信息化背景下煤礦自動化技術的突破和發展

李赟婷

（山東省濟寧市鄒城市兗礦集團有限公司信息化中心，山東 濟寧 273500）

0 引 言

我國的工業發展水平隨著社會的發展正在進行轉變，這對能源的需求量有了新的要求。煤炭能源成為推動工業發展的重要組成部分，因此針對原煤資源的開采力度逐漸上升，煤礦企業的崛起、煤礦開采技術的升級，都成為自動化技術應用的前提背景。隨著信息化技術的發展，在原煤開采的領域中，自動化技術已經能夠成為提升能源開采質量和效率的重要技術之一，因此整合自動化開采技術，推動機電設備的智能化升級，以確保自動化技術的突破和升級。

1 自動化技術對煤礦工程的重要作用

隨著社會信息化技術的發展，煤礦自動化技術應發展要求而生，在能源開采領域中，已經能夠得到廣泛的應用，并帶來顯著的成效。自動化技術是科技發展與實際相結合的產物，能夠將能源開采的設備進行智能化升級，滿足于不同的工作環境，并且通過替代人工工作的方式，簡化、精華、強化能源開采中各個環節的質量，不僅能夠有效降低工作壓力，而且能夠提升勞動支出，增強工作成效。

信息化背景下發展的自動化技術，能夠整合能源開采活動中各種缺陷，并實行簡單有效的解決辦法。隨著信息化、自動化、智能化的技術轉型，煤礦自動化技術能夠通過提升原煤開采能力、優化工作細節等方面進行調整，將煤礦開采的進程加快，質量提升。根據我國目前的能源開采情況可知，自動化技術的應用能夠有效的成為能源開采行業的推動基礎，為其制造較高的技術收益。

2 信息化環境為煤礦自動化發展提供的優勢環境

2.1 自動化發展向智能化轉變

我國的信息化環境是集成了先進的科學技術、智能化的電子科技產品的現代化發展環境，以科學技術為發展動力，將人工智能作為發展的方向。這樣的環境能夠將煤礦自動化向智能化方向轉變，經過機電設備智能化、操作技術智能化、信息傳輸智能化等環節的發展，能夠在確保煤礦生產安全的同時，將整體的生產鏈條進行智能化處理，增強設備及信息感知能力和處理能力，從而能夠通過機電設備、信息化裝置，對生產的環境進行整體的掌控。

2.2 自動化發展向開放性轉變

開放性的發展方向主要是通過信息化的技術，將煤礦開采的過程進行全方位的互通調整，使其能夠利用通信功能，實現工程各個部分之間的聯系。這能夠加強不同環節之間的性能延伸，并且能夠整合系統之間的功能，實現性能升級拓展，以適應自動化系統整體的發展進度[1]。

3 煤礦自動化技術的信息化發展

3.1 自動定位

能源開采產業整體上危險性較高，因此煤礦開采企業在施工的過程中，要將安全放在首要監管的位置，才能夠使施工團隊、設備的安全得到基礎的保障，推動開采工程的順利進行。工作人員經常會深入礦井中進行工作，礦井內部的環境復雜，濕度和煙塵都會對人員的安全產生影響。因此，及時的利用自動化的定位系統，將工作人員的位置進行精準定位，能夠切實保證人員的行動安全。定位系統便于救援和聯系，常見的射頻識別方式能夠利用通信技術針對不同區域的環境進行監控，但是這種監控定位的方式效果并不全面。隨著自動化技術的發展和應用，時間定位、場強定位方式能夠彌補傳統定位方式的缺陷。礦用人員定位管理系統如圖1所示。

圖1 礦用人員定位管理系統

3.1.1 時間定位技術

該項技術主要是針對定位信號在空間中傳播的時間進行監控，通過分析信號的速率來確定信號發射點的距離，并利用電磁波傳導的方式來攜帶信號，減少礦井環境對信號質量的影響。這種方式能夠對井下的人員進行實時定位，并將接收的信息進行綜合整合，形成數據投影，將井下人員的分布進行精準顯示，以便于救援和信息聯系。

3.1.2 場強定位技術

通過相應的設備對井下傳輸上來的信號的強度進行檢測，通過強度衰減的分析來定位井下人員的位置，但是這種方式在實際應用的過程中，有很大的程度會受到井下施工環境的影響，即井下的土壤環境、機電設備的工作頻率、管線的輻射信息等，都會對場強定位方式的效果產生影響。這種情況的解決辦法能夠通場強信號的對比，將節點位置進行精準的設置，利用空間標定減少環境信息的影響，能夠將場強定位的標準進行參照物設置，有效提升定位的效率和水平。這種方式實際應用的工藝較為復雜，并且檢測的成本較高，因此在應用中應該合理的進行定位。

3.2 自動檢測

煤礦開采工程的工作環境經常是井下，礦井內的環境較為封閉，空氣流通不暢，易燃氣體容易產生堆積現象，這會成為十分嚴重的安全隱患，導致安全事故的發生。因此，需要對井下的環境進行實時的監控。傳統的監控技術統稱為利用激光、熱傳遞等方式。隨著信息化技術的發展，自動檢測技術能夠對礦井下的環境進行全方位的檢測，針對氣體成分、含氧量等元素進行分析，根據監控標準進行評價，來制定危險防御機制[2]。

3.2.1 激光檢測方式

該種方式能夠利用激光傳感器進行氣體檢測，對井下的氣體環境進行采樣實驗，能夠將檢測量程進行提升，這能夠提升檢測的成效。激光傳感器的使用壽命較長，但是也會受到外界環境的影響，同時設備具有較高的成本。隨著自動化技術的升級，激光傳感技術已經逐漸向激光原理檢測技術方向發展，如紅外線技術等。

3.2.2 熱導監測方式

該項技術能夠對進行的氣體進行部分收集，對其中的成分進行檢測，進行危險氣體分析，能夠在氣體濃度較高的環境中進行應用。該項技術的應用優勢在于成本角度，能夠利用空氣中危險氣體的濃度，將井下的氣體進行分類，能夠精準的檢測出甲烷成分。

3.2.3 熱催化監測方式

該種方式與熱導檢測方式相結合工作，能夠對氣體濃度較低的環境進行檢測，能夠將氣體中低于5%的甲烷成分進行識別，但是檢測過程較慢，設備的使用壽命較短。同時，檢測設備內部的催化劑具備一定的毒性，當使用質量受到影響時，其毒性氣體會對井下的環境產生一定的影響。

3.3 自動信息傳輸

隨著信息化技術的發展，信息傳輸技術應向無線傳輸方向發展，井下的工作情況較為復雜，機電設備的運行方式、環境中的影響因素等都會是影響工程的因素。傳統的電纜信息傳輸方式能夠將信息數據安全可靠的進行傳輸，但是電纜的鋪設會受到井下環境的影響。此外，支撐電纜工作的供電系統會增加井下的環境負擔。

因此，出現了無線信息傳輸方式。該方式融合了信息化技術中的無線通信技術，利用信號傳感器，將井下的數據進行獲取，并能夠利用互聯網，形成機電設備、管理中心的網絡互通，能夠將井下、機電設備、監控設備、礦場等領域的信息進行全面的覆蓋。這種信息一體化的發展技術能夠保證信息整合的及時性和全面性，同時也能夠在信息傳輸中確保信息質量的安全[3]。

4 煤礦自動化技術的信息化發展方向

4.1 操作智能整體化

煤礦作業涉及到的領域較多，機電設備管理、井下施工運行、監控系統等，在傳統人工操作的過程中，工作壓力大，信息交流較慢，工作中容易出現人工失誤的情況。信息化促進技術的發展和應用，自動化技術的發展為煤礦作業提供了高效的工作質量，能夠將各個環節中的工作程序進行系統化整合。在智能操控系統的應用中，工作人員能夠通過人機操作平臺，對礦場的全面信息進行基礎掌控。同時，智能危險監控系統能夠將生產系統中的危險因素進行技術的監控，并發出警報，為安全生產、智能生產提供基礎的技術保障。

4.2 信息傳輸數據化

數據化的信息傳輸方式，能夠將礦場的生產信息進行電子數據化整合，并形成大型的數據存儲平臺，相關的技術人員能夠通過管理入口進行信息的整理和劃分，并將生產的歷史資料與現代化資料進行比對，形成技術創新的前提。數據化的信息傳輸技術能夠為煤礦生產的方案制定、機電維護、工程管理提供基礎的保障。

4.3 機電透明化

煤礦生產環境復雜，在進行技術升級時，也會對機電設備進行運行升級。自動化技術可以為煤礦生產管理人員提供管控中心，并利用透明化的監管方式來將自動化技術融合在實際的工作中，以達到機電設備工作的透明化、智能化[4]。

5 結 論

信息化技術的發展為社會提供了前進的技術支撐，煤礦企業在發展中應該逐漸重視信息化技術，確保能夠利用信息化技術進行技術創新，并結合煤礦生產的情況進行信息技術應用。這不僅能夠將降低生產中的工作壓力，而且會提升生產質量和效率。在未來的發展中，信息技術的發展將能夠推動煤礦自動化的大力發展，促進社會能源產業升級。