蘇傳洋，司寧

（兗礦能源集團(tuán)股份有限公司東灘煤礦，山東 鄒城 273500）

隨著信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦自動(dòng)化技術(shù)得以發(fā)展，且越來(lái)越普遍地應(yīng)用于煤礦開(kāi)采中，并實(shí)現(xiàn)了理想的應(yīng)用效果。作為科技發(fā)展跟實(shí)際相統(tǒng)一的產(chǎn)物，煤礦自動(dòng)化技術(shù)可以智能化升級(jí)煤礦開(kāi)采設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行環(huán)境條件的需求，以及在取代人力工作模式的基礎(chǔ)上，確保煤礦生產(chǎn)流程的精簡(jiǎn)，不但使煤礦生產(chǎn)負(fù)擔(dān)減輕，而且提升了工作效率。

1 信息化背景下煤礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

1.1 煤礦自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展

國(guó)內(nèi)的信息化環(huán)境屬于集成智能化電子科技產(chǎn)品和先進(jìn)科技的現(xiàn)代化發(fā)展環(huán)境，其發(fā)展推動(dòng)力是科技，其發(fā)展方向是人工智能。在如此的環(huán)境下煤礦自動(dòng)化可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑较颍瑲v經(jīng)智能化信息傳輸、操作技術(shù)、機(jī)電設(shè)備的發(fā)展，可以保障在安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上智能化處理整體生產(chǎn)鏈條，以使設(shè)備和信息感知以及處理水平提升，進(jìn)而可以結(jié)合信息化設(shè)施和機(jī)電設(shè)備整體把控生產(chǎn)環(huán)境。

1.2 煤礦自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)放性發(fā)展

開(kāi)放性發(fā)展方向即應(yīng)用信息技術(shù)系統(tǒng)、綜合優(yōu)化煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)，確保其可以結(jié)合通信功能加強(qiáng)工程一系列環(huán)節(jié)的聯(lián)系性，這樣可以拓展一系列流程的性能，以及對(duì)系統(tǒng)間的功能進(jìn)行有效整合，確保拓展和升級(jí)性能，從而與系統(tǒng)整體自動(dòng)化發(fā)展的要求相符合。

2 信息化背景下的煤礦自動(dòng)化技術(shù)種類(lèi)

2.1 定位技術(shù)

安全為先是煤礦生產(chǎn)的第一準(zhǔn)則，只有保障工作人員的安全，才可以推動(dòng)工作的正常開(kāi)展。煤礦工人通常在礦井作業(yè)，其面臨的環(huán)境具備較高的危險(xiǎn)性，因此，應(yīng)定位煤礦工人，在發(fā)生生產(chǎn)事故的情況下能夠結(jié)合定位迅速開(kāi)展救援工作。然而，因?yàn)槊旱V通風(fēng)受阻，煙塵會(huì)形成，變化的空氣介質(zhì)條件下阻礙了傳輸定位信號(hào)，當(dāng)今煤礦通常應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，這是因?yàn)閼?yīng)用通信技術(shù)僅僅可以監(jiān)測(cè)煤礦的若干區(qū)域，而難以監(jiān)測(cè)整體煤礦生產(chǎn)環(huán)境，從而難以實(shí)現(xiàn)理想的效果。隨著技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越先進(jìn)化和創(chuàng)新化，應(yīng)用場(chǎng)強(qiáng)定位技術(shù)和時(shí)間定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)定位精度的提升，從而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)需要。其中，時(shí)間定位法即檢測(cè)信號(hào)傳輸時(shí)間，以及結(jié)合信號(hào)傳輸速率能夠?qū)π盘?hào)傳輸距離進(jìn)行計(jì)算。以電磁波形式傳輸信號(hào)能夠擺脫煤礦生產(chǎn)環(huán)境的制約，結(jié)合傳輸?shù)男盘?hào)能夠?qū)崟r(shí)定位工作者，且把檢測(cè)目標(biāo)的信息位置進(jìn)行數(shù)據(jù)投影，能夠讓管理者分析煤礦工作者的分布狀況，以便于組織和派遣工作。而場(chǎng)強(qiáng)定位技術(shù)即分析傳輸信號(hào)時(shí)的衰減程度，從而對(duì)人員分布的位置進(jìn)行計(jì)算，以及結(jié)合煤礦坐標(biāo)位置和監(jiān)測(cè)站精準(zhǔn)定位工作者。然而，在傳輸信號(hào)時(shí)期衰減程度受到環(huán)境的制約，像是煤礦斷面彎曲程度、巖壁表面、管道、管線、機(jī)電設(shè)備等，造成其測(cè)量精準(zhǔn)度存在誤差。為了優(yōu)化信號(hào)傳輸問(wèn)題，確保測(cè)量精度的提升，技術(shù)人員應(yīng)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)位置、實(shí)施場(chǎng)強(qiáng)對(duì)比，以及標(biāo)定空間等，從而為場(chǎng)強(qiáng)定位帶來(lái)有效的根據(jù)或指導(dǎo)。當(dāng)然，因?yàn)槠渚邆鋸?fù)雜的工藝，所以造成監(jiān)測(cè)成本增加，工作者需要科學(xué)、合理地應(yīng)用這種定位技術(shù)。

2.2 監(jiān)測(cè)技術(shù)

煤礦生產(chǎn)環(huán)境或空間具備半封閉性特點(diǎn)，通常在缺乏完善的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)情況下，易爆易燃的甲烷等氣體會(huì)形成，如果工作者不當(dāng)操作，那么會(huì)點(diǎn)燃?xì)怏w，形成事故，從而危害人身安全。在監(jiān)測(cè)礦井甲烷含量的情況下通常應(yīng)用熱催化監(jiān)測(cè)、熱導(dǎo)監(jiān)測(cè)、激光監(jiān)測(cè)等技術(shù)，在有針對(duì)性監(jiān)測(cè)礦井工作環(huán)境的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)效率的提升，且能夠讓工作者實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)有關(guān)的防范策略。應(yīng)用激光監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)氣體甲烷的情況下可以借助傳感器對(duì)煤礦氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)性取樣，能夠顯著加速監(jiān)測(cè)進(jìn)程，具備加快的響應(yīng)速度，以及內(nèi)部元件具備較長(zhǎng)的生命周期，然而，其環(huán)境因素會(huì)影響其測(cè)量精度，以及安裝環(huán)節(jié)具備較高的成本。通過(guò)激光理論監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)涵蓋紅外線傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)，其運(yùn)行理論類(lèi)似激光監(jiān)測(cè)技術(shù)，然而，溫度環(huán)境因素會(huì)影響其傳輸波長(zhǎng)。而熱導(dǎo)監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合傳感器采集氣體，在監(jiān)測(cè)濃度較高的氣體中非常適用，其安裝環(huán)節(jié)的成本較小，且主要應(yīng)用熱催化監(jiān)測(cè)技術(shù)，結(jié)合監(jiān)測(cè)濃度的多少進(jìn)行分類(lèi)，然而，其重點(diǎn)是監(jiān)測(cè)濃度較高的氣體甲烷，即其監(jiān)測(cè)范圍比較狹窄，在監(jiān)測(cè)濃度較低的氣體時(shí)可能形成較大的誤差。熱催化監(jiān)測(cè)技術(shù)借助傳感器監(jiān)測(cè)濃度較低的氣體甲烷的情況下，其在采樣氣體中的甲烷含量常常不到5%時(shí)才能夠確定其精度，然而，其響應(yīng)不夠迅速，且內(nèi)部元件不具備較長(zhǎng)的生命周期，以及內(nèi)部催化劑具備毒性特點(diǎn)，在有效統(tǒng)一熱導(dǎo)監(jiān)測(cè)技術(shù)和熱催化監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上能夠互補(bǔ)兩種監(jiān)測(cè)手段的優(yōu)勢(shì)，從而可以監(jiān)測(cè)更大范圍的氣體濃度。

2.3 線測(cè)傳輸技術(shù)

作為一種常用的煤礦技術(shù)，線測(cè)傳輸技術(shù)顯得至關(guān)重要，其分為無(wú)線傳輸和有線傳輸這兩種技術(shù)方式。由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，實(shí)時(shí)監(jiān)控的困難顯著增加，因此，在傳輸信息時(shí)線測(cè)傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代非常有必要。其中，有線傳輸技術(shù)借助線纜連接主機(jī)和系統(tǒng)，能夠安全傳輸信息，在布置線纜的基礎(chǔ)上能夠調(diào)控傳輸距離，并且能夠?qū)?nèi)部設(shè)備開(kāi)展區(qū)域性的供電，然而，因?yàn)榫€纜較為固定，移動(dòng)設(shè)備的供電中因?yàn)樵O(shè)備的移動(dòng)性而使電纜的可操控性降低，這不利于工作效率的提升。鑒于此，技術(shù)工作者應(yīng)用無(wú)線傳輸技術(shù)，即安裝傳感器設(shè)備，這樣可以無(wú)線傳輸信息數(shù)據(jù)，并且使線纜安裝環(huán)節(jié)需要的防護(hù)策略減少。傳感器設(shè)備的運(yùn)行中要求內(nèi)部電源系統(tǒng)進(jìn)行供電，因此，應(yīng)定期檢測(cè)傳感器電量，實(shí)時(shí)對(duì)內(nèi)部電源進(jìn)行更換，從而確保其持續(xù)運(yùn)行。

2.4 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)

煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)重點(diǎn)涵蓋集控檢修和集控自動(dòng)這兩種功能，這兩種功能可以實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中皮帶間閉環(huán)控制和單條皮帶控制，自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用使煤礦生產(chǎn)中的人力負(fù)荷顯著減輕。在具體操作自動(dòng)化系統(tǒng)的情況下應(yīng)把煤倉(cāng)作為分界點(diǎn)，盡量地使人力資源和生產(chǎn)成本減小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用性能的提升。

2.5 安全監(jiān)控?cái)?shù)字系統(tǒng)

作為自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵方面，安全監(jiān)控?cái)?shù)字系統(tǒng)是為了有效確保煤礦生產(chǎn)的安全性和規(guī)范化，安全監(jiān)控?cái)?shù)字化系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中，系統(tǒng)整體涵蓋場(chǎng)地顯示設(shè)備、傳輸設(shè)備、機(jī)房設(shè)備等，在應(yīng)用數(shù)字監(jiān)控技術(shù)時(shí)相關(guān)管理者或操作者能夠直接借助機(jī)房設(shè)備把握?qǐng)龅氐氖┕がF(xiàn)狀，進(jìn)而可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)施工場(chǎng)地的問(wèn)題，且在第一時(shí)間對(duì)場(chǎng)地提供相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，確保煤礦生產(chǎn)正常進(jìn)行。

2.6 應(yīng)急保障系統(tǒng)

煤礦應(yīng)急保障系統(tǒng)是為了聯(lián)合發(fā)揮安全保障系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、指揮中心的作用確保施工場(chǎng)地的安全性。在施工場(chǎng)地出現(xiàn)影響安全生產(chǎn)的問(wèn)題或安全隱患的情況下，能夠借助煤礦應(yīng)急保障系統(tǒng)指揮現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)而有效地確保煤礦安全生產(chǎn)，確保煤礦施工風(fēng)險(xiǎn)的減小。

2.7 生產(chǎn)調(diào)度和通訊綜合信息中心

生產(chǎn)調(diào)度和通訊綜合信息中心具備的功能模塊是程控交換機(jī)、工業(yè)電視系統(tǒng)、生產(chǎn)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)等，該中心旨在引導(dǎo)管理這快速把握煤礦的一系列突發(fā)狀況，確保科學(xué)、有效、及時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度和控制。其中，生產(chǎn)檢測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用KJ70 主機(jī)，大屏顯示器設(shè)計(jì)在調(diào)度臺(tái)前面，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，開(kāi)停傳感器與監(jiān)控分站都設(shè)計(jì)在煤礦的一系列節(jié)點(diǎn)部位，監(jiān)控人員可以對(duì)傳感器檢測(cè)信息和監(jiān)控分站及時(shí)回傳的視頻信息的異常與否進(jìn)行定時(shí)反饋，生產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)直接呈現(xiàn)在大屏顯示器上，引導(dǎo)管理者迅速把控基層生產(chǎn)情況。工業(yè)電視系統(tǒng)的組成部分是各種攝像儀和監(jiān)視器，根據(jù)煤礦大小和實(shí)際需求決定攝像儀和監(jiān)視器數(shù)量，相關(guān)設(shè)備借助通訊光纜相一系列節(jié)點(diǎn)控制平臺(tái)傳輸信號(hào)，然后節(jié)點(diǎn)控制平臺(tái)控制設(shè)備儀器開(kāi)展生產(chǎn)工作，并且中控臺(tái)實(shí)施居中調(diào)度，在信息收集的過(guò)程中能夠結(jié)合無(wú)線通訊或程控電話輔助處理監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的一系列突發(fā)情況，確?；鶎迎h(huán)境中可以迅速傳輸一系列信息數(shù)據(jù)。

3 信息化背景下煤礦自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平的提升措施

（1）改進(jìn)與完善煤礦自動(dòng)化技術(shù)。技術(shù)本身的先進(jìn)程度直接決定應(yīng)用質(zhì)量和效率。為了更有效地應(yīng)用煤礦自動(dòng)化技術(shù)，煤礦企業(yè)應(yīng)改進(jìn)與完善自動(dòng)化技術(shù)。例如，煤礦生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，危險(xiǎn)性較高，定位工作的開(kāi)展能夠奠定后續(xù)場(chǎng)地監(jiān)測(cè)的良好基礎(chǔ)。如果生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，企業(yè)也能夠迅速開(kāi)展救援工作。為此，煤礦企業(yè)先應(yīng)改進(jìn)自動(dòng)定位系統(tǒng)，確保精準(zhǔn)定位工作者的位置。（2）注重培訓(xùn)人員和強(qiáng)化技術(shù)管理。在確保煤礦自動(dòng)化技術(shù)的先進(jìn)性前提條件下，還應(yīng)確保有效地應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，以及規(guī)避技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)存在的一系列缺陷或問(wèn)題，而要想達(dá)到此目的，應(yīng)培訓(xùn)人員和強(qiáng)化技術(shù)管理，為企業(yè)建設(shè)一支專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才和管理人才團(tuán)隊(duì)。企業(yè)應(yīng)培養(yǎng)各個(gè)方面的技術(shù)人才，確保所有流程的技術(shù)人員可以熟練地把控技術(shù)操作的整體環(huán)節(jié)，即所有流程的技術(shù)人員能夠真正把控自身負(fù)責(zé)的方面或范圍，防范失誤操作現(xiàn)象。并且，企業(yè)應(yīng)培訓(xùn)技術(shù)管理人員。當(dāng)然，企業(yè)在招聘人員關(guān)口即要求管理工作崗人員具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)技能和知識(shí)，禁止普通管理人才開(kāi)展技術(shù)管理工作，結(jié)合如此的方式可以確保技術(shù)管理水平的提升，并且可以為生產(chǎn)隊(duì)伍提供相應(yīng)的技術(shù)支持。（3）注重煤礦自動(dòng)化技術(shù)的投資。不管是招聘技術(shù)人才和管理人才，還是吸收技術(shù)，都要求相應(yīng)的資金支持，當(dāng)今煤礦生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，造成利潤(rùn)降低，然而，只有確保煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用尤為先進(jìn)的技術(shù)，才可以提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。為此，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中應(yīng)高度關(guān)注先進(jìn)技術(shù)的資金投入。

4 信息化背景下煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 智能一體化發(fā)展

煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用監(jiān)控設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的提升，以及使人工作業(yè)量減少，然而，在智能化開(kāi)采中面臨短板。技術(shù)人員需要研究智能化領(lǐng)域，確保設(shè)備能夠進(jìn)行自動(dòng)化、智能化開(kāi)采，以及結(jié)合操作者的控制確保一體化流程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的提升，而且可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的降低。并且，應(yīng)創(chuàng)新智能分析、遠(yuǎn)程操控、設(shè)備導(dǎo)航等技術(shù)，以使設(shè)備之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行水平提升。此外，技術(shù)人員還需要研發(fā)煤礦傳輸設(shè)備，調(diào)試?yán)走_(dá)和激光測(cè)距，確保其發(fā)揮無(wú)人駕駛作用，從而實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。

4.2 數(shù)據(jù)信息化發(fā)展

基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步影響下，信息數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)云儲(chǔ)存，技術(shù)人員可以結(jié)合大數(shù)據(jù)采集和劃分信息，再與據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行比較，能夠分析問(wèn)題形成向?qū)?。此外，技術(shù)人員需要結(jié)合大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、綜合地把握煤礦生產(chǎn)，設(shè)計(jì)有關(guān)的方案，確保煤礦生產(chǎn)的安全。此外，因?yàn)楣逃邪踩O(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)性較低，所以安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)逐步提升預(yù)警災(zāi)害的能力，從而使預(yù)警的精準(zhǔn)性提升。

4.3 機(jī)器可視化發(fā)展

煤礦生產(chǎn)條件往往集聚較多電磁干擾、噪音大、煙塵多、灰暗、設(shè)備振動(dòng)幅度大等，在優(yōu)化有關(guān)技術(shù)的情況下需要實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控性能的提升，結(jié)合可視化技術(shù)實(shí)時(shí)操作設(shè)備。可視化技術(shù)的應(yīng)用能夠觀察煤礦生產(chǎn)的內(nèi)部環(huán)境狀況，像是機(jī)器可視化技術(shù)能夠在礦場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、煤倉(cāng)儲(chǔ)備監(jiān)控、值班待崗、車(chē)輛導(dǎo)航控制中應(yīng)用，以使整體工作效率大大提升。總之，在持續(xù)融合先進(jìn)科技的基礎(chǔ)上，能夠智能化操作機(jī)械設(shè)備，從而模擬人類(lèi)的動(dòng)作或行為。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，各個(gè)領(lǐng)域都普遍地應(yīng)用信息技術(shù)，其推動(dòng)了社會(huì)文明的進(jìn)步。煤礦生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合具體工作需求和發(fā)展現(xiàn)狀選用信息技術(shù)，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)不但能夠提升工作效率和質(zhì)量，而且能夠提升生產(chǎn)安全性。在后續(xù)的發(fā)展中，基于信息化技術(shù)支持的煤礦自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)煤礦資源開(kāi)采效率的提升。