煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

肖熙

[摘要]隨著我們步入信息化時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)出多功能化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。本文以煤礦產(chǎn)業(yè)為切入點(diǎn)，針對(duì)煤礦自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并探討這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]煤礦自動(dòng)化技術(shù) 特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)快速的邁進(jìn)信息時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，并且日益智能化和多功能化，煤礦行業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)行是在20世紀(jì)60年代，其生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)基本上都實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化發(fā)展。使用自動(dòng)化技術(shù)可以在煤礦企業(yè)建立起一套大型和開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，能夠?qū)θV井的檢測(cè)、管理和控制實(shí)現(xiàn)一體化，并能自動(dòng)控制生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)中的綜合調(diào)度和業(yè)務(wù)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，使煤礦的生產(chǎn)水平達(dá)到全方面的提高。下面本文就對(duì)煤礦的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后發(fā)展趨勢(shì)做一簡(jiǎn)單的分析。

一、煤礦自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）采掘機(jī)械的自動(dòng)化。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，在國(guó)外先進(jìn)國(guó)家，基本上使用的是計(jì)算機(jī)控制采掘機(jī)械，同時(shí)對(duì)采煤機(jī)、工作面運(yùn)輸以及支架進(jìn)行聯(lián)合控制，達(dá)到采煤作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和綜合化。計(jì)算機(jī)還能實(shí)現(xiàn)離機(jī)操作，對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的故障和工況進(jìn)行診斷和檢測(cè)。采煤機(jī)從液壓牽引發(fā)展到電牽引，從直流牽引發(fā)展到交流牽引，現(xiàn)在正在逐漸向大容量的方向發(fā)展，如果多電機(jī)操作，能夠帶動(dòng)總裝機(jī)達(dá)到1500KW的功率。工作面輸送機(jī)正向著大運(yùn)量、重型化、高強(qiáng)度和高壽命的方向發(fā)展。液壓支架供液采用高壓、大流量。掘進(jìn)機(jī)由PLC控制，能夠自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、判斷故障，自動(dòng)檢查工況。

我國(guó)的綜采機(jī)械發(fā)展也很快，90%使用的都是國(guó)產(chǎn)的設(shè)備，大部分使用的是液壓牽引，總裝機(jī)功率最大達(dá)到800KW。

（2）運(yùn)輸提升的機(jī)械自動(dòng)化。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家采用交流變頻調(diào)速兼直流調(diào)速的膠帶運(yùn)輸方式，從井下把煤運(yùn)輸?shù)降孛嫔希瑫r(shí)運(yùn)用高速車(chē)、齒輪車(chē)、單軋吊和膠輪蓄電池機(jī)車(chē)等為輔助的運(yùn)輸手段。計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和控制，診斷故障的發(fā)生，在出現(xiàn)煙霧、跑偏、斷裂、急停、煤位等情況下對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。

我國(guó)主煤運(yùn)輸方式還主要是軌道運(yùn)輸。膠帶運(yùn)輸在20世紀(jì)80年代后才逐漸得到應(yīng)用，其應(yīng)用范圍主要是大型和新建礦井，利用計(jì)算機(jī)或PLC控制，設(shè)置綜合保護(hù)裝備并與礦井的安全監(jiān)控實(shí)行聯(lián)網(wǎng)控制。采用數(shù)字化控制新型的電力器件的軌道運(yùn)輸電機(jī)，并成功研制出PLC系統(tǒng)。國(guó)外采用的是全數(shù)字SCRD系統(tǒng)來(lái)控制礦井的提升運(yùn)輸。變頻交流技術(shù)的不斷進(jìn)步，使PLC控制的提升機(jī)得到了普遍的應(yīng)用，逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，安全性能不斷提升。

（3）安全控制系統(tǒng)。煤礦企業(yè)的井下作業(yè)條件艱苦，再加上水、火、煤塵、瓦斯等自然災(zāi)害的影響，所以在煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化安全監(jiān)控是很有必要的。我國(guó)在20世紀(jì)70年代，引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的安全控制和制造技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)有幾十家煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的科研單位和生產(chǎn)單位，在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用等方面趕上了先進(jìn)國(guó)家，但是傳感器還存在種類(lèi)少、穩(wěn)定差、壽命短、維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)，所以監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和利用率較低。

二、煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）現(xiàn)場(chǎng)信息自動(dòng)化控制?，F(xiàn)場(chǎng)信息要達(dá)到高度集成，過(guò)程控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和集中控制?，F(xiàn)場(chǎng)總線以及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的全面發(fā)展和儀表技術(shù)的智能化發(fā)展，為其信息的高度集成提供了依據(jù)。整體思路是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化，并在此基礎(chǔ)上礦井安全生產(chǎn)達(dá)到機(jī)械化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化等，并構(gòu)建完整的數(shù)字信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過(guò)傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)的信息控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行主控器的指令達(dá)到控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的目的，之后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的傳輸連接各個(gè)控制系統(tǒng)，并且將信息反饋到地面的集中監(jiān)控中心。監(jiān)控軟件和監(jiān)控中心服務(wù)器集中控制和管理礦井內(nèi)的自動(dòng)化子系統(tǒng)。

（2）對(duì)全礦井過(guò)程的自動(dòng)化的集中控制。引入采煤作業(yè)的過(guò)程控制技術(shù)，在礦井自動(dòng)化控制中心應(yīng)用。并且利用先進(jìn)的自動(dòng)化采掘設(shè)備，建設(shè)先進(jìn)的礦井集中監(jiān)控中心，更好的實(shí)現(xiàn)企業(yè)集控中心對(duì)礦井內(nèi)各個(gè)操作環(huán)節(jié)和設(shè)備的監(jiān)控。使用統(tǒng)一的組態(tài)軟件編程，對(duì)地面的系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線參數(shù)化，地面支援中心利用這些參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，及時(shí)檢測(cè)故障的發(fā)生，并將其指令傳達(dá)到井下礦井人員，讓他們及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)配。煤礦的自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)是建立企業(yè)的自動(dòng)化集控中心，建立起企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)，使礦井生產(chǎn)模式達(dá)到管控一體化。

（3）煤礦遠(yuǎn)程集控中心。煤礦的遠(yuǎn)程集控中心借助快速高效的通訊傳輸和自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)企業(yè)礦井生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。監(jiān)控中心軟件對(duì)礦井內(nèi)的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并隨時(shí)進(jìn)行診斷和調(diào)整。當(dāng)設(shè)備或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)及時(shí)通知維修人員根據(jù)故障的類(lèi)型進(jìn)行檢修和維護(hù)，避免造成重大安全事故。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的煤礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展較快，但是與世界先進(jìn)國(guó)家相比還有一定的差距，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外煤礦自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了自動(dòng)化發(fā)展的一些趨勢(shì)，期望為科研人員的深入研究提供一個(gè)方向，研制出更好的設(shè)備應(yīng)用到我國(guó)的煤礦生產(chǎn)中去，使我國(guó)的煤礦向著現(xiàn)場(chǎng)信息自動(dòng)化和煤礦遠(yuǎn)程集控過(guò)程的自動(dòng)化方向發(fā)展。