煤礦自動(dòng)化與信息化技術(shù)研究

王棟

煤礦的安全生產(chǎn)不僅關(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)對(duì)人民的日常生產(chǎn)與生活影響較大。而為了實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)，必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)及信息化管理。

一、煤礦自動(dòng)化與信息化的發(fā)展現(xiàn)狀

1、采掘機(jī)械自動(dòng)化

隨著傳感器技術(shù)的日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家開始逐步使用計(jì)算機(jī)對(duì)采掘機(jī)械進(jìn)行控制，統(tǒng)一控制工作面運(yùn)輸機(jī)和采煤機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采煤工作的一體化。此外，應(yīng)用計(jì)算機(jī)后，還可以對(duì)設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確及時(shí)確定故障出處。采煤機(jī)最初使用液壓牽引方式，然后逐漸過渡到電牽引方式，電牽引的供電逐步從直流過渡到交流，以提升其總裝機(jī)功率，使其達(dá)到1500k W。工作面運(yùn)輸機(jī)逐漸朝更大的動(dòng)力方向發(fā)展?？刂撇擅汗ぷ髅娴V山壓力的液壓支架逐漸朝耐壓發(fā)展。我國煤礦行業(yè)中的采掘機(jī)械仍采用傳統(tǒng)的液壓牽引方式，由于價(jià)格以及技術(shù)因素的限制，所采用的設(shè)備近90%為國產(chǎn)，而且最大裝機(jī)功率也僅為國外同等產(chǎn)品的一半左右，最高不超過800k W。雖然有一部分機(jī)械廠已經(jīng)著手研制電牽引采煤機(jī)，但不可否定的是，我國煤礦行業(yè)的采掘機(jī)械自動(dòng)化仍處于動(dòng)力方式落后，運(yùn)輸開采能力低下的初始階段。

2、煤礦提升機(jī)械自動(dòng)化

煤礦提升機(jī)方面，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)采用膠帶運(yùn)輸方式，并輔以膠套輪蓄電池機(jī)車、高速架空人車、單軌吊等進(jìn)行輸煤工作。在綜采工作面搬家方面，傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸需要25-45天，而膠帶運(yùn)輸方式僅1-2周便可完成。在膠帶運(yùn)輸中，運(yùn)用可控硅-電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速、交流變頻調(diào)速等方式。應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦提升機(jī)械的統(tǒng)一操控、故障狀態(tài)監(jiān)控，整個(gè)提升機(jī)系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)軌道跑偏和制動(dòng)剎車等情況。我國煤礦行業(yè)中的提升機(jī)械已經(jīng)開始由傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸向膠帶運(yùn)輸方式過渡。在某些規(guī)模較大的礦井中已經(jīng)開始應(yīng)用膠帶運(yùn)輸方式，并輔以計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器進(jìn)行全數(shù)字化控制，且運(yùn)用分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的安全監(jiān)控。

3、安全監(jiān)控系統(tǒng)

由于煤炭行業(yè)自身工作環(huán)境惡劣，并且隨時(shí)有可能遭受到礦巖層塌落、瓦斯爆炸等事故的威脅，使得安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于煤礦自動(dòng)化的發(fā)展尤為重要。經(jīng)過多年來不斷的引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)有一些國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)開始研發(fā)針對(duì)煤礦的國產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中不乏KJ系列這樣優(yōu)秀的監(jiān)控系統(tǒng)，但從監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、移植性、結(jié)構(gòu)合理性等角度看，仍和國外水平有一定差距。導(dǎo)致這些差距的原因除了軟件方面的原因，還有很大一部分源于因我國傳感器種類單一、性能較差而導(dǎo)致的系統(tǒng)維護(hù)工作量大這一因素。

二、信息自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全管理的作用

1、有利于促進(jìn)員工素質(zhì)及管理水平的提升

基于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口的增長(zhǎng)，日常生活及工業(yè)生產(chǎn)的用煤量都在不斷增加，進(jìn)而促進(jìn)了煤礦企業(yè)的發(fā)展與壯大。在煤礦企業(yè)發(fā)展規(guī)模日益擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，如果僅僅依靠單純的人力來對(duì)煤礦企業(yè)進(jìn)行管理，那么安全問題是得不到有效的保障的。近年來，不斷見諸報(bào)端的煤礦安全事件，其爆發(fā)的原因在很大程度上歸結(jié)于管理的混亂與失誤。如果采用信息化自動(dòng)技術(shù)進(jìn)行管理，能夠在很大程度上降低安全事故的發(fā)生概率，進(jìn)而切實(shí)保障人類的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2、有利于提高安全管理意識(shí)

隨著重大煤礦安全事故的發(fā)生，我國很多煤礦企業(yè)開始重視煤礦企業(yè)的安全管理問題。以大同煤礦集團(tuán)為例，該集團(tuán)將安全管理意識(shí)放在首位，同時(shí)還對(duì)旗下的各大煤礦開展了全面信息化的覆蓋管理。另外，還安裝了安全檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人員的定位管理以及對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障診斷管理等。信息自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)井下作業(yè)情況進(jìn)行了全程監(jiān)控，這樣就能夠?qū)λ械淖鳂I(yè)人員進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的安全管理。

三、當(dāng)前我國煤礦企業(yè)自動(dòng)信息化生產(chǎn)與管理存在的問題

1、自動(dòng)化發(fā)展缺乏協(xié)調(diào)性且標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

不同于其他行業(yè)，煤礦發(fā)展的環(huán)境比較特殊，采用自動(dòng)化技術(shù)存在一定的難度。近些年，我國加大了對(duì)煤礦自動(dòng)化建設(shè)的投資力度，雖然自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上有所發(fā)展，但是卻沒有達(dá)到預(yù)期的效果。之所以會(huì)造成這樣的現(xiàn)狀，主要還是缺乏相對(duì)統(tǒng)一的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國部分煤礦企業(yè)具備一定的自動(dòng)化系統(tǒng)，但是其一直處于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，導(dǎo)致在信息共享上存在一定的限制，這樣自然也就不利于系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

2、自動(dòng)化技術(shù)比較薄弱且設(shè)備投資不均衡

我國大型煤礦企業(yè)雖然基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理，甚至還構(gòu)建了比較大型的服務(wù)器局域網(wǎng)，但是，對(duì)數(shù)據(jù)信息管理的重視力度不夠。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國煤礦企業(yè)的信息自動(dòng)化管理速度雖然在不斷加快，但是投資的重點(diǎn)還是放在硬件設(shè)施上，對(duì)于軟件設(shè)施的投資力度不夠大。在信息開發(fā)及信息共享等方面的資金投入及技術(shù)投入也是不夠的，技術(shù)人員對(duì)企業(yè)自動(dòng)化信息技術(shù)的發(fā)展也產(chǎn)生了一定的影響，但是就當(dāng)前我國煤礦企業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，高水平的技術(shù)人員是嚴(yán)重缺乏的，技術(shù)人員的專業(yè)技能不高也在很大程度上影響著我國煤礦企業(yè)自動(dòng)化及信息化技術(shù)的發(fā)展。

四、我國煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及信息化發(fā)展的策略

1、加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)控

不同于一般的企業(yè)生產(chǎn)，煤礦企業(yè)的發(fā)展存在一定的復(fù)雜性及技術(shù)性，因而需要結(jié)合煤礦企業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀來加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的高度集成。雖然當(dāng)前我國很多的煤礦企業(yè)采用的技術(shù)與設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)企業(yè)自動(dòng)化的基本控制，但卻存在一定的劣勢(shì)，即不能對(duì)井外進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)管與控制。其設(shè)計(jì)的思路依托于自動(dòng)化設(shè)備，通過傳感器將井內(nèi)的作業(yè)情況進(jìn)行信息的傳輸及集成，進(jìn)而將數(shù)據(jù)信息反饋給集中控制中心，利用無線接收器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦井人員的有效定位及動(dòng)態(tài)化管理。

2、加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的建設(shè)力度

西方發(fā)達(dá)國家在煤礦生產(chǎn)與管理過程中，之所以安全事故的發(fā)生概率很小，主要在于其根據(jù)不同的開采環(huán)境采用不同的采掘機(jī)械。我國在新設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用上與發(fā)達(dá)國家存在很大的差距，我國煤礦企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)對(duì)采掘機(jī)械的科學(xué)應(yīng)用，必須使得裝備在地面上能夠?qū)崿F(xiàn)集控與調(diào)度，同時(shí)還要采用以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化管理。另外，我國的煤礦企業(yè)還要加強(qiáng)對(duì)軟件的投資力度，通過軟件的構(gòu)建平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)資源的信息化共享。

3、加強(qiáng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的均衡化發(fā)展

我國煤礦企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，自動(dòng)化發(fā)展水平存在一定的不均衡性，主要表現(xiàn)在不同的地域及不同類型的企業(yè)上。我國煤礦企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展，必須對(duì)企業(yè)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，不管是企業(yè)硬件設(shè)備的管理還是企業(yè)集成信息化管理，都要盡量實(shí)現(xiàn)企業(yè)一致化及一體化管理。私人煤礦企業(yè)與國有重點(diǎn)煤礦企業(yè)不管是在發(fā)展資金上還是在技術(shù)層面上都存在很大的差距，因而在具體管理過程中需要依據(jù)煤礦企業(yè)的不同性質(zhì)給予一定的政策與技術(shù)支持。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)決策在很大程度上影響著煤礦企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展，因而地方小煤礦企業(yè)更要加強(qiáng)對(duì)領(lǐng)導(dǎo)意識(shí)的管理，只有領(lǐng)導(dǎo)起到帶頭作用，才能提高整個(gè)煤礦企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)與管理水平。

4、加強(qiáng)對(duì)煤礦企業(yè)的信息化管理

我國煤礦企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，可以建立自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦企業(yè)運(yùn)營的信息化及自動(dòng)化管理。基于自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，不僅能夠滿足企業(yè)管理人員對(duì)煤礦企業(yè)信息的查詢，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)我國煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)及科學(xué)信息化管理?？傊?，實(shí)現(xiàn)我國煤礦企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)與管理，不僅能夠促進(jìn)安全生產(chǎn)，而且能實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦資源的優(yōu)化利用。

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