＊朱澤斌

（晉能控股煤業(yè)集團馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 037003）

煤礦開采使用的機電設(shè)備主要涉及開采設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、抽水設(shè)備、防護設(shè)備、運輸設(shè)備、瓦斯抽放設(shè)備、供電設(shè)備等。涉及種類多樣，且每種設(shè)備都會影響到煤礦的安全生產(chǎn)。這些設(shè)備都需要在良好的條件下正常運行，實際煤礦開采現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，如不能妥善管理所有的機電設(shè)備，容易導(dǎo)致部分設(shè)備因受潮、粉塵、坍塌等因素造成損壞或無法使用。

目前煤礦企業(yè)對所有機電設(shè)備的安全管理都存在一些問題，不能將礦區(qū)的所有機電設(shè)備進行實時管理，基本都是定期點檢，而且過程存在漏洞，不能完全掌握實際的設(shè)備狀態(tài)。在設(shè)備出現(xiàn)問題時，無法第一時間了解設(shè)備的故障信息，并且當(dāng)設(shè)備狀態(tài)影響到安全生產(chǎn)時，無法及時將設(shè)備關(guān)閉。當(dāng)前的管理模式存在很大的安全隱患。

通過對機電設(shè)備運行狀態(tài)的智能化管理，找出了當(dāng)前管理模式的弊端，便于提出更好的研究方向，從根本上解決問題。

1.機電設(shè)備安全管理方法

(1)傳統(tǒng)的管理方法

目前大多數(shù)煤礦企業(yè)采取的機電設(shè)備管理方法過于傳統(tǒng)，僅限于：建立設(shè)備臺賬，定期查看設(shè)備運行情況，檢修設(shè)備，記錄設(shè)備維修保養(yǎng)信息。由于煤礦開采現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，容易導(dǎo)致部分設(shè)備因受潮、粉塵、坍塌等因素造成損壞或無法使用。僅靠維修人員周期性的檢測，不能實時掌握機電設(shè)備的運行狀態(tài)，無法遠程控制機電設(shè)備。

(2)建立新方法的思路

為了能夠徹底解決上述問題，采用更智能的安全管理方法：將機電設(shè)備運行和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合?？傮w思路：通過一種安全管理系統(tǒng)對所有機電設(shè)備進行智能化管理。

系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下：機電設(shè)備運行監(jiān)測組件、控制單元組件、網(wǎng)絡(luò)通訊組件、云端服務(wù)器、執(zhí)行與報警組件。

機電設(shè)備運行監(jiān)測組件的作用是監(jiān)測所有機電設(shè)備的運行情況。監(jiān)測組件包含監(jiān)測傳感器模塊，涉及多種傳感器，例如監(jiān)控通風(fēng)設(shè)備需要使用風(fēng)速傳感器，監(jiān)控抽水設(shè)備需要使用流量傳感器，監(jiān)控供電設(shè)備需要使用電流、電壓傳感器等。

控制單元組件的作用是接收機電設(shè)備運行監(jiān)測組件發(fā)送的監(jiān)測信號，并與數(shù)據(jù)庫中設(shè)備運行正常時采集的各參數(shù)正常范圍進行比較，如各參數(shù)在正常數(shù)值范圍內(nèi)，則表明機電設(shè)備運行正常，如某些參數(shù)超出正常數(shù)值范圍，控制單元會持續(xù)記錄單位時間內(nèi)異常機電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，如單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)仍然處于異常狀態(tài)，控制單元發(fā)送信號至執(zhí)行與報警組件，報警器響起，提醒維護人員出現(xiàn)異常的具體機電設(shè)備，便于進行檢修。同時系統(tǒng)控制單元組件判斷異常機電設(shè)備停止運行是否會影響礦井內(nèi)人員生命狀態(tài)及其他設(shè)備狀態(tài)，如不影響，控制單元發(fā)送信號至執(zhí)行組件，對異常機電設(shè)備進行關(guān)閉。

采用此種方法對機電設(shè)備進行管理，不僅可以實時監(jiān)控各種機電設(shè)備運行的狀態(tài)，還可以在機電設(shè)備出現(xiàn)工作異常時進行報警提示。對于安放在礦井較遠位置且不影響其他設(shè)備及礦井環(huán)境的機電設(shè)備，系統(tǒng)會將其關(guān)閉，避免異常運行加劇設(shè)備的損壞。

機電安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 機電安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.機電安全管理實施方案

(1)總體方案

機電安全管理實施主要采用機電安全管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由機電設(shè)備運行監(jiān)測組件、控制單元組件、網(wǎng)絡(luò)通訊組件、云端服務(wù)器、執(zhí)行與報警組件構(gòu)成。機電設(shè)備運行監(jiān)測組件的作用是監(jiān)測所有機電設(shè)備的運行情況。監(jiān)測組件包含監(jiān)測傳感器模塊，涉及多種傳感器，例如監(jiān)控通風(fēng)設(shè)備需要使用風(fēng)速傳感器，監(jiān)控抽水設(shè)備需要使用流量傳感器，監(jiān)控供電設(shè)備需要使用電流、電壓傳感器等?？刂茊卧M件的作用是接收機電設(shè)備運行監(jiān)測組件發(fā)送的監(jiān)測信號，并與數(shù)據(jù)庫中設(shè)備運行正常時采集的各參數(shù)正常范圍進行比較。執(zhí)行與報警組件用于提醒維護人員出現(xiàn)異常的具體機電設(shè)備，便于進行檢修，同時對異常機電設(shè)備進行關(guān)閉。

(2)實施細則

進行機電設(shè)備安全管理時，需要將所有設(shè)備進行編號，不同類型的機電設(shè)備需要根據(jù)監(jiān)測類型安裝不同的傳感器，安全管理系統(tǒng)在初次使用時，需要將所有設(shè)備進行檢查，確保所有設(shè)備運行正常，系統(tǒng)將采集所有設(shè)備正常運行的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。安全管理系統(tǒng)持續(xù)采集所有機電設(shè)備的運行參數(shù)。

如各參數(shù)在正常數(shù)值范圍內(nèi)，則表明機電設(shè)備運行正常，如某些參數(shù)超出正常數(shù)值范圍，控制單元會持續(xù)記錄單位時間內(nèi)異常機電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，如單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)仍然處于異常狀態(tài)，控制單元發(fā)送信號至執(zhí)行與報警組件，報警器響起，提醒維護人員出現(xiàn)異常的具體機電設(shè)備，便于進行檢修。同時系統(tǒng)控制單元組件判斷異常機電設(shè)備停止運行是否會影響礦井內(nèi)人員生命狀態(tài)及其他設(shè)備狀態(tài)，如不影響，控制單元發(fā)送信號至執(zhí)行組件，對異常機電設(shè)備進行關(guān)閉。系統(tǒng)的管理流程示意圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)的管理流程示意圖

3.機電安全管理方法實施效果

使用科學(xué)化的機電安全管理方法，采用智能化的機電安全管理系統(tǒng)，能夠避免煤礦企業(yè)對所有機電設(shè)備的安全管理存在的問題，能夠?qū)⒌V區(qū)的所有機電設(shè)備進行實時管理，避免過程存在監(jiān)管不到位的漏洞，能夠完全掌握實際的設(shè)備狀態(tài)。

對煤礦生產(chǎn)使用的機電設(shè)備進行管理時，對通風(fēng)設(shè)備、供電設(shè)備、排水設(shè)備等各設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)控，包括關(guān)鍵電路中的電流電壓等狀態(tài)，例如：通風(fēng)設(shè)備中的電機控制電路出現(xiàn)了電壓低或電流異常情況，但此狀態(tài)不足以讓通風(fēng)設(shè)備完全癱瘓，所以未觸發(fā)報警，但此問題會導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)的通風(fēng)量下降，長期將會導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)的氧氣含量下降。對礦區(qū)內(nèi)的工作人員產(chǎn)生健康損害。通風(fēng)設(shè)備正常情況下運行時，其通風(fēng)量與礦區(qū)內(nèi)氧氣濃度，有害氣體濃度，控制電路的電流和電壓都相互關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)檢測時會將這些數(shù)據(jù)都進行單位時間內(nèi)對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制電路的電流出現(xiàn)波動或異常趨勢，電壓呈現(xiàn)衰減趨勢，氧氣濃度和有害氣體濃度短時間內(nèi)無明顯異常，但通風(fēng)量相比正常情況有下降趨勢，此時系統(tǒng)將判定為異常狀態(tài)，通知維修人員進行檢修。

采用此種方法對機電設(shè)備進行管理，不僅可以實時監(jiān)控各種機電設(shè)備運行的狀態(tài)，還可以在機電設(shè)備出現(xiàn)工作異常時進行報警提示。對于安放在礦井較遠位置且不影響其他設(shè)備及礦井環(huán)境的機電設(shè)備，系統(tǒng)會將其關(guān)閉，避免異常運行加劇設(shè)備的損壞。

以設(shè)備檢修為例，使用新方式之前，礦用生產(chǎn)的設(shè)備都會定期進行設(shè)備檢修，檢修時需要停止作業(yè)，會耽誤礦區(qū)的開采工作，當(dāng)采用新方法時，對設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)控，不需要花大量的時間專門去對所有設(shè)備進行維修排查。檢修次數(shù)和時間的關(guān)系如圖3所示。

圖3 檢修次數(shù)和時間間隔的關(guān)系

4.結(jié)語

目前煤礦企業(yè)對所有機電設(shè)備的安全管理都存在一些問題，不能將礦區(qū)的所有機電設(shè)備進行實時管理，基本都是定期點檢，而且過程存在漏洞，不能完全掌握實際的設(shè)備狀態(tài)。在設(shè)備出現(xiàn)問題時，無法第一時間了解設(shè)備的故障信息，并且當(dāng)設(shè)備狀態(tài)影響到安全生產(chǎn)時，無法及時將設(shè)備關(guān)閉。當(dāng)前的管理模式存在很大的安全隱患。幫助煤礦企業(yè)提升機電設(shè)備的管理能力，避免由于煤礦開采現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，導(dǎo)致部分設(shè)備因受潮、粉塵、坍塌等因素造成損壞或無法使用。

采用更智能的安全管理方法，將機電設(shè)備運行和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。通過一種安全管理系統(tǒng)對所有機電設(shè)備進行智能化管理。利用機電設(shè)備運行監(jiān)測組件、控制單元組件、網(wǎng)絡(luò)通訊組件、云端服務(wù)器、執(zhí)行與報警組件形成一套完整的智能化管理系統(tǒng)。應(yīng)用此種科學(xué)化的機電安全管理方法，不僅可以實時監(jiān)控各種機電設(shè)備運行的狀態(tài)，還可以在機電設(shè)備出現(xiàn)工作異常時進行報警提示。