譚胡心+張璞

摘要：隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到自動(dòng)化時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)煤礦行業(yè)實(shí)施自動(dòng)化是在20世紀(jì)60年代，目前煤礦各個(gè)環(huán)節(jié)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中，煤礦自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用及發(fā)展，闡述我國(guó)未來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)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(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到信息化時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)出智能化、多功能等特點(diǎn)，在各個(gè)行業(yè)都已經(jīng)得到充分的運(yùn)用。我國(guó)的煤礦行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于世界發(fā)達(dá)國(guó)家而言，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用發(fā)展相對(duì)來(lái)說(shuō)較晚，但發(fā)展速度較快，目前我國(guó)煤礦行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到各個(gè)環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，對(duì)檢測(cè)、管理、控制一體化進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并對(duì)生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化的控制，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)的綜合指揮及業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)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(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，闡述自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、煤礦自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

（一）采掘機(jī)械自動(dòng)化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，目前發(fā)達(dá)國(guó)家的煤礦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)普遍采用，計(jì)算機(jī)控制采煤機(jī)械，對(duì)采煤機(jī)及工作面運(yùn)輸及支架進(jìn)行連接控制，實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)的整體自動(dòng)化；另一個(gè)方面，通過計(jì)算機(jī)獨(dú)立分析及運(yùn)算功能，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，使計(jì)算機(jī)具有離機(jī)操作的功能，可以方便的對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行故障診斷及檢測(cè)。采煤機(jī)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(jī)牽引運(yùn)轉(zhuǎn)的采掘機(jī)械，總裝機(jī)功率可以達(dá)到1900KW。大運(yùn)量、重型化、高耐久是工作面輸送機(jī)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(jìn)機(jī)的發(fā)展由大型PLC控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制。

（二）運(yùn)輸提升的機(jī)械自動(dòng)化

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

目前我國(guó)的煤礦運(yùn)輸方式主要以軌道運(yùn)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(yùn)輸，并使用計(jì)算機(jī)或PLC進(jìn)行控制，裝備了綜合的保護(hù)裝置，運(yùn)用煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與DCS進(jìn)行有效聯(lián)網(wǎng)，采用數(shù)字化控制模式，實(shí)現(xiàn)了提升工況流程控制，安全回路檢測(cè)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(dòng)化安全監(jiān)控系統(tǒng)十分重要，我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)70年代從國(guó)外引入了先進(jìn)的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過多年的補(bǔ)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(jì)算機(jī)應(yīng)用程度而言，我國(guó)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)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(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)工作量大，由于軟件發(fā)展與硬件發(fā)展不配套，缺乏專項(xiàng)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(guó)煤礦安全監(jiān)控所面臨的困境。

二、煤礦自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

（一）高度集成的現(xiàn)場(chǎng)信息

煤礦自動(dòng)化采用的是遠(yuǎn)程調(diào)控，這就需要對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分類，并對(duì)這些基礎(chǔ)進(jìn)行整合。自動(dòng)化從傳統(tǒng)意義上說(shuō)，只是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的控制，而針對(duì)于集成現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)線路完善的發(fā)展運(yùn)用，對(duì)整合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息提供了很大的幫助，基于自動(dòng)化生產(chǎn)提出的過程自動(dòng)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(dòng)化，并能將現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程遙控進(jìn)行有效結(jié)合，形成一個(gè)固定與移動(dòng)相結(jié)合的監(jiān)控平臺(tái)，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(chǎng)的信息，通過執(zhí)行系統(tǒng)將遙控器上的指令傳達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的裝置中，實(shí)現(xiàn)通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直接操作，然后將各個(gè)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(gè)子系統(tǒng)中，子系統(tǒng)最后執(zhí)行命令從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤礦系統(tǒng)的自動(dòng)化。

（二）集中控制全礦井過程自動(dòng)化

目前井下采煤作業(yè)是自動(dòng)化控制的薄弱點(diǎn)，應(yīng)該在這一環(huán)節(jié)中加強(qiáng)建設(shè)，使整個(gè)環(huán)節(jié)都融入到自動(dòng)化整體框架之中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)控制中心對(duì)遠(yuǎn)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(jìn)行編程控制，實(shí)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(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，將故障指令及生產(chǎn)通知，下達(dá)給井下員工做出及時(shí)處理，并對(duì)礦井整體資源進(jìn)行有效調(diào)控，煤礦自動(dòng)化發(fā)展的方向，是在礦井過程自動(dòng)化集中控制的基礎(chǔ)上，建立企業(yè)化控制中心，它將進(jìn)一步弱化并取代礦級(jí)集控中心，跨礦實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)備、企業(yè)各級(jí)人員、安全生產(chǎn)調(diào)度的集中統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)建立企業(yè)終端數(shù)據(jù)庫(kù)，改變?cè)械拿旱V安全生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)管控一體的礦井生產(chǎn)新模式。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是世界的產(chǎn)煤大國(guó)，但是我國(guó)煤礦的自動(dòng)化發(fā)展技術(shù)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它世界先進(jìn)國(guó)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?cè)趯?shí)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(qiáng)研發(fā)投入，目前，根據(jù)我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀，未來(lái)煤礦自動(dòng)化的發(fā)展將向著信息自動(dòng)化控制、煤礦遠(yuǎn)程集控中心、整體集中控制全礦井自動(dòng)化方向發(fā)展，為提高我國(guó)煤炭開采能力、節(jié)省勞動(dòng)力、提高勞動(dòng)效率提供有效的保障。

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