針對(duì)煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)的發(fā)展分析

張曉紅

（天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司，江蘇常州 213015）

0 前言

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的科研成果在煤礦領(lǐng)域也不斷的應(yīng)用。提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為企業(yè)創(chuàng)造了更多的價(jià)值。對(duì)于煤炭企業(yè)而言，最根本的問題便是提高工作的安全性和合理度，從而增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力,而煤炭企業(yè)提高企業(yè)自身競爭力最基本的還是需要通過加強(qiáng)對(duì)于高科技的應(yīng)用。尤其對(duì)于工作環(huán)境、地理環(huán)境復(fù)雜的礦山而言，可以通過合理分析，來提出相應(yīng)的工作計(jì)劃，包括制定一些緊急預(yù)案等，這樣對(duì)于礦山的安全開采和正常工作都具有重要的作用。

煤礦自動(dòng)化的逐步完善提升是煤炭企業(yè)不斷應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的具體體現(xiàn)之一。自動(dòng)化自身的優(yōu)勢，在可以減少工作人員的同時(shí)，也提高煤礦作業(yè)的效率，同時(shí)對(duì)于一些人工無法做到的極具危險(xiǎn)性的工作而言，機(jī)械自動(dòng)化擁有明顯的優(yōu)勢。

通信技術(shù)作為將各個(gè)不同地域相互聯(lián)系的網(wǎng)，它可以增強(qiáng)彼此之間信息的交流，對(duì)于作為煤礦生產(chǎn)所必須依靠的礦井通信而言，它們的出現(xiàn)為煤礦的作業(yè)提供了極大的便利。通過通信手段來實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域的一體化以及工作進(jìn)度的合理分析具有重要作用。

1 局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化

目前，大多數(shù)的煤礦企業(yè)都對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)制定出了一系列的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于煤炭工作之中無論是礦用帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)，還是礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)都設(shè)置了監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)綜合檢測控制系統(tǒng)的監(jiān)控，在不斷完善發(fā)展的基礎(chǔ)之上建立了局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化系統(tǒng)。局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)作為整個(gè)礦井系統(tǒng)的組成部分具有重要作用，處理好整體和局部的關(guān)系，從而保證整體的部分大于局部之和，從而更好的推進(jìn)礦井綜合自動(dòng)化的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

1.1 礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)

當(dāng)下多數(shù)的煤礦企業(yè)采用的都是通過電視系統(tǒng)對(duì)于礦用工業(yè)進(jìn)行模擬性的傳輸，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于井下的數(shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)而言，具有更強(qiáng)的發(fā)展前途?？梢哉f是“如虎添翼”，從三網(wǎng)合并發(fā)展來看，它將是未來礦工井下作業(yè)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

1.2 工作面巷道監(jiān)控中心

對(duì)于大多數(shù)煤礦企業(yè)而言，目前的自動(dòng)化控制主要集中在液壓支架等單機(jī)操作之中。對(duì)于其全面技術(shù)控制方面還存在一些欠缺，因此對(duì)于煤炭開采挖掘等方面，包括供電設(shè)備等集中監(jiān)控控制中還存在著瓶頸。這就會(huì)影響信息的直接傳送。而這些就意味著調(diào)度中心不能及時(shí)的了解情況從而做出合理的判斷，從而直接影響一系列的機(jī)載信息以及移動(dòng)可視信息在傳送到工作面巷道控制中心的狀況，從而影響挖煤機(jī)等機(jī)械的作業(yè)1。

1.3 礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)。

礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)作為煤炭自動(dòng)化的重要系統(tǒng)之一，但在很多煤礦之中忽視對(duì)其的使用。對(duì)于礦井之下的水泵房而言，這里的每臺(tái)水泵最低都有幾百瓦，而由于水泵排空閥門較容易受到礦井之下水質(zhì)的影響出現(xiàn)故障，從而出現(xiàn)問題不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，這便會(huì)給井下作業(yè)帶來巨大的麻煩。因此處于各方面的考慮，對(duì)于安裝礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)都有十分重要的現(xiàn)實(shí)作用，通過對(duì)于井下水泵傳送信息的及時(shí)了解，可以根據(jù)情況作出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，從而保證井下作業(yè)的順利進(jìn)行。

2 煤礦通信技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷應(yīng)用，IP語音通信技術(shù)由于自身的優(yōu)勢很快在煤炭通信技術(shù)之中脫穎而出，成為礦井之間相互聯(lián)系的一個(gè)主要通信工具，通過不斷探索將煤礦通信技術(shù)推向一個(gè)新的發(fā)展方向。

2.1 全礦井生產(chǎn)調(diào)度通信

對(duì)于礦井的通信而言，在實(shí)際生產(chǎn)過程之中，使用較廣的當(dāng)屬于對(duì)于礦井的生產(chǎn)調(diào)度通信。礦井通信最主要最直接的目的便是對(duì)于礦井的生產(chǎn)調(diào)度，它是直接作用于實(shí)踐指揮的產(chǎn)物。通常是由調(diào)度主機(jī)、安全隔離器以及本安自動(dòng)電話機(jī)等組成。它們通過相互聯(lián)系而存在，當(dāng)下在礦井生產(chǎn)調(diào)度中，對(duì)于通信系統(tǒng)主要分以下三種：

2.1.1 設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),又有行政交換機(jī)

目前我國的大多數(shù)煤礦是既設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),又有行政交換機(jī)。因?yàn)檫@些除了涵蓋普通的使用之外，還可以通過調(diào)度員的需要來對(duì)通話方式進(jìn)行不斷的改變，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)特殊情況的特殊需要。這一系列的富有專業(yè)特色的服務(wù)功能為煤礦生產(chǎn)都起到了很大的幫助，為緊急情況以及特殊指示下的通話創(chuàng)造了條件，從而為保證煤炭的安全生產(chǎn)起到一定的作用。

2.1.2 不設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),僅用行政交換機(jī)

對(duì)于一部分的為降低投資成本的小型礦井而言，它們大多數(shù)會(huì)選用不設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),僅用行政交換機(jī)的通信設(shè)備。這種設(shè)備成本較低，而且井下用戶可以根據(jù)實(shí)際需要而自動(dòng)撥號(hào)，使用起來也較為方便。但是，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)緊急狀況，這種通信設(shè)備由于不具備調(diào)度員無阻塞通話功能，便很難將緊急預(yù)案中采取的措施傳達(dá)下去，因此對(duì)于井下作業(yè)安全而言，還存在著一定的隱患。

2.1.3 設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),不設(shè)行政交換機(jī)

對(duì)于具有自動(dòng)交換及聯(lián)網(wǎng)的功能的專用調(diào)度主機(jī)而言,它們自身的功能完全可以代替行政交換機(jī)的功能在現(xiàn)實(shí)之中應(yīng)用。但由于調(diào)度主機(jī)的總?cè)萘枯^小,因此，這種技術(shù)的應(yīng)用主要集中在地面用戶較少的煤礦之中2。由于程控調(diào)度通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得信號(hào)穩(wěn)定通話質(zhì)量更高，而且傳送數(shù)據(jù)穩(wěn)定的通訊技術(shù)出現(xiàn)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，相信數(shù)字交換技術(shù)在投入使用之后必然會(huì)將程控技術(shù)所代替。

2.2 礦用小靈通通信系統(tǒng)。

礦用小靈通通信系統(tǒng)作為一種無線通信技術(shù)來講，它的覆蓋性較強(qiáng)，而且使用起來相對(duì)方便。由于此通信工具是針對(duì)礦用而研制的，因此對(duì)于礦井之中的巷道中使用效果相對(duì)不錯(cuò)。但是由于目前系統(tǒng)缺乏調(diào)度功能，同時(shí)，在系統(tǒng)之中的一些主要設(shè)備基站和基站控制器都為隔爆設(shè)備，因此對(duì)于工作面巷道而言是不可使用的3。適用范圍的受限并不影響其自身的發(fā)展，我們可以通過增加調(diào)度功能和開發(fā)本安型基站等來實(shí)現(xiàn)礦用小靈通通信系統(tǒng)的更好使用。

2.3 井下光纖通信

井下光纖通信系統(tǒng)作為“后起之秀”迅速發(fā)展起來，其原因在于它通信容量較大而且對(duì)于井下通訊而言，擁有很好防爆性能和抗干擾能力。這樣可以很快很好的適應(yīng)復(fù)雜的井下環(huán)境。井下光纖技術(shù)由于近幾年的不斷深入研究，井下光纖通信技術(shù)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，從而更好的投入到生產(chǎn)作業(yè)之中。目前井下光纖除了具備基礎(chǔ)的通信功能之外，還擁有自動(dòng)化的檢測功能，它的高質(zhì)量傳輸目前是井下工業(yè)電視系統(tǒng)中的重要組成部分，而且隨著科研人員的不斷深入研究，相信它的作用和地位將有更大的提高和利用。

3 存在技術(shù)問題

我國煤炭產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展雖然緊密的同高新技術(shù)相結(jié)合，但其中還存在一系列的問題，而且一些局部化的環(huán)節(jié)仍需要加強(qiáng)重視，從而可以保證在作業(yè)過程中，一個(gè)整體之間可以相互聯(lián)系促進(jìn)，從而為更好的作業(yè)提供保障。

3.1 加強(qiáng)對(duì)于高效礦用光纜開發(fā)利用，加強(qiáng)光纜修復(fù)技術(shù)

光纜是我國煤礦井下工作合理進(jìn)行的一個(gè)重要工具，但由于井下環(huán)境復(fù)雜，它的主要投入還局限在大巷之中。而對(duì)于其他環(huán)境之下，普通的光纜自身承載不了，因此很容發(fā)生斷裂等現(xiàn)象，而且它的修復(fù)工作也極為困難，但由于光纜在井下工作性能較高，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制作業(yè)的載體，通過傳送電視監(jiān)控資料而來控制整個(gè)作業(yè)的進(jìn)度，同時(shí)由于井下距離較長，只有礦用光纜可以承擔(dān)得起這些傳送，而且性價(jià)比很高。因此解決礦用光纜對(duì)于在惡劣環(huán)境下的使用和修復(fù)問題是目前開發(fā)的重點(diǎn)，對(duì)于承受能力較強(qiáng)、材質(zhì)延伸度較好的材料可以更好更快的推進(jìn)煤礦自動(dòng)化作業(yè)，從而保證煤礦作業(yè)的自動(dòng)化與通信技術(shù)相結(jié)合更好的為煤炭發(fā)展作出貢獻(xiàn)4。

3.2 增強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)的作業(yè)，從而保證各個(gè)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行

煤礦自動(dòng)化的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已有多種方案可選，而且各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)分工不均，同時(shí)技術(shù)參差不齊，這就直接影響煤礦自動(dòng)化運(yùn)行水平，從而一些因?yàn)殡y以承載相應(yīng)的負(fù)荷便會(huì)出現(xiàn)故障，這就要求各生產(chǎn)廠家進(jìn)行不斷完善提高，保證工作進(jìn)度。

4 結(jié)語

煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)于社會(huì)具有重要作用，煤礦的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)高效開采的基礎(chǔ)，而對(duì)于煤炭開采工作而言，安全問題是其中最重要的。質(zhì)量安全是生產(chǎn)作業(yè)的重中之重，因此便需要利用通信技術(shù)來加強(qiáng)井上與井下的聯(lián)系，同時(shí)對(duì)于整個(gè)礦山之間的相互聯(lián)系。運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)手段既可以提高作業(yè)的效率也可以保證作業(yè)的安全與科學(xué)，因此，煤礦的自動(dòng)化技術(shù)同通信技術(shù)相結(jié)合，正是體現(xiàn)了這一點(diǎn)。我相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一定可以走出一條低能耗的集約化發(fā)展道路。加大對(duì)于科學(xué)技術(shù)的不斷應(yīng)用，從長久利益看來是切實(shí)可行的，而且節(jié)能減排對(duì)于構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)也會(huì)具有重要意義。

[1]李兆豐；王新麗；建設(shè)綜合自動(dòng)化集控打造本安型數(shù)字礦山第20屆全國煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第2屆中國煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇-2010

[2]龐新玨；劉艷艷；加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流推廣先進(jìn)技術(shù)為促進(jìn)煤礦自動(dòng)化與信息化而努力奮斗——中國煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)換屆報(bào)告第18屆全國煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議-2008

[3]王智峰.屈凡非.田建軍.史二聽.戴明軍基于海量數(shù)據(jù)分析的煤礦生產(chǎn)輔助決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]-工礦自動(dòng)化2011(10)

[4]王玲霞；袁思萌；十七年的努力，十七年的輝煌——記中國煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)成立17周年第十七屆全國煤礦自動(dòng)化學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國煤炭學(xué)會(huì)自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議-2007