礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用

孫宣坤 翟芳婷

【摘要】隨著煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展，全面提升煤礦企業(yè)自動化、智能化水平非常關(guān)鍵。在煤礦現(xiàn)代化發(fā)展過程中，通過將礦井綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用到其中有著較為明顯的效果。本文對礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用中的系統(tǒng)構(gòu)架、關(guān)鍵技術(shù)等進行了分析，并結(jié)合當前煤礦企業(yè)發(fā)展實際，針對性提出了提升礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用效果的相關(guān)措施。

【關(guān)鍵詞】礦井 綜合自動化系統(tǒng) 建設(shè) 應(yīng)用

引言

隨著煤礦開采深度的持續(xù)增加，傳統(tǒng)的煤礦建設(shè)管理方式在很多方面表現(xiàn)出較大的不適應(yīng)性?，F(xiàn)代化信息技術(shù)給煤炭深部開采提供了較多有利抓手，通過將礦井綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦建設(shè)中，較好解決了煤炭資源深部開采中機械設(shè)備管理困難、各種事故處理滯后等問題。因此，對礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用進行分析有著較為重要的意義。

1、礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦中建設(shè)與應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架

從當前煤礦企業(yè)中應(yīng)用綜合自動化系統(tǒng)來看，主要包含有視頻監(jiān)控與設(shè)備控制兩個方面。從功能劃分，可分為應(yīng)用系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)兩個部分。在基礎(chǔ)系統(tǒng)中主要包含有煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度指揮監(jiān)控中心、系統(tǒng)集成平臺、數(shù)據(jù)處理中心、信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。在?yīng)用系統(tǒng)中，主要包含有個性需求擴展系統(tǒng)、生產(chǎn)支持系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)及運輸主流程系統(tǒng)等。各個系統(tǒng)之間通過統(tǒng)一的視頻、音頻及數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息實時傳輸共享。通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺、應(yīng)用系統(tǒng)軟件等，將整個綜合自動化系統(tǒng)分為控制執(zhí)行層、信息采集層、信息處理層等。

2、礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)信息感知技術(shù)

綜合自動化系統(tǒng)的運行，需要以機械設(shè)備信息、移動設(shè)備信息、人員定位信息、安全生產(chǎn)信息等作為基礎(chǔ)，通過對各種類型的信息進行綜合應(yīng)用的方式，為煤礦生產(chǎn)各項決策提供支撐。感知技術(shù)主要包含有兩個主要方面。一方面，井下采掘遠程智能監(jiān)測技術(shù)。在井下生產(chǎn)過程中，需要對采煤機工作狀態(tài)進行檢測，實現(xiàn)對采煤機運行的信息傳輸與控制，同時，對于掘進機也需進行遠程監(jiān)控，對工作面液壓支架系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，有效提升工作面綜采工作效果與效率，降低液壓支架出現(xiàn)事故的概率。其次，煤礦井下軌道運輸遠程綜合監(jiān)控，以井下危險區(qū)域人員聯(lián)動控制和自動識別技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對煤礦軌道運輸過程的有效監(jiān)控，推動各項操作的智能化與可視化水平。

2.2 信息傳輸技術(shù)

信息感知到之后，需要將信息及時有效傳輸，在傳輸?shù)倪^程中，需要以無線傳感網(wǎng)絡(luò)、寬帶無線網(wǎng)絡(luò)及以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)信息傳輸構(gòu)架，形成網(wǎng)絡(luò)信息傳遞全覆蓋。在信息傳遞過程中，通信協(xié)議層模型已丁CP/IP協(xié)議作為基礎(chǔ)，對井下不同系統(tǒng)與總線的數(shù)據(jù)形成通信隧道，推動信息實現(xiàn)透明傳輸，有效解決多種類型協(xié)議需進行轉(zhuǎn)換的問題，有效達到井下控制網(wǎng)絡(luò)實時性的標準。

2.3 信息處理預(yù)警技術(shù)

煤礦企業(yè)相對于其他企業(yè)最大的不同之處就是，其各項工作安全性要求較高，各種類型的危險因素也相對較多。因此，在對各種類型的數(shù)據(jù)收集之后，需對信息處理結(jié)果進行預(yù)警處理。在具屯體實施中，通過對礦井環(huán)境數(shù)據(jù)進行全面采集，推動信息處理智能化，構(gòu)建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)聯(lián)動規(guī)則數(shù)據(jù)庫，形成井下多生產(chǎn)系統(tǒng)快速反應(yīng)聯(lián)動系統(tǒng)，具體構(gòu)建中，以管理專家經(jīng)驗知識作為基礎(chǔ)，充分融入煤礦安全生產(chǎn)管理規(guī)程，形成安全專家知識庫，實現(xiàn)對各種類型信息的智能化診斷，形成井下綜合監(jiān)控與協(xié)同管理的預(yù)警平臺。主要包含有兩個方面的內(nèi)容，一方面是音視頻數(shù)據(jù)綜合聯(lián)動控制，這是預(yù)警控制最為核心的部分，通過將智能音頻技術(shù)、視頻技術(shù)及定位分站技術(shù)等全面融合，開展井下運輸車輛自動停車、語音報警、人員檢測等，有效抑制各類事故的發(fā)展，為快速控制與指揮提供出多元化的技術(shù)手段。另一方面是智能化預(yù)測預(yù)警應(yīng)急救援信息平臺。該平臺最為核心的部分是信息集成，選擇使用分布式實時數(shù)據(jù)庫的方式，對采集得到的各種類型信息進行全面整合，從整個礦井的角度對井下生產(chǎn)的各種類型信息進行調(diào)度管理，形成圖像數(shù)字化、管理信息化、監(jiān)控數(shù)字化及自動化的統(tǒng)一操控平臺，更好滿足各個管理層的不同類型的需求。

2.4 后臺監(jiān)控技術(shù)

做好后臺監(jiān)控對于提升系統(tǒng)運行實際非常關(guān)鍵。在具體操作時，對井下運行過程中各個系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控、存儲及采集，通過圖表的方式進行顯示，將各種類型的緊急事件進行記錄并報警，對設(shè)備運行的整個狀態(tài)實現(xiàn)參數(shù)查詢與實時監(jiān)控。在進行操作界面的設(shè)計時，應(yīng)當注重操作便捷化，風(fēng)格以清晰為主，確保值班人員能夠高質(zhì)高效的實現(xiàn)各種類型的實時監(jiān)控，特別是在出現(xiàn)了報警之后，可作出必要的反應(yīng)。

3、提升礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用效果的相關(guān)措施

一方面，全面強化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保障。在綜合自動化系統(tǒng)運行的過程中，需要各個方面形成一個統(tǒng)一的整體，將原本相互隔離的系統(tǒng)構(gòu)建成一個聯(lián)動控制的大系統(tǒng)，需要構(gòu)建的全新基礎(chǔ)設(shè)施相對較多，因此，煤礦企業(yè)必須強化各種類型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)保障，在保障時，重點從人員、資金等方面入手，為系統(tǒng)高質(zhì)高效的運行提供基礎(chǔ)。

另一方面，全面強化管理模式的有效變革。要對管理模式進行針對性的創(chuàng)新，充分結(jié)合系統(tǒng)運行實際需要，形成井上井下一體化的管理模式，推動系統(tǒng)效能的更好發(fā)揮。在具體管理時，做好人員管理非常關(guān)鍵。人員的管理不僅是技術(shù)管理，更需要強化技術(shù)培訓(xùn)，隨著系統(tǒng)的運用，各項管理模式的調(diào)整，對于技術(shù)人員進行針對性的培訓(xùn)，才能更好保證系統(tǒng)作用發(fā)揮。

4、結(jié)束語

綜上分析，在煤礦現(xiàn)代化發(fā)展過程中，應(yīng)用礦井綜合自動化系統(tǒng)整體取得了較好的效果。但是從具體應(yīng)用情況來看，隨著煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境的不斷變化，對于綜合自動化技術(shù)提出了更高的要求，因此，這就需要煤礦企業(yè)全面認識到綜合自動化系統(tǒng)運用對企業(yè)發(fā)展的重要性，充分結(jié)合企業(yè)發(fā)展實際，采取針對性的措施，更好提升綜合自動化系統(tǒng)的運用實效。

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作者簡介：孫宣坤（1985.04-）;男;漢族，河南虞城人，本科，中級電氣工程師，畢業(yè)于河南工程學(xué)院，研究方向：煤礦機電、智能化礦山。