自動(dòng)化和通信技術(shù)在煤礦的應(yīng)用與發(fā)展

潘明亮

摘要：我國(guó)煤炭行業(yè)最近幾年發(fā)展非常迅速，現(xiàn)如今，我國(guó)煤礦的發(fā)展已經(jīng)越來(lái)越好，很多大型煤礦已經(jīng)充分意識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)的重要性。在實(shí)際的煤礦開(kāi)采中，人們應(yīng)用非常先進(jìn)的技術(shù)手段，將煤礦開(kāi)采工作推向了更高的層次。從目前的情況來(lái)看，我國(guó)煤礦開(kāi)采融合了自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)，這些都是現(xiàn)代化煤礦發(fā)展中的核心內(nèi)容。為了能夠更好地提升煤礦產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展，有關(guān)工作人員應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)的重要性。

關(guān)鍵詞：煤礦自動(dòng)化;通信技術(shù);現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

引言

由于煤炭是不可再生能源，其開(kāi)發(fā)和利用受到國(guó)家高度重視。我國(guó)地大物博，人口眾多，含有豐富的煤礦資源，且煤礦資源在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占比極大，這就促使煤礦行業(yè)得以快速發(fā)展起來(lái)。同時(shí)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化和信息化等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到了煤礦資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中，大大提高了煤礦資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的安全性和高效性，對(duì)于煤礦行業(yè)的發(fā)展有著積極的推進(jìn)作用。

1煤礦自動(dòng)化技術(shù)

煤礦自動(dòng)化技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)繼電器是一項(xiàng)主要的自動(dòng)化器件，但是由于受到技術(shù)方面的限制，繼電器的體積非常龐大，不僅操作起來(lái)十分困難，其安全性也較差，并不能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展目標(biāo)。到了20世紀(jì)70年代，我國(guó)自動(dòng)化繼電器的發(fā)展出現(xiàn)了一定的進(jìn)步，主要是晶體管與邏輯電路的發(fā)展開(kāi)始出現(xiàn)，這為繼電器的使用給予了有力的保障。后來(lái)，單片機(jī)的出現(xiàn)開(kāi)始替代了傳統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備，這些都將會(huì)影響到煤礦自動(dòng)化通信的安全性。

2煤礦自動(dòng)化功能特點(diǎn)

（1）運(yùn)行、管理自動(dòng)化，利用遠(yuǎn)程技術(shù)和設(shè)備對(duì)礦區(qū)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，然后利用集線器收集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，并進(jìn)行記錄，最后傳輸給終端計(jì)算機(jī)，讓煤礦企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)掌握礦區(qū)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，這樣的模式下能夠讓煤礦生產(chǎn)運(yùn)行管理實(shí)現(xiàn)集成化、多維度的管理功能，從而提高煤礦生產(chǎn)運(yùn)行管理的科學(xué)性。（2）運(yùn)輸自動(dòng)化，相較于傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式，運(yùn)輸自動(dòng)化具有自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)識(shí)別功能。從其構(gòu)建方面來(lái)看，主要是采用單片機(jī)或PLC聯(lián)動(dòng)傳輸物理設(shè)備的方式，包括了檢測(cè)傳輸設(shè)備重量，對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與頻次進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃，這樣能夠有效減少人力資源投入，節(jié)約煤礦運(yùn)輸成本。（3）洗選自動(dòng)化，煤礦資源一旦經(jīng)過(guò)開(kāi)采就會(huì)形成初級(jí)產(chǎn)品，然后還需要對(duì)初級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行洗選以及合理分類，最終將煤礦產(chǎn)品分類進(jìn)行銷售。而煤礦產(chǎn)品洗選環(huán)節(jié)的工作環(huán)境較為惡劣，這就嚴(yán)重影響了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。通過(guò)在煤礦產(chǎn)品洗選中應(yīng)用自動(dòng)化體系，有效改善了煤礦產(chǎn)品洗選的工作環(huán)境，避免了人為損傷情況的出現(xiàn)，極大地提高了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。（4）安全保障自動(dòng)化，煤礦開(kāi)采是一項(xiàng)危險(xiǎn)性較高的工作，多年來(lái)煤礦開(kāi)采安全事故也是屢見(jiàn)不鮮，影響煤礦開(kāi)采安全的因素較多，通過(guò)多年調(diào)查研究表明，人為操作不當(dāng)是導(dǎo)致煤礦開(kāi)采安全事故發(fā)生的主要原因之一。所以，在煤礦安全保障體系中構(gòu)建自動(dòng)化體系，利用自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備與報(bào)警設(shè)備，能夠幫助煤礦企業(yè)實(shí)時(shí)了解煤礦井下環(huán)境信息與人員操作行為情況，進(jìn)而有效規(guī)避存在的風(fēng)險(xiǎn)，防止安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全保障自動(dòng)化。

3煤礦通信關(guān)鍵技術(shù)

（1）礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)，礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)煤礦井下生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行通信管理的技術(shù)。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)中涉及到的通信設(shè)備主要有調(diào)度主機(jī)、本安自動(dòng)電話機(jī)、安全隔離器等。管理人員通過(guò)利用以上設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)管控煤礦井下生產(chǎn)運(yùn)輸全過(guò)程，以此確保礦井生產(chǎn)安全性與高效性。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)又包括多種技術(shù)類型，例如在礦井下結(jié)合調(diào)度主機(jī)與行政交換機(jī)的通信技術(shù)類型，通過(guò)礦井生產(chǎn)調(diào)度工作人員對(duì)調(diào)度主機(jī)和行政交換機(jī)的綜合使用管理，能夠?qū)ΦV井下的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，該種技術(shù)類型多用于大型煤礦企業(yè)。（2）井下光纖通信技術(shù)，井下光纖通信技術(shù)與其他通信技術(shù)相比，具有通信速度快、容量大、質(zhì)量高等多種優(yōu)點(diǎn)，還具有防爆性能、阻燃性能及防干擾性能。井下光纖通信技術(shù)在煤礦信息化體系構(gòu)建中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了多種系統(tǒng)的有機(jī)融合，包括通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)監(jiān)控、人員定位系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)等，有效推進(jìn)了煤礦信息化的建設(shè)。

4煤礦自動(dòng)化技術(shù)

（1）高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，隨著社會(huì)的發(fā)展和信息化技術(shù)的進(jìn)步，高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，這為提升我國(guó)煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)都是我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)中常見(jiàn)的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國(guó)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的主要傳輸平臺(tái)。但是，從宏觀的角度來(lái)看，由于我國(guó)工業(yè)控制網(wǎng)的開(kāi)放性比較差，在我國(guó)只有少數(shù)煤礦企業(yè)應(yīng)用該技術(shù)。然而，在礦井裝備當(dāng)中，常用的礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)將視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等多種信息結(jié)合到一起，這樣的通信效率會(huì)更高，也會(huì)更加準(zhǔn)確地掌握煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展情況，所以，綜合來(lái)看，煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)有著更好的發(fā)展前景和發(fā)展空間。（2）自動(dòng)化平臺(tái)軟件，煤礦自動(dòng)化控制不僅需要專業(yè)的人力資源，更需要先進(jìn)的信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動(dòng)化平臺(tái)軟件的主要形式。自動(dòng)化平臺(tái)軟件之所以能夠更好地推動(dòng)煤礦通信技術(shù)的發(fā)展，就是因?yàn)樽詣?dòng)化平臺(tái)軟件可以結(jié)合很多現(xiàn)代化的信息技術(shù)，讓先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展完美地融合到一起。其中，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中比較安全，也可以起到很好的自動(dòng)化控制作用，讓自動(dòng)化平臺(tái)服務(wù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)全面的發(fā)展。不僅如此，煤礦自動(dòng)化發(fā)展在現(xiàn)代化的社會(huì)發(fā)展中必將會(huì)具有非常廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間。與傳統(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)相比，現(xiàn)代化的煤礦產(chǎn)業(yè)中，自動(dòng)化平臺(tái)軟件的發(fā)展將會(huì)更受歡迎，因?yàn)楝F(xiàn)代化的自動(dòng)化平臺(tái)軟件不僅大大地節(jié)省了人力資源。

5煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度快速安裝式礦用光纜煤礦生產(chǎn)力越來(lái)越大，傳統(tǒng)的礦用電纜已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有將光纜融入實(shí)際的煤礦自動(dòng)化中，才能加快自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。因?yàn)橐坏┻@種普通礦用光纜斷裂后就很難修復(fù)，不僅會(huì)對(duì)煤礦內(nèi)部的正常運(yùn)行造成一定的影響，還會(huì)對(duì)煤礦工作人員的安全帶來(lái)一定的隱患。為了更好地確保礦用電纜的安全，就應(yīng)該將原有的舊式電纜替換成光纜，這樣不僅可以提高電纜的利用效率，還可以大大提高煤礦的生產(chǎn)效率。（2）組網(wǎng)方案，在對(duì)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)編制一套合理可行的主干網(wǎng)組網(wǎng)方案，通過(guò)調(diào)查研究后，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯，該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，以非專有性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，開(kāi)放性較強(qiáng)，安全性較高。主干網(wǎng)絡(luò)為前兆雙工，子系統(tǒng)可以采用就近的方式，借助光纖或雙絞線直接與主干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)冗余環(huán)網(wǎng)，一旦其中某一個(gè)組件發(fā)生故障時(shí)，均能夠進(jìn)行快速冗余，由此使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了保障。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)，不僅能夠?yàn)槊旱V生產(chǎn)管理的順利進(jìn)行及作用的發(fā)揮提供重要的基礎(chǔ)保障，還能夠有效保證并提高能煤礦開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的質(zhì)量，安全性和高效性，節(jié)省人力資源和成本，進(jìn)一步提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是煤礦行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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（作者單位：冀中能源股份有限公司邢東礦）