奚旭峰

摘 要：在科學(xué)技術(shù)日新月異的大環(huán)境下煤礦自動化技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。煤炭行業(yè)作為和人民生活息息相關(guān)的重要生產(chǎn)行業(yè)，它的技術(shù)發(fā)展對居民生活質(zhì)量有著很大影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用自動化技術(shù)對煤礦進(jìn)行開采可以使得煤礦開采效率得到顯著提升，更好地提高煤礦施工的安全系數(shù)，同時(shí)這也是煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。然而目前我國煤礦自動化的發(fā)展還存在著一些問題，影響著煤礦行業(yè)的發(fā)展，該文將對這些問題進(jìn)行研究并提出一些解決措施。

關(guān)鍵詞：煤礦 自動化 問題 發(fā)展

中圖分類號：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0225-01

1 煤礦自動化的概述

煤礦自動化控制是指使用電器、機(jī)械、電子設(shè)備，結(jié)合計(jì)劃好的程序使煤礦生產(chǎn)運(yùn)行、監(jiān)視和控制，可以在少人或無人的條件下，根據(jù)預(yù)定的程序或計(jì)劃進(jìn)行自動化操作。運(yùn)用自動化技術(shù)能夠使得煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)營，可以更好地提高煤礦施工安全系數(shù)，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使得煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)少人或無人值守的目標(biāo)。煤礦自動化技術(shù)應(yīng)用也是煤礦企業(yè)自身發(fā)展壯大的需要，同時(shí)也是一個(gè)煤礦企業(yè)現(xiàn)代化管理水平的重要象征。

2 煤礦自動化發(fā)展中的問題

2.1 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

迄今為止，我國煤礦所采用的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可以分成四種，分別是光纖多通道輸人系統(tǒng)、千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)專用控制網(wǎng)以及工業(yè)以太網(wǎng)。當(dāng)前我國的煤礦自動化系統(tǒng)是在工業(yè)以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立的一個(gè)傳輸平臺，以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的傳輸平臺在我國煤礦企業(yè)中得到了廣泛使用。也有一部分礦井以工業(yè)專業(yè)控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，然而相對于工業(yè)以太網(wǎng)，工業(yè)專業(yè)控制網(wǎng)的局域性較差，礦井中應(yīng)用工業(yè)專業(yè)控制網(wǎng)的礦井較少，因此專業(yè)控制網(wǎng)被市場所淘汰是必然趨勢。

2.2 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)前我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)備監(jiān)控上只使用集散式方式，這種監(jiān)控方式是以實(shí)時(shí)通信和主從式低速通信結(jié)構(gòu)為主FSK、DPSK等通信技術(shù)為輔的一種技術(shù)。集散式監(jiān)測系統(tǒng)存在反應(yīng)速度慢、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行系數(shù)較低以及抗電磁能力極弱等缺點(diǎn)。

2.3 礦井電力的監(jiān)控系統(tǒng)

目前我國煤礦行業(yè)中，煤礦企業(yè)所廣泛應(yīng)用的礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)是微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)及實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，這種監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是對地面供電系統(tǒng)的監(jiān)管極為到位，這種電力監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)是對地下及礦井設(shè)備的監(jiān)控以及微機(jī)的保護(hù)并不到位，這種監(jiān)控系統(tǒng)主要是對企業(yè)配電柜等機(jī)電設(shè)備可能發(fā)生的漏電、線路短路、欠電壓等電力故障采取保障措施，然而因?yàn)榈V井內(nèi)部設(shè)備路線較為復(fù)雜，并且配送給生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的電力主要是用于煤礦的生產(chǎn)及挖掘和礦井排水等主要的煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并且配電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)性能較低、供電范圍大、工作地點(diǎn)環(huán)境較為復(fù)雜以及不可控因素過多，仍然使得事故發(fā)生幾率較大，生產(chǎn)安全系數(shù)較低。

2.4 煤礦開采沉降自動化監(jiān)控精度較低

在煤礦的開采過程中煤礦頂板的沉降應(yīng)當(dāng)是必須要重點(diǎn)重視的，以往煤礦安全事故有70%以上的幾率都是因?yàn)槊旱V頂板沉降所造成的。因此對煤礦頂板的受力情況及沉降進(jìn)行監(jiān)控是非常有必要的，需要重點(diǎn)防范的就是煤礦頂板的沉降。目前我國的煤礦自動化生產(chǎn)對礦井頂板沉降的監(jiān)控受傳感器等相關(guān)因素影響。

3 煤礦自動化發(fā)展中問題的解決對策

3.1 采用數(shù)字化礦山系統(tǒng)

數(shù)字化礦山是以礦山系統(tǒng)為原型，以地理坐標(biāo)為參考系，建立在數(shù)字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化基礎(chǔ)上的，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，它綜合考慮環(huán)境、安全、資源以及效益等各種因素。通過該系統(tǒng)可以了解礦山系統(tǒng)多體之間信息的聯(lián)系和相互作用的規(guī)律以及整個(gè)礦山系統(tǒng)所涉及的全部信息過程。使企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化，達(dá)到提高整體效益、市場競爭力以及適應(yīng)能力的目的。

3.2 應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)

隨著社會技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用在各行各業(yè)也更為廣泛。大量數(shù)據(jù)證明計(jì)算機(jī)應(yīng)用可以有效地提高企業(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量，計(jì)算機(jī)技術(shù)這一特點(diǎn)在一些自動化企業(yè)生產(chǎn)體系中更能體現(xiàn)出來。傳統(tǒng)煤礦的開采模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代自動化開采模式的這種發(fā)展也是企業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢，也是現(xiàn)在煤炭行業(yè)必然轉(zhuǎn)型方向。但是目前我國煤礦企業(yè)中的自動化開采模式中計(jì)算機(jī)技術(shù)的缺乏，導(dǎo)致我國煤礦自動化生產(chǎn)效率與國外相比極為低下。只有使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，才能改善煤礦監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，提高煤礦生產(chǎn)效率。

3.3 更新傳感器

傳感器是煤礦自動化發(fā)展工程中的一個(gè)重要部件。傳感器在煤礦企業(yè)自動化生產(chǎn)模式中占據(jù)著至為關(guān)鍵的地位，對煤礦進(jìn)行開采這一過程中，傳感器在自動化采煤機(jī)械的精確控制中尤為重要，只有當(dāng)生產(chǎn)器械中的傳感器保持著精確的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，才可以保證自動化采掘器械的高效運(yùn)行。位移傳感器以及壓力傳感器對于煤礦頂板沉降的監(jiān)控極為關(guān)鍵。然而目前我國煤礦行業(yè)中的傳感器水平相比于國際傳感器技術(shù)，較為落后，并且傳感器的類型極為單一，因?yàn)檫@些原因而使得我國煤礦自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能力較為低下。企業(yè)必須針對煤礦自動化系統(tǒng)更新傳感器技術(shù)，以及使用多種類型的傳感器技術(shù)，從而提高自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的效率，提高企業(yè)效益。

3.4 調(diào)度集中控制

井下工作是煤礦自動化的一個(gè)重要組成部分，為此，應(yīng)當(dāng)對中心集控軟件與井下相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行必要核實(shí)，以便了解設(shè)備存在的問題，進(jìn)行相關(guān)設(shè)備參數(shù)的調(diào)整，進(jìn)而完善企業(yè)的檢修和維護(hù)計(jì)劃，下達(dá)相應(yīng)的維修指令，更好地完成現(xiàn)場的相關(guān)處理工作。

3.5 采用高度集成的現(xiàn)場信息控制

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)最為關(guān)鍵因素就是要把現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行高度集成，以往傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)雖然也能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的自動化生產(chǎn)目的，然而因?yàn)閭鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備的信息采集數(shù)據(jù)并不多，導(dǎo)致其仍不能達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及智能化儀表的引進(jìn)，以現(xiàn)場信息準(zhǔn)確集成來達(dá)到對遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的以及對施工現(xiàn)場情況統(tǒng)一控制，從而對煤礦的采集達(dá)到自動化及安全化生產(chǎn)。現(xiàn)場信息的高度準(zhǔn)確集成要通過傳感器來進(jìn)行采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對各個(gè)現(xiàn)場實(shí)施連接從而進(jìn)行管理及控制，最后將管理者下達(dá)的信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對煤礦井下設(shè)備的自動化控制管理。

4 結(jié)語

我國的煤炭自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展對煤礦企業(yè)效益的提高有著極為重要的作用，然而目前煤礦自動化技術(shù)存在的問題阻礙著自動化技術(shù)的發(fā)展，因此，自動化技術(shù)的飛速發(fā)展必須要先解決存在的問題，引進(jìn)一系列先進(jìn)技術(shù)，提高我國煤礦行業(yè)中的自動化生產(chǎn)技術(shù)水平，提高企業(yè)效益。

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