢，在發揮技術優勢基礎上提升煤礦機電運輸系統的性能，給煤礦行業發展提供充足動力。在后續發展中，應該立足智能化技術開展實時監測、數據分析和智能控制等手段，實現優化煤礦機電運輸系統運行狀態的目標，降低安全風險。

1煤礦機電運輸系統構成

煤礦機電運輸系統是煤礦生產過程中關鍵的組成部分，它有效地保障了礦井原煤的運輸任務。該系統由多個關鍵設備共同構成，如提升機、供電系統和皮帶傳輸機等，每種設備都發揮著不可或缺的功能，確保煤炭和其他物料的安全、高效運送。提升機作為系統的核心部件，通常依賴于強大的電動機或液壓系統作為動力來源，依據作業需要，沿導軌上升或下降。皮帶傳輸機是機電運輸系統中另一個關鍵的設備，它將采煤機下采取的煤炭或其他物料輸送至提升機處，進一步運往其他區域。一條標準的皮帶傳輸機可能長達數公里，寬度達1.2m，運行速度可達5m/s，設計負載能夠支持每小時輸送上千噸的物料。其驅動裝置通常采用大功率電機，如500kW，托輥和支撐結構則確保了輸送帶的平穩運行和長期耐用[1]。

2智能化技術在煤礦機電運輸中的應用

2.1提升機中的應用

智能化技術在提升機中應用涵蓋監測預警、故障診斷維護、調度優化和人機交互等多個方面，智能化技術在提升機中的應用充分發揮了提升機的作用，推動煤礦機電運輸系統智能化發展[2]。

第一，智能監測系統通過傳感器和數據采集設備實時監測提升機運行狀態，重點分析提升速度、負載情況、溫度等參數，通過數據分析可識別出異常情況并發出預警信號，便于工作人員及時采取對策，以免發生意外事故。第二，提升機在智能化技術應用支持下能實現故障診斷的智能化發展，根據實時檢測數據分析故障類型，結合實際情況給出合理的維修計劃，也能在技術支持下實現遠程監控，以此降低人工干預帶來的風險。第三，在“智能算法+優化模型”的支持下，系統能根據生產需求自動調整提升機運行參數，尤其能實現提升機能耗控制，保障煤礦生產效率[3]。

2.2供電系統中的應用

在煤礦機電運輸系統中，供電系統作為保障設備正常運行的關鍵部分，通過應用智能化技術能在降低能源消耗基礎上提高電力設備運行效率，如表1所示。

2.3皮帶傳輸機中的應用

皮帶傳輸機主要將采煤機所采原煤或其他物料從井下輸送至提升機處，智能化技術在皮帶傳輸機中的應用給系統安全運行提供了技術支持，給煤礦行業可持續發展注入更多動力。在煤礦皮帶傳輸機中應用的智能化技術極大地提升了系統的安全運行能力。通過在關鍵部位安裝各類傳感器，如張力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器，可以實時監測傳輸系統的運行狀態，對參數如張力、速度、溫度進行詳細分析，及時識別并處理潛在的異常情況。這些技術的應用不僅確保了傳輸系統的高效運行，還大幅降低了安全事故的發生概率。張力傳感器關注輸送帶的張力，一旦監測到張力值異常（如從正常的 15～25 kN變化到異常的10kN或30kN），系統會自動觸發報警，提醒操作人員采取必要的調整措施。速度傳感器則監控輸送帶的運行速度，以確保速度保持在3～5m/s的理想范圍內，任何偏離此范圍的速度都會導致系統報警。溫度傳感器用于監控關鍵部件的溫度，當溫度超出預設閾值（如60℃）時，表明存在過載運行或摩擦過熱的風險，系統將自動介入以防止潛在的火災事故。煙霧傳感器在檢測到煙霧的第一時間內，能觸發緊急停車保護操作，并激活灑水滅塵裝置來實現冒煙保護。煤位傳感器的應用在監控煤倉或煤漏斗的煤位方面起到了關鍵作用。這項技術使操作人員能實時了解煤炭存量，一旦數據顯示煤位接近滿載（如容量的90%），系統就會自動采取措施，如切斷皮帶輸送機的電源，以防止溢出或堵塞等問題的發生[4]。

3智能化技術對煤礦機電運輸影響

3.1提升了運輸過程的穩定性

通過智能監測與預警、智能調控與優化及智能故障診斷與維護等手段，智能化技術有效降低了設備的故障率，保障煤礦機電運輸系統的穩定安全性[5]。

第一，在煤礦提升機系統中引入智能監測與預警系統，系統通過高精度傳感器實時監測提升機運行狀態，每秒采集電機轉速、負載情況、溫度參數等數百條數據。系統具備較高精準性，整體預警準確率超過95%，平均響應時間不到0.1s，能有效識別過載等異常情況，保障煤礦生產連續性。

第二，針對皮帶傳輸機系統智能調控與優化技術，系統在數據分析技術下能自動調整傳輸帶運行參數，保障最佳運輸效率。例如 ：根據煤礦生產需求動態調整提升機提升速度，根據物料輸送量和距離調整皮帶傳輸機運行速度，確保系統平穩持續運行。

第三，智能化技術應用提升煤礦機電運輸系統故障診斷與維護效率。通過先進的數據分析和機器學習算法，系統能快速準確地識別出潛在的故障隱患，根據實際情況給出具體的維修建議，降低因為停機故障導致的生產損失。以傳感器記錄的五次數據為例。轉速閾值為600RPM，振動幅度閾值為0.05 mm，溫度閾值為35℃，電流閾值為75A，電壓閾值為410V。據表2數據分析可知，第五次記錄轉速、振動幅度和電流數據均超過系統規定的閾值，認定存在異常情況。系統發出預警信號后停止皮帶傳輸機運行，由技術人員進行異常情況處理，確保煤礦皮帶傳輸機的安全運行。

3.2提升了供電系統的可靠性

智能化技術在煤礦機電運輸系統供電系統中應用顯著提升其可靠性，能更加智能地監測、預測、診斷和調控電力設備，給煤礦安全生產提供可靠的電力保障。分析如下。

引入智能傳感器和監測裝置能實時監測供電系統各個關鍵設備的運行狀態，及時檢測到電力設備異常情況，第一時間發出預警信號。需要運用電壓諧波含量計算公式進行計算：諧波含量=√（〖H2〗^2+〖H3〗^2+…〖Hn〗^2 ）/H1x100%，H1是基波幅值，H2，H3……Hn 是各階段諧波幅值，諧波含量過高可能導致設備異常運行。

第二，系統利用大數據分析技術快速準確地診斷出電力設備可能存在的故障類型，在分析原因基礎上制定合理的解決措施，也能通過歷史數據分析預測可能出現的故障，通過提前采取措施方式保障系統穩定運行。其中，運用P=I2+R公式計算電力損耗情況，其中，P是電力損耗，I是電流，R是電阻。

第三，實現對供電系統的遠程監控和遠程維護，維修人員在智能化技術支持下遠程監控電力設備的運行狀態，通過遠程診斷與技術維修方式縮短故障處理時間，進而提高系統可靠性。

3.3提升了運輸過程的效率

智能化技術提升煤礦機電運輸系統運輸過程的效率，通過實時數據采集與監測等手段運用，能保障運輸過程更加智能化，給煤礦生產提供可靠的運輸保障。

第一，智能傳感器每秒采集數百條數據，監測系統的響應時間在毫秒級別，實時監測各個運輸設備的運行狀態，將所采集的數據傳輸到中央控制中心，這樣就實現對整個運輸系統的實時監控。

第二，系統通過每分鐘甚至每秒數據變化自動調整設備運行參數，提升皮帶傳輸機等設備的運行效率，實現最佳運輸效率。同時，通過優化控制算法應用，平均每次調整可提高運輸效率10%～ 20%，保障系統運行中各項能源效率。

第三，系統根據實時電力需求和設備運行狀態自動調節供電系統運行參數，尤其是通過預測性維護提前解決潛在故障，以免因為故障停機導致的生產中斷。基于PID控制的電壓調節公式

P_調節 （t）=K_p.e（t）+K_i . ∫_0^t?e（t） dt+K_d .de（t）/dt其中，e（t）表示時刻t的誤差，Kp，Ki，Kd 分別為比例、積分和微分系數。管理人員在智能化技術支持下實現遠程監控，分析各項設備的運行狀態，當出現異常情況之后迅速采取措施進行應對，這樣能提高運輸過程中整體生產能力。

4結語

智能化技術在煤礦機電運輸中應用具備多重價值，通過實時監測、智能預警和自動調控及時發現并處理運輸過程中異常情況，給煤礦生產提供堅實保障；通過實時監測、智能故障診斷和遠程維護能夠迅速處理電力設備問題，在降低生產成本基礎上提高能源利用效率，給煤礦生產提供可靠的電力保障；通過實時數據采集與監測、智能調控與優化等手段能提高生產運輸效率，在提升運輸過程靈活性基礎上給煤礦生產提供更大生產空間，促使煤礦機電運輸系統更加完善。

參考文獻

[1]任富強，李剛，康宇全.煤礦機電運輸系統中的自動化技術分析[J].新型工業化，2022，12（8）：76-79.

[2]龔立志.淺談提升煤礦機電運輸技術水平的措施[J].中國新技術新產品，2019（4）：67-68.

[3]白寧.煤礦提升機電控系統智能化設計與應用[J].煤礦現代化，2023，32（3）：70-73.

[4]鄭宏才.煤礦主井提升機電控系統改造與應用[J].中國煤炭工業，2023（11）：64-65.

[5]李博文，張斌，呂曉明.煤礦機電設備智慧檢修系統研究與應用[J].中國煤炭，2023，49（11）：87-91.