煤礦自動化和通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

張濤

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，大量自動化和通信技術(shù)被應(yīng)用于煤礦領(lǐng)域，有效的提高了煤礦的生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展壯大，并提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，本文主要分析探討了煤礦自動化和通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，以供參閱。

關(guān)鍵詞：煤礦;自動化;通信技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

隨著信息化的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入信息時代，自動化技術(shù)呈現(xiàn)出智能化、多功能化等特點(diǎn)。在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，我國煤礦行業(yè)在20世紀(jì)60年代起開始實(shí)行自動化，煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。應(yīng)用自動化技術(shù)在煤礦企業(yè)建立大型、開放的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全礦井的檢測、管理、控制一體化，并對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行自動化控制，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)的綜合指揮調(diào)度及業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)，能全面提高煤礦的生產(chǎn)水平。

1 煤礦自動化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

隨著社會的發(fā)展和信息化技術(shù)的進(jìn)步，高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，這為提升我國煤礦自動化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)都是我國煤礦產(chǎn)業(yè)中常見的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國煤礦自動化系統(tǒng)的主要傳輸平臺。但是，從宏觀的角度來看，由于我國工業(yè)控制網(wǎng)的開放性比較差，在我國只有少數(shù)煤礦企業(yè)應(yīng)用該技術(shù)。然而，在礦井裝備當(dāng)中，常用的礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會將視頻、數(shù)據(jù)、語音等多種信息結(jié)合到一起，這樣的通信效率會更高，也會更加準(zhǔn)確地掌握煤礦自動化技術(shù)的發(fā)展情況，所以，綜合來看，煤礦自動化系統(tǒng)將會有著更好的發(fā)展前景和發(fā)展空間。

1.2煤礦遠(yuǎn)程集控中心

煤礦遠(yuǎn)程集控中心通過快速的通訊傳輸網(wǎng)和高效的自動控制網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)多有礦井全生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。借助中心集控軟件監(jiān)視礦井內(nèi)各個設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行設(shè)別的遠(yuǎn)程診斷并調(diào)整相關(guān)參數(shù)。根據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的故障類型將設(shè)備檢修、維護(hù)等指令下達(dá)給礦井人員，令他們第一時間達(dá)到現(xiàn)場并進(jìn)行故障處理。借助于生產(chǎn)制造的執(zhí)行系統(tǒng)，調(diào)度生產(chǎn)計劃、分析設(shè)備監(jiān)控和各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)。綜合過程動態(tài)畫面和實(shí)時數(shù)據(jù)，對作業(yè)繼承、設(shè)備狀態(tài)、現(xiàn)場環(huán)境等進(jìn)行及時反饋，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視與跟蹤，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和管理決策提供支撐，發(fā)揮自動效能，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

1.3自動化平臺軟件

煤礦自動化控制不僅需要專業(yè)的人力資源，更需要先進(jìn)的信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動化平臺軟件的主要形式。自動化平臺軟件之所以能夠更好地推動煤礦通信技術(shù)的發(fā)展，就是因?yàn)樽詣踊脚_軟件可以結(jié)合很多現(xiàn)代化的信息技術(shù)，讓先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展完美地融合到一起。其中，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中比較安全，也可以起到很好的自動化控制作用，讓自動化平臺服務(wù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)全面的發(fā)展。不僅如此，煤礦自動化發(fā)展在現(xiàn)代化的社會發(fā)展中必將會具有非常廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間。與傳統(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)相比，現(xiàn)代化的煤礦產(chǎn)業(yè)中，自動化平臺軟件的發(fā)展將會更受歡迎，因?yàn)楝F(xiàn)代化的自動化平臺軟件不僅大大地節(jié)省了人力資源，還會很好地提升煤礦開采效率，為提升自動化平臺的快速發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 煤礦通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

礦井程控數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)和工作面局部擴(kuò)音通信系統(tǒng)在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍將是礦井有線通信的主流，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在礦井的大規(guī)模應(yīng)用和IP語音通信技術(shù)的不斷完善，礦井IP調(diào)度通信系統(tǒng)也將是礦井有線通信的一個發(fā)展方向。礦井移動通信技術(shù)還在不斷研究探索。（l）礦用透地通信系統(tǒng)。是采用敷設(shè)井下環(huán)型天線實(shí)現(xiàn)井下超低頻無線電波覆蓋，該系統(tǒng)可以由地面調(diào)度中心尋呼或群呼井下的工作人員，實(shí)現(xiàn)單向通信功能，在我國應(yīng)用較少。其存在信道容量小、單向通信、電磁干擾大等缺點(diǎn)。（2）礦用漏泄通信系統(tǒng)。是采用漏泄電纜實(shí)現(xiàn)井下巷道內(nèi)無線電波覆蓋，現(xiàn)有產(chǎn)品大多是半雙工對講，只有1-4個信道，主要應(yīng)用于機(jī)車通信等局部通信，其發(fā)展方向是多功能化和其他技術(shù)如cDMA通信技術(shù)結(jié)合組成全礦井無線通信系統(tǒng)。（3）礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)。是借助鋼軌、水管、導(dǎo)線等金屬感應(yīng)體實(shí)現(xiàn)井下巷道內(nèi)無線電波覆蓋，為減小傳輸衰減，其選擇的傳輸頻率較低，而煤礦井下在低頻段的電磁噪聲較大，所以感應(yīng)電話通話質(zhì)量在有些礦井不理想，噪聲較大。其主要應(yīng)用于短距離救災(zāi)通信、礦井機(jī)車通信等局部通信。（4）礦用載波通信系統(tǒng)。是利用電機(jī)車架空供電線與鋼軌形成回路，采用直接載波傳輸方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸調(diào)度員與司機(jī)之間及司機(jī)與司機(jī)之間的通話。這一通信技術(shù)我國從20世紀(jì)60年代開始應(yīng)用至今，產(chǎn)品已由電子管到晶體管，集成電路更換了幾代，但一直未得到普及，部分礦井使用效果不好，通話不理想。其原因主要是信道方面的問題一直沒有得到解決，因?yàn)椴煌瑫r間不同地點(diǎn)的線路負(fù)載變化太大，直接造成阻抗不匹配，導(dǎo)致通話質(zhì)量差，無法使用。（5）礦用小靈通通信系統(tǒng)。是一種全礦井無線通信系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙工通話、來電顯示、短消息發(fā)布、語音信箱、區(qū)域定位等功能。在一些巷道條件較好的礦井使用，效果不錯，但由于現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏調(diào)度功能且系統(tǒng)中的主要設(shè)備基站和基站控制器為隔爆設(shè)備，不適宜在工作面巷道中使用，使用范圍受限。其發(fā)展方向是增加調(diào)度功能和開發(fā)本安型基站等。（6）礦用CDMA通信系統(tǒng)。是一種全礦井多功能無線調(diào)度通信系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙工通話、移動數(shù)據(jù)傳輸、移動圖像傳輸、來電顯示、短消息發(fā)布、語音信箱等功能。其具有井下巷道內(nèi)無線電波覆蓋較好、區(qū)域內(nèi)同時通話數(shù)多、設(shè)備輕巧、使用不受限等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的發(fā)展前景。

結(jié)束語

總而言之，煤礦自動化是實(shí)現(xiàn)煤礦高效安全開采的關(guān)鍵技術(shù)之一，礦井通信是煤礦生產(chǎn)指揮必須具備的手段，兩者經(jīng)過幾代人的艱苦努力，開發(fā)出了一系列的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)，但還不能完全滿足煤礦企業(yè)高效安全生產(chǎn)的需要，要不斷利用新技術(shù)、新手段完善提高煤礦自動化和通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦少人開采、安全開采的目標(biāo)。

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