煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重要性探討

＊程曉軍

（晉能控股集團(tuán)保安煤業(yè)有限公司 山西 045000）

煤礦事業(yè)的建設(shè)和現(xiàn)代化運(yùn)轉(zhuǎn)中，保證煤礦安全生產(chǎn)，離不開(kāi)煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能，在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用中，要對(duì)新型的生產(chǎn)技術(shù)手段進(jìn)行開(kāi)發(fā)運(yùn)用，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能。按照傳統(tǒng)的煤炭開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用，在煤炭生產(chǎn)中存在著安全性不足、開(kāi)采效率有限的問(wèn)題，隨著自動(dòng)化信息化時(shí)代的到來(lái)，針對(duì)安全生產(chǎn)高效生產(chǎn)的目標(biāo)，要構(gòu)建自動(dòng)化綜采控制系統(tǒng)，為煤炭企業(yè)的生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率提供切實(shí)的保障，助力我國(guó)煤礦事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1.煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

在煤炭綜采工作面中建立煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，主要指的是與采煤設(shè)備有關(guān)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其中涵蓋了多個(gè)構(gòu)成部分，包括機(jī)械、通信、軟件、系統(tǒng)控制、電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等。不同的構(gòu)成部分在煤礦綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用是不同的，在技術(shù)集成下，煤礦綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)形成了較強(qiáng)的安全保障功能。例如在煤礦綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，液壓支架電液控制系統(tǒng)作為關(guān)鍵的基礎(chǔ)構(gòu)成部分，其中配置了多個(gè)構(gòu)件，建立起了信息化平臺(tái)，并進(jìn)行集中的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控活動(dòng)，涵蓋了采煤機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)系統(tǒng)、語(yǔ)音及閉鎖系統(tǒng)、泵站控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、太環(huán)網(wǎng)高速傳輸系統(tǒng)。

根據(jù)綜采工作面的條件和配置的高低水平，綜采工作面設(shè)備可以在采煤作業(yè)中實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化采煤或全自動(dòng)化采煤作業(yè)，綜采工作面的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)可以連續(xù)、快速、高效率的推進(jìn)。煤礦綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中涵蓋了多種技術(shù)應(yīng)用，系統(tǒng)組成具有多樣性，對(duì)技術(shù)應(yīng)用有著較高的專(zhuān)業(yè)性要求，構(gòu)成煤礦綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此煤礦生產(chǎn)的綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)保證具備一定的穩(wěn)定性，建立完善的服務(wù)體系運(yùn)行體系，滿(mǎn)足煤礦生產(chǎn)的安全需求、高效生產(chǎn)需求[1]。

2.煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重要性

(1)升級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)

煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中具有顯著的功能，因?yàn)槔妹禾烤C采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，提高了在煤炭生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)中控制工作的自動(dòng)化水平。煤炭企業(yè)可以在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的支持下，融合生產(chǎn)工作、安全工作和管理工作，從客觀(guān)、準(zhǔn)確的角度，對(duì)有關(guān)的信息進(jìn)行收集，獲取與生產(chǎn)或安全有關(guān)的信息數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、應(yīng)用，將數(shù)據(jù)詳細(xì)的記錄下來(lái)。

利用煤炭自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析，了解生產(chǎn)現(xiàn)狀、生產(chǎn)安全水平，對(duì)特殊的安全事件問(wèn)題進(jìn)行防范，規(guī)避可能存在的安全隱患，加強(qiáng)了對(duì)煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的監(jiān)督與管理。后續(xù)管理層在制定生產(chǎn)決策、發(fā)展戰(zhàn)略方案時(shí)，也可以在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化、生產(chǎn)效益最大化，在自動(dòng)化控制中，煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)體現(xiàn)出了不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，綜采設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1[2]。

(2)優(yōu)化生產(chǎn)效率

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，直接影響著煤礦生產(chǎn)最終的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和綜合效益，煤礦企業(yè)對(duì)煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，可以使用自動(dòng)化設(shè)備處理大量的工作，進(jìn)而促使煤礦企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率大幅度提高，降低了人力資源的成本投入。煤礦企業(yè)將更多的人力成本資源節(jié)約下來(lái)，投入到了生產(chǎn)中，明顯提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，這也代表煤礦企業(yè)有了更大的利潤(rùn)空間，在機(jī)械化生產(chǎn)中，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)效率提高，真正向著高效生產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

機(jī)械化生產(chǎn)的模式，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造了更高的利潤(rùn)，利用煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)傳達(dá)數(shù)據(jù)信息，可以使企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，安全生產(chǎn)、高效率生產(chǎn)成為了現(xiàn)實(shí)，企業(yè)的生產(chǎn)效率、利潤(rùn)水平均持續(xù)提升。當(dāng)出現(xiàn)不可控制的環(huán)境因素時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)采環(huán)境的變化，利用自動(dòng)化操作的形式進(jìn)行對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)管，和手動(dòng)操作、手動(dòng)監(jiān)督的模式不同，自動(dòng)化監(jiān)管中進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)整，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在不可控環(huán)境因素的影響下停止操作，對(duì)異常問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的排查，保證采煤活動(dòng)的順利實(shí)施、高效率生產(chǎn)。

(3)強(qiáng)化生產(chǎn)安全

煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在煤礦產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)中，助力了生產(chǎn)安全任務(wù)的落實(shí)，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性效果，在煤炭生產(chǎn)中，利用煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，助推了煤礦生產(chǎn)向著自動(dòng)化的方向探索，增強(qiáng)了煤礦生產(chǎn)的安全性水平。煤礦企業(yè)利用煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過(guò)程中，保證了生產(chǎn)設(shè)備的安全性，加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)督與管理，根據(jù)對(duì)環(huán)境條件是否可行的分析，制定生產(chǎn)計(jì)劃，了解生產(chǎn)機(jī)構(gòu)管理能力水平，確保生產(chǎn)活動(dòng)和管理活動(dòng)之間相互匹配，建立起了完善的監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的安全管理全面性、有效性。在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，構(gòu)建起地面監(jiān)控中心，對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督管理，采取自動(dòng)化控制的措施，調(diào)整電氣的運(yùn)行情況，降低了對(duì)人力資源的依賴(lài)程度，減輕了人工壓力，對(duì)人力地下作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了防范和有效的治理，加強(qiáng)了對(duì)施工人員生命安全的保障。

在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，企業(yè)可以將局域網(wǎng)和企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備相互連接，實(shí)時(shí)的交互信息，企業(yè)可以在煤礦施工的現(xiàn)場(chǎng)中，及時(shí)提取數(shù)據(jù)信息，交換信息，發(fā)現(xiàn)設(shè)備在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題。監(jiān)控中心及時(shí)的更新信息，獲取信息，在自動(dòng)化系統(tǒng)的功能中，找出故障，明確故障原因，制定問(wèn)題的解決計(jì)劃和方案，確保設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的穩(wěn)定性，將安全隱患風(fēng)險(xiǎn)清除。煤礦生產(chǎn)中，利用煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以顯著地提高煤礦生產(chǎn)的安全水平，對(duì)礦山行業(yè)未來(lái)的發(fā)展加強(qiáng)了引導(dǎo)，未來(lái)我國(guó)的煤礦事業(yè)發(fā)展將會(huì)逐步向著更加高效化、安全化的方向展開(kāi)探索，持續(xù)前行[3]。

3.優(yōu)化煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)強(qiáng)化煤礦安全生產(chǎn)實(shí)踐策略

(1)優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)

綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)中涵蓋了多個(gè)分系統(tǒng)，將系統(tǒng)整合，建立起完善的系統(tǒng)架構(gòu)，為煤礦的地下生產(chǎn)作業(yè)提供服務(wù)和支持，確保地面管理人員和生產(chǎn)作業(yè)之間可以及時(shí)的進(jìn)行信息的互通，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制監(jiān)管生產(chǎn)目標(biāo)，確保煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的安全性，提高煤礦智能化綜采工作面的運(yùn)行效果。在全機(jī)械化采煤工作面的系統(tǒng)中，需要在系統(tǒng)架構(gòu)環(huán)節(jié)做好數(shù)據(jù)的整合，將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，構(gòu)建礦區(qū)智能綜合采煤工作面，這種架構(gòu)需要將生產(chǎn)檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告分析、專(zhuān)家分析、特定操作管理系統(tǒng)等整合運(yùn)用起來(lái)，集成多面工作的系統(tǒng)。

對(duì)煤礦生產(chǎn)狀況進(jìn)行檢測(cè)，在工作面檢測(cè)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行中，把握綜采工作面的實(shí)際運(yùn)行情況，獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，例如在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中形成的數(shù)據(jù)信息、煤炭主輸送系統(tǒng)中的信息、主通風(fēng)機(jī)信息。在信息的檢測(cè)分析、運(yùn)用中，確保煤礦生產(chǎn)的安全性、高效性，在收集數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的過(guò)程中，建立起數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)報(bào)告分析、運(yùn)營(yíng)管理等提供數(shù)據(jù)支持和保障，在煤礦開(kāi)采、設(shè)備維護(hù)等方面，發(fā)揮出有效的系統(tǒng)架構(gòu)功能，綜采工作面通信控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2[4]。

圖2 綜采工作面通信控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(2)智能整合方案設(shè)計(jì)

在綜采工作面中構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，要確保各系統(tǒng)之間具有一定的互補(bǔ)性，從綜合評(píng)估的視角，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，制定智能整合方案，合并電力供應(yīng)系統(tǒng)、工作站通信控制系統(tǒng)、采煤控制系統(tǒng)、電流控制系統(tǒng)、運(yùn)輸控制系統(tǒng)、泵站控制系統(tǒng)。集中管理和控制統(tǒng)一計(jì)量設(shè)備，在地面調(diào)度中心，利用綜合系統(tǒng)的功能，建立起專(zhuān)門(mén)用于掃描控制的工作站平臺(tái)，檢測(cè)設(shè)備，診斷設(shè)備的故障問(wèn)題，分析設(shè)備運(yùn)行中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，傳輸現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)信息。在液壓架上添加傳感器，利用液壓架上的智能控制系統(tǒng)配置功能，配備完善的設(shè)備設(shè)施，包括傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、地面觀(guān)察站服務(wù)器，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行定位跟蹤、視頻跟蹤。

利用采煤機(jī)智能控制系統(tǒng)，在工作面巷道的遠(yuǎn)程操作臺(tái)中，對(duì)采煤機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，調(diào)整采煤機(jī)的速度，提高采煤效率，自動(dòng)運(yùn)行機(jī)器設(shè)備，根據(jù)設(shè)定好的程序和速率要求進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)。根據(jù)采煤機(jī)的特定操作，采取人工干預(yù)的有效措施，應(yīng)保證采煤機(jī)具有強(qiáng)大的功能，建立起完善的智能操作系統(tǒng)，在自動(dòng)協(xié)調(diào)、緊急停車(chē)、定位傳感、控制參數(shù)檢測(cè)等功能方面，完善智能操作系統(tǒng)的功能性，將各種傳感器配備在泵站智能控制系統(tǒng)中保護(hù)泵站，實(shí)現(xiàn)泵站預(yù)警，最大限度的防范風(fēng)險(xiǎn)，保證系統(tǒng)瞬時(shí)流體供應(yīng)充足[5]。

(3)加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量管控

在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，要發(fā)揮煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全管理功能、高效生產(chǎn)功能，提高煤礦生產(chǎn)的效能，有必要在設(shè)備設(shè)施的質(zhì)量管控中加強(qiáng)把關(guān)工作，在采購(gòu)設(shè)備的環(huán)節(jié)，購(gòu)置具有一定優(yōu)勢(shì)品牌的設(shè)備。很多的煤礦企業(yè)在煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，都十分重視前期的采購(gòu)環(huán)節(jié)，煤炭綜采自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠(chǎng)家在面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境時(shí)，需要在產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步的優(yōu)化售后服務(wù)，打造優(yōu)質(zhì)品牌。聯(lián)合優(yōu)質(zhì)、高效的售后服務(wù)，強(qiáng)化自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)揮出核心的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)品牌和設(shè)備性能的研究，用有優(yōu)勢(shì)的品牌設(shè)備、具有良好性能的設(shè)備，作為煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的設(shè)備設(shè)施，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

對(duì)設(shè)備故障問(wèn)題進(jìn)行防范，確保控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)的獲取廠(chǎng)家的服務(wù)指導(dǎo)，確?？刂葡到y(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。用良好的售后服務(wù)，及時(shí)解決故障問(wèn)題，保證煤礦生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率，因此煤礦企業(yè)在選擇產(chǎn)品時(shí)要選擇具有知名品牌和良好信譽(yù)度的廠(chǎng)家合作，購(gòu)置煤炭綜采自動(dòng)化設(shè)備。在挑選產(chǎn)品時(shí)，重點(diǎn)考慮售后服務(wù)，與生產(chǎn)廠(chǎng)商之間展開(kāi)相互的協(xié)調(diào)合作，在完善的售后服務(wù)體系下，增強(qiáng)煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能性，確保其發(fā)揮出有效的安全生產(chǎn)效能，提高煤礦產(chǎn)業(yè)的高效生產(chǎn)和安全生產(chǎn)水平。

(4)加強(qiáng)計(jì)劃管理力度

計(jì)劃管理在煤炭綜采自動(dòng)化系統(tǒng)的控制和運(yùn)行活動(dòng)中，是關(guān)鍵的基礎(chǔ)，加強(qiáng)計(jì)劃管理，快速做好備件的供應(yīng)保障工作，有利于保證煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和綜合效益，要快速做好備件的供應(yīng)工作，準(zhǔn)備充足的備件，解決煤礦生產(chǎn)中存在的安全隱患問(wèn)題。煤礦安全生產(chǎn)部門(mén)需要結(jié)合煤礦企業(yè)的生產(chǎn)情況、運(yùn)行情況，在備品備件的儲(chǔ)備中做好計(jì)劃，制定詳細(xì)的儲(chǔ)備備品備件的供應(yīng)方案，將足夠的備品備件供應(yīng)提前預(yù)留出來(lái)。尤其是針對(duì)關(guān)鍵的領(lǐng)域，要做好供應(yīng)配件的保障工作，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的儲(chǔ)備備件情況，通過(guò)與用戶(hù)協(xié)商的形式，建立起專(zhuān)門(mén)的代銷(xiāo)倉(cāng)庫(kù)，保證備件的儲(chǔ)存補(bǔ)充供應(yīng)鏈完善，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)供應(yīng)的目的。

在現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況加強(qiáng)檢查，對(duì)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，搭建使用設(shè)備的部門(mén)和設(shè)備管理的部門(mén)人員之間的溝通橋梁，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的需求加強(qiáng)把握，做好設(shè)備設(shè)施使用的記錄和備品備件的應(yīng)用情況記錄，將回復(fù)的信息、生產(chǎn)信息等詳細(xì)的記錄下來(lái)，制定切實(shí)可行的安全生產(chǎn)計(jì)劃。在現(xiàn)場(chǎng)由專(zhuān)人對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查看、分析，加強(qiáng)設(shè)備問(wèn)題的排查摸底工作，及時(shí)改進(jìn)不足問(wèn)題，定期組織座談會(huì)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的需求、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的了解、掌握，逐一的做好答復(fù)記錄，降低安全事故問(wèn)題的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到影響煤礦綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平的各項(xiàng)因素情況，需要確保企業(yè)內(nèi)部資金和資源配置的充足性，合理的分配資金，在采礦自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用中，保證資源充足，及時(shí)加強(qiáng)相關(guān)備件的更換管理[6]。

4.結(jié)論

綜上所述，在煤礦企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展中，構(gòu)建煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，增強(qiáng)煤炭生產(chǎn)的安全性和生產(chǎn)效率，節(jié)約投入煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，要以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段為依托，建立煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)。將煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)所帶來(lái)的積極作用、功能利用起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提高煤炭綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的合理性、有效性，在煤炭企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中，強(qiáng)化生產(chǎn)安全提高綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)水平，生產(chǎn)效率。