淺論煤礦自動化發(fā)展趨勢

譚胡心+張璞

摘要：隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各個行業(yè)已經(jīng)進入到自動化時代，自動化技術(shù)在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，我國煤礦行業(yè)實施自動化是在20世紀(jì)60年代，目前煤礦各個環(huán)節(jié)都已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化，本文結(jié)合實際生產(chǎn)過程中，煤礦自動化技術(shù)的運用及發(fā)展，闡述我國未來實現(xiàn)煤礦自動化的發(fā)展趨勢，為我國煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有效的參考建議。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；煤礦自動化；發(fā)展趨勢

隨著我國信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各個行業(yè)已經(jīng)進入到信息化時代，自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)出智能化、多功能等特點，在各個行業(yè)都已經(jīng)得到充分的運用。我國的煤礦行業(yè)自動化技術(shù)相對于世界發(fā)達國家而言，自動化技術(shù)的運用發(fā)展相對來說較晚，但發(fā)展速度較快，目前我國煤礦行業(yè)自動化技術(shù)已經(jīng)運用到各個環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)對全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，對檢測、管理、控制一體化進行有效監(jiān)測，并對生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)進行自動化的控制，利用網(wǎng)絡(luò)進行生產(chǎn)的綜合指揮及業(yè)務(wù)運轉(zhuǎn)，通過自動化技術(shù)的運用，能大幅度提高煤礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平，本文結(jié)合煤礦生產(chǎn)過程中自動化技術(shù)的運用，闡述自動化發(fā)展的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢。

一、煤礦自動化發(fā)展現(xiàn)狀

（一）采掘機械自動化

隨著計算機技術(shù)、傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，目前發(fā)達國家的煤礦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)普遍采用，計算機控制采煤機械，對采煤機及工作面運輸及支架進行連接控制，實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)的整體自動化；另一個方面，通過計算機獨立分析及運算功能，在實際生產(chǎn)過程中，使計算機具有離機操作的功能，可以方便的對生產(chǎn)設(shè)備進行故障診斷及檢測。采煤機從最初的液壓牽引到電牽引，從直流牽引發(fā)展為交流牽引，通過不斷發(fā)展逐漸向大容量過渡，采用多電機牽引運轉(zhuǎn)的采掘機械，總裝機功率可以達到1900KW。大運量、重型化、高耐久是工作面輸送機的發(fā)展；液壓支架也朝著高壓、大流量供液方向發(fā)展。掘進機的發(fā)展由大型PLC控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制。

（二）運輸提升的機械自動化

運輸提升能力是保障煤礦產(chǎn)量的重要先決條件，在進行井下煤炭運輸時，國外采用先進的膠帶運輸?shù)姆绞?，通過高速車、齒輪、單軋調(diào)、蓄電池機車進行輔助運輸，采用變頻交流電調(diào)速，利用計算機進行集中控制和保護，診斷運輸設(shè)備故障，整套運輸提升系統(tǒng)保護方面主要有：低速、煙霧、跑偏、斷裂、急停、溫度等。

目前我國的煤礦運輸方式主要以軌道運輸為主，20世紀(jì)80年代一些大型煤礦、新型煤礦中采用了膠帶運輸，并使用計算機或PLC進行控制，裝備了綜合的保護裝置，運用煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與DCS進行有效聯(lián)網(wǎng)，采用數(shù)字化控制模式，實現(xiàn)了提升工況流程控制，安全回路檢測的有效監(jiān)控。

（三）安全監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦行業(yè)屬于高危行業(yè)，由于井下條件艱苦，作業(yè)條件差，并容易受到透水、冒頂、瓦斯、煤塵等自然災(zāi)害的威脅，為了保障工作人員的生命安全，煤炭行業(yè)發(fā)展自動化安全監(jiān)控系統(tǒng)十分重要，我國從上個世紀(jì)70年代從國外引入了先進的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過多年的補充完善及發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多家煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控的科研部門及生產(chǎn)設(shè)備單位，其中就包括AL、TF200、KJ等系列監(jiān)控系統(tǒng)。從整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及計算機應(yīng)用程度而言，我國的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)與國外發(fā)達國家90年代的水平基本相當(dāng)，但是由于傳感器的種類比較少，穩(wěn)定性差、整個安全監(jiān)控系統(tǒng)的維護工作量大，由于軟件發(fā)展與硬件發(fā)展不配套，缺乏專項人才，許多監(jiān)控系統(tǒng)的利用率及可靠性得不到充分的保障，這是目前我國煤礦安全監(jiān)控所面臨的困境。

二、煤礦自動化發(fā)展趨勢

（一）高度集成的現(xiàn)場信息

煤礦自動化采用的是遠程調(diào)控，這就需要對實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行收集分類，并對這些基礎(chǔ)進行整合。自動化從傳統(tǒng)意義上說，只是針對現(xiàn)場的設(shè)備進行自動化的控制，而針對于集成現(xiàn)場信息并整合，就顯得不是那么力所能及了，隨著高新科技的不斷提升，工業(yè)以太網(wǎng)、工程儀表智能化、工作現(xiàn)場線路完善的發(fā)展運用，對整合生產(chǎn)現(xiàn)場信息提供了很大的幫助，基于自動化生產(chǎn)提出的過程自動化概念，能夠完成煤礦安全生產(chǎn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化，并能將現(xiàn)場與遠程遙控進行有效結(jié)合，形成一個固定與移動相結(jié)合的監(jiān)控平臺，形成最終的信息管理系統(tǒng)。

具體的工作流程為：首先借助傳感器及智能儀表盤將采集現(xiàn)場的信息，通過執(zhí)行系統(tǒng)將遙控器上的指令傳達到現(xiàn)場的裝置中，實現(xiàn)通過現(xiàn)場設(shè)備對現(xiàn)場進行直接操作，然后將各個子系統(tǒng)控制器中的信息，通過系統(tǒng)整合后傳遞到主控制器中，最后主控制器將指令發(fā)布到各個子系統(tǒng)中，子系統(tǒng)最后執(zhí)行命令從而實現(xiàn)整個煤礦系統(tǒng)的自動化。

（二）集中控制全礦井過程自動化

目前井下采煤作業(yè)是自動化控制的薄弱點，應(yīng)該在這一環(huán)節(jié)中加強建設(shè)，使整個環(huán)節(jié)都融入到自動化整體框架之中，實現(xiàn)企業(yè)控制中心對遠程監(jiān)控、操作礦井關(guān)鍵設(shè)備的目的。采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化的軟件進行編程控制，實現(xiàn)各種量化參數(shù)的量化標(biāo)準(zhǔn)，通過地面支援中心進行遠程監(jiān)控，將故障指令及生產(chǎn)通知，下達給井下員工做出及時處理，并對礦井整體資源進行有效調(diào)控，煤礦自動化發(fā)展的方向，是在礦井過程自動化集中控制的基礎(chǔ)上，建立企業(yè)化控制中心，它將進一步弱化并取代礦級集控中心，跨礦實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)備、企業(yè)各級人員、安全生產(chǎn)調(diào)度的集中統(tǒng)一控制，實現(xiàn)建立企業(yè)終端數(shù)據(jù)庫，改變原有的煤礦安全生產(chǎn)模式，實現(xiàn)管控一體的礦井生產(chǎn)新模式。

三、結(jié)語

我國是世界的產(chǎn)煤大國，但是我國煤礦的自動化發(fā)展技術(shù)，還遠遠落后于其它世界先進國家水平，還存在許多的問題及有待解決的方面，這就需要我們在實際生產(chǎn)過程中，不斷的完善和發(fā)展，從硬件、軟件建設(shè)以及專業(yè)人才培養(yǎng)方面不斷加強研發(fā)投入，目前，根據(jù)我國煤礦自動化發(fā)展的現(xiàn)狀，未來煤礦自動化的發(fā)展將向著信息自動化控制、煤礦遠程集控中心、整體集中控制全礦井自動化方向發(fā)展，為提高我國煤炭開采能力、節(jié)省勞動力、提高勞動效率提供有效的保障。

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