孔 偉 劉 坤 劉全福

山東義能煤礦有限公司

煤礦信息化自動化新技術(shù)與發(fā)展

孔 偉 劉 坤 劉全福

山東義能煤礦有限公司

煤炭是我國經(jīng)濟運行和社會發(fā)展的主要能源，近年來，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)走強，國家安全監(jiān)管監(jiān)察部門對煤礦安全生產(chǎn)要求的不斷提高，煤炭企業(yè)對自身建設(shè)投入的不斷加大，煤炭工業(yè)各個方面都有了較快的發(fā)展，在信息化與自動化建設(shè)方面也取得了一定的成效，各類自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)管理過程中發(fā)揮著重要作用。本文就對煤礦信息化自動化新技術(shù)的發(fā)展與應用展開討論。

煤礦；信息化；智能化；物聯(lián)網(wǎng)；自動化

隨著當前煤炭工業(yè)領(lǐng)域各類新材料、新技術(shù)、新裝備以及新工藝的不斷發(fā)展，我國煤炭工業(yè)生產(chǎn)體系在近年來不斷發(fā)展完善，并跳出了傳統(tǒng)勞動密集型生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向高效集約化生產(chǎn)模式，煤炭工業(yè)也由此實現(xiàn)了高效、高產(chǎn)的目標，其生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益明顯提升。就煤礦生產(chǎn)而言，自動化技術(shù)是提升煤礦生產(chǎn)效率的重要支持因素，被廣泛應用于國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中，具有極為重要的意義和作用。

1 煤礦機電自動化與信息化存在的關(guān)聯(lián)

1.1 煤礦機電自動化與信息化存在關(guān)聯(lián)分析

(1)煤礦機電自動化是由程序化、信息化和智能化三者有機的結(jié)合，具有效率高、操作簡單、維護方便、安全系數(shù)高的特點。而且煤礦機電自動化是以信息化為基礎(chǔ)，并通過信息的處理和分析，根據(jù)外部信息的相關(guān)情況，結(jié)合控制信息實現(xiàn)煤礦機電的控制，達到煤礦機電的預期運作效果，這也就使得煤礦機電自動化是建立在信息化的信息處理的基礎(chǔ)上。

(2)煤礦機電自動化實現(xiàn)控制的過程是通過信息的收集、信息處理、自動化控制等完成的。在實際的應用過程中，不能缺少計算機的使用，而計算機是一種良好的信息處理工具，可以根據(jù)信息的實際情況完成信息的處理，并輸出控制信息，這也就使得煤礦機電自動化與信息化很好的融合到一起。

1.2 煤礦機電自動化與信息化的融合

(1)促使煤礦機電自動化與信息化的融合，實現(xiàn)全方位的煤礦機電自動化的信息化控制，實現(xiàn)對煤礦機電的遠程控制、實時監(jiān)控，全方面的控制與管理，并根據(jù)實際情況合理的進行操作處理，結(jié)合不同的操作需求，實現(xiàn)機電設(shè)備的開停、維修等，有效的提高煤礦機電自動化的智能化水平。

(2)煤礦機電設(shè)備信息化管理，通過對煤礦所收集信息的整合與分析，形成合理的控制信息，實現(xiàn)煤礦機電的自動控制。如：煤礦機電自動化的設(shè)備溫度異常等的報警，并由信息化管理程序有效的對溫差故障進行處理。

(3)自動化與信息化結(jié)合推動智能化的發(fā)展，煤礦機電自動化與信息化的融合，能夠?qū)υO(shè)備的運行狀況進行分析，智能的展開設(shè)備的分析，實現(xiàn)設(shè)備的自動警報，還能針對一些簡單的問題進行智能化的處理，有效的提高煤礦機電自動化的智能化水平。

2 煤礦信息化自動化新技術(shù)的應用

2.1 全礦井綜合自動化系統(tǒng)

單一的自動化監(jiān)控系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了對煤礦主要環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測監(jiān)控，但是由于各系統(tǒng)獨立重復建設(shè)，信息孤島現(xiàn)象嚴重，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無法共享，造成了控制單一、消息傳遞不暢、信息化實施與維護成較高，企業(yè)負擔加重。因此，面向“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線”的全礦井綜合自動化系統(tǒng)應運而生。綜合自動化系統(tǒng)以實現(xiàn)信息集成、流程優(yōu)化和集中控制為目標，以綜合煤礦眾多安全監(jiān)控類系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制類系統(tǒng)和管理類系統(tǒng)為手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、功能界面的統(tǒng)一與業(yè)務流程的優(yōu)化，并結(jié)合GIS技術(shù)、組態(tài)技術(shù)，實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)過程與生產(chǎn)環(huán)境的模擬展示，為煤礦企業(yè)管理提供了更為優(yōu)質(zhì)的服務。

2.2 智慧煤礦

隨著近幾年物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷出現(xiàn)與應用，“智慧煤礦”等類似概念也被提出。智慧煤礦意在數(shù)字化礦山的基礎(chǔ)之上，利用以上高新技術(shù)，結(jié)合三維GIS和虛擬化等技術(shù)實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)全過程的智能化管理。最終實現(xiàn)煤礦在時空維度數(shù)字化、安全生產(chǎn)協(xié)同管控、生產(chǎn)自適應控制等全礦井的物聯(lián)化、互聯(lián)化和智能化。

2.3 數(shù)字技術(shù)在煤礦安全及監(jiān)控控制系統(tǒng)中的應用分析

正是因為在煤礦安全及監(jiān)控控制系統(tǒng)中有效應用電氣化數(shù)字技術(shù)，促使這一系統(tǒng)的實效性大大提高。對于煤礦的安全生產(chǎn)來說，一個十分重要的系統(tǒng)就是安全監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，中國絕大多數(shù)大型煤礦企業(yè)都已經(jīng)應用到一系列機電裝置設(shè)備，如：遙測儀、斷電儀及紅外線自動噴霧等，使得安全監(jiān)控的目標得到更好的實現(xiàn)。而正是因為數(shù)字化地監(jiān)控煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)與流程，才促使煤礦生產(chǎn)管理的安全性大幅度得到提升。正是因為在煤礦企業(yè)電氣自動化中有效運用數(shù)字技術(shù)，使得以往傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)生產(chǎn)模式得到有效改變與完善，同時，還將勞動力大大節(jié)約，生產(chǎn)成本大大降低，工作效率在很大程度上得以提升，更重要的是，對于煤炭企業(yè)的安全性有著非常大的幫助與作用。

2.4 礦用傳感器與便攜儀無線傳輸技術(shù)

目前礦用傳感器主要是有線傳感器，有線傳感器具有可靠性高、傳輸距離遠、遠程供電等優(yōu)點，但存在著傳感器電纜敷設(shè)和維護工作量大、難以滿足膠輪車、電機車、采煤機、掘進機等移動監(jiān)控需求等。為滿足回采工作面回風隅角、掘進工作面、采煤機、掘進機、膠輪車、電機車等甲烷監(jiān)控的需求，研制了礦用無線甲烷傳感器。用于回采工作面回風隅角、掘進工作面的礦用無線甲烷傳感器，不需要敷設(shè)和維護電纜，便于安裝和維護，但由于傳感器采用蓄電池供電，因此，需要定期更換傳感器。具有定位功能的礦用無線甲烷傳感器，可以自動調(diào)零；當傳感器通過定位卡檢測到其位于地面時，進行自動調(diào)零，減少了傳感器調(diào)校工作量。

煤礦安全生產(chǎn)是影響煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益的重要因素，煤礦機電自動化與信息化能夠有效地提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低各類安全隱患的發(fā)生。推動煤礦機電自動化與信息化的融合，促使煤礦機電自動化向智能化的方向發(fā)展，實現(xiàn)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

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[2] 張申.煤礦自動化發(fā)展趨勢[J].工礦自動化，2013，39(2)：27-33.

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