智能化技術對煤礦機電運輸系統優化提升的作用

摘要：為了加快煤礦行業的現代化進程，我國大力推動智能采煤技術發展，把煤炭產業從一個勞力密集的產業轉變為一個技術和裝備密集的產業。智能化技術的運用不僅提升了礦井的生產效率和生產安全，還在極大程度上改善了礦井的生產環境，強化了對機電設備的實時監管。煤礦的主要供電和運輸設備是煤炭生產中的重要組成部分，目前不少煤礦企業正在開展主機房保護設施和煤炭運輸系統的自動化和智能化工作。基于此，本文主要討論智能技術在優化和改善煤礦機電和運輸系統中的作用，以供參考。

關鍵詞：智能化；煤礦；機電運輸

DOI：10.12433/zgkjtz.20232240

隨著科學技術的發展，智能化技術已逐步在煤礦中得到廣泛應用，作為煤礦生產的重要組成部分，實現機電運輸智能化很有必要。通過密切分析智能技術在礦井提升機、供電系統和帶式輸送機當中的應用，可以發現智能技術能提高能源供應的可靠性，確保運輸過程的安全和穩定，提升運輸效率，降低運輸成本。

一、煤礦作業機電運輸系統的智能控制技術原理

智能控制主要是通過設計原生控制原理和更新更加優化的算法，可以改善運輸系統的發展狀況。智能控制涉及許多不同的學科，例如，計算機科學、數學等，根據自動控制的主要原則，認真分析內部控制系統的主要缺點，方便更好地解決復雜多變的問題。而且不斷發展的PLC技術，使智能控制技術集成在多個子系統中，優化了理論系統。智能控制在燃煤電廠運輸中的應用重點是對生產控制的應用，顯著提高了模型的精度和適應性，實現了高效率的自動化。分級管理，通常被稱為構架、運行、調整等，通過科學合理的分配制度，可以更高效地控制燃煤電廠的結構、運行和互聯互通，以科學合理有效的方式進行運輸和分類。分類控制的實施過程中必須滿足組織控制和適應性兩個基本條件。而基于神經網絡的人工神經網絡主要是類比和智能，神經網絡是目前智能控制系統中主要的控制方法，具有廣闊的發展前景。

二、煤礦機電運輸系統及其發展現狀

目前，我國煤礦工業已進入到快速發展時期，煤礦企業在生產活動中越來越依賴各種先進的技術和設備。煤炭生產中的人力勞動比例明顯下降，大部分煤礦實現了機械化。隨著智能技術的快速發展，煤礦智能無人運輸系統的發展已成為所有煤礦企業的首要任務。智能無人運輸系統以智能技術為基礎，將信息技術、機械技術和多種電子技術有效結合，使煤礦在生產和運輸過程中充分發揮技術和硬件優勢，不僅提高了設備的可靠性和正常運行時間，而且為煤礦企業的發展帶來巨大的經濟和社會效益。為了提高機電運輸系統的可靠性，保證運輸效率，必須提高運輸系統的可靠性，特別要注意信號傳輸和互聯網技術及其整合，實現對整個機電運輸過程的監測和控制。

三、智能化技術在煤礦機電運輸中的應用分析

在現代煤礦工業的發展中，“用機械化開采替代人工挖掘，用自動化設備降低人工開采”的方針，使得煤礦開采裝備水平大幅度提升，礦井生產安全、穩定，礦井生產事故顯著下降。由于對煤礦設備的大量投資，電氣、機械和運輸對煤礦的生產力至關重要。高度可靠的電力供應和輸送系統是煤礦設備和裝置開發和制造的趨勢。

（一）在礦井提升機系統中的應用

在煤礦開采中，材料、設備和工人使用叉車從一個表面移動到另一個表面。礦用叉車在工作過程中必須頻繁啟停，需要精準控制叉車的運行速度。智能控制系統由微電腦控制器、傳感器、控制馬達、攝像頭以及智能演算等組成。與自動叉車控制系統相比，智能控制系統更注重操作者的舒適性。操作人員可以通過控制系統軟件界面實時了解坑式提升機的運行狀態，并在虛擬屏幕上查看提升機的牽引狀態。提高采礦的效率是一項重要任務，燃煤電廠的運營風險是其在煤礦下運行的系統程序數量和速度。大多數采礦公司都有現實的節約方案，但實際上并沒有取得預期的結果，通過正確應用自動化技術，可以改善機房的問題診斷狀況，簡化設備的內部結構，提高其安全性。

（二）在監測和控制系統中的應用

煤礦開采與采煤規程密切相關，監測系統的質量會直接影響煤炭進度，盡管取得了良好的效果，但在監測和審計系統方面仍存在問題。在發展早期階段，注重研究和開發，使用的監測系統大多從國外引進，在進一步發展過程中，把科技融合放在首位，可以加大研究力度，最終實現監測系統的自主開發，并在技術和監測方面不斷取得突破，不僅可以加快采礦過程，還能提高煤炭質量。

（三）定位定時技術的廣泛應用

煤礦機電運輸的環境較復雜，涉及人員和運輸環節較多，在運輸過程中經常發生安全事故，帶來一系列損失。一旦煤礦機電運輸發生故障，就必須實時定位，組織相關人員進行全面檢查和仔細分析，及時解決遇到的問題，確保機電運輸正常運行，同時，為了提高煤礦機電運輸的效率，應有效控制機電運輸過程。為了實現上述運輸目標，需要準確定位煤礦機電運輸過程，通過應用煤礦機電運輸定時定位技術實現。節點信號的采集設備并將終端信號傳輸給機電設備，使接收器指示終端信號的強度，并記錄終端的IP地址和MAC地址，煤礦局域網分析無線定位節點范圍，估計定位信號指示的識別值，然后計算具體坐標，再采集最終的定位信號，最后將數據與礦井GIS地圖同步，清晰顯示礦井中的機電運輸范圍。

（四）無人化運輸

智能技術的快速發展使越來越多的煤炭運輸商開始尋求無人運輸，只用專用運輸機械就能完成運輸煤炭和天然氣的基本任務。為了實現無人運輸的目標，應優化無人運輸系統，考慮傳統人工和機械運輸的缺點和影響。市場上已出現一些用于煤炭運輸的無人駕駛車輛，不僅可以減少道路事故，還可以改變傳統的運輸方式，提高工作效率。為了實現可靠的運輸規劃，必須在地下煤礦的運輸路線上建立適當的監測系統，使無人運輸的整個過程可以被動態監測。

（五）供電系統中的應用

智能變電站開關柜具有防誤動、遙控開關/遠程開關和無人值守的功能。地下變電站應配備電氣監督，智能終端也可以進行保護，并對地面進行強化監督控制。分站將智能終端保護器的各種電氣參數傳輸給地面監控中心的IPC，并將IPC給出的控制指令（數值變化、關/停、設備復位）傳輸給智能終端保護器，然后由智能終端保護器執行IPC指令，實現被控裝置的可靠控制。利用煤礦能量監控系統，監控各變電所的操作參數及開關的工作情況。

（六）在皮帶輸送機中的應用

煤礦的主要運輸工具是皮帶輸送機。煤礦帶式輸送機在地下覆蓋的面積很大，因此，避免在運行過程中出現故障很重要。通過在帶式輸送機上安裝智能控制系統，輸送機的運行狀態可以被實時了解和監控。操作界面與智慧型控制系統相連，可提供諸如傳送帶速度、品質以及能力等關鍵信息。通過人機交互，可以實時顯示輸送機速度、質量、運輸能力等關鍵參數。另外，如果在隧道頂端加裝一套智慧照相裝置，可方便偵測輸送皮帶上有無外來物體。在巷道上方，裝有一臺智能型照相機，能輕松探測輸送皮帶上的外來物體，并給出準確的定位，以此及時清理外來物體。

四、智能化技術對煤礦機電運輸系統優化提升的作用

（一）提供了供電的可靠性

煤炭儲量整合后，低產能、小規模的煤礦基本上都被清理了。隨著礦井規模的擴大，煤礦的井下能源供應方式多為從中央電廠到礦井變電站再到能源消費點的分階段能源供應方式。智能發電機可實時下載監控能耗數據，監測每個煤礦的電廠的失效和設備的運轉，并實時監測電力的變動：監測每個變電所的接入線，例如，電流、電壓、準入政策的變更；通過監控變頻器溫度、輸出電流和電壓等，監控各高電壓開關。此外，智能化還減少了設備的損壞和變電站過跳的潛在風險。

（二）提高運輸過程的穩定性和安全性

智能化在現代煤礦機電運輸系統中的應用可以有效提高安全性和可靠性，特別是通過對人工智能、神經網絡等相關理論的研究和運用，確保系統高度安全，這是提高自動化程度的基礎與前提。智能化技術還具有一定優勢：第一，將人機交互和計算機程序結合；第二，智能系統中融入了大量的設備運行參數，通過分析這些數據和信息，獲得準確的結果；第三，智能系統通過傳感器和計算機等相關技術進行操作。第三種是通過傳感器和計算機及其他相關技術有效處理智能系統的運行狀態信息，為提高自動化水平奠定基礎。使用一些智能算法，可以處理機電運輸中面臨的復雜情形，更好地實現礦井機電運輸方面的無人化，減少由于操作不當引起的故障。

（三）提高運輸效率

輸送帶在運轉中經常發生各類故障，而造成失效的原因十分復雜，這給檢修工作帶來了很大的困難。利用計算機視覺和大數據技術，可以很輕松地找到皮帶輸送機故障的根源，提升維修效率，有效控制皮帶輸送機的停機時間，從而提升運輸效率。

（四）降低運輸成本

使用智能裝備，可有效降低礦井機械、電氣、交通等運輸事故發生的概率，節約人力資源，節約維修成本。智能裝備的應用，不但可以減少礦井中的機械和機械的失效，還可以節約修理物資和人力，降低裝備的保養費用。同時，使用智能裝備可以提高運輸效率，降低機械和機械在運輸中的能耗，進而降低運輸工具的運輸費用。除此之外，使用智能裝備還能有效降低傷亡率，也就是說，即便在運輸方面出現意外，也不會造成嚴重損害。

（五）提高生產力和工作質量

第一，智能技術在自動化設備中的應用為管理生產過程提供了一種更方便、可靠、有效的方式，可以有效降低勞動強度，提高企業效率，實現節能減排。機電運輸系統的優化可以大大提高效率，減少人力和物力的浪費。第二，促使煤礦生產過程更加規范有序，提高企業的經濟利益。第三，為相關人員提供更高效的工作環境和條件，為煤礦開采作業提供更舒適、安全的工作環境。

五、結語

當前，煤炭企業要想實現可持續發展，就必須從自身的實際情況出發，把控機電運輸的各個環節，確保運輸工程順利開展。在這一過程中，必須建立科學的運輸體系，從思想、做法、人員、資金等方面入手，配合規章制度制定科學、恰當的專業措施，不斷加強運輸線路的建設、維護、保養等，同時從思想、實踐、人才和資金等方面入手，建立科學的運輸體系，制定科學、恰當的專業措施，加上規章制度，不斷加強運輸線路的安裝、維護和保養等工作，及時處理問題，防止事故隱患。目前，智能化已逐步在煤礦企業中推廣開來。作為煤礦生產的重要組成部分，需要努力學習機電運輸知識。通過分析礦井提升機、電力、帶式輸送機等智能化設備，提高電氣設備的可靠性，保證運輸的穩定性和安全性，提高運輸質量，降低運輸成本。

參考文獻：

[1]李鑫.智能化技術對煤礦機電運輸的影響[J].工程建設與設計，2020（22）：251-252.

[2]洛建軍.智能化工作面在屯蘭礦的建設實踐[J].能源技術與管理，2020，45（05）：183-186.

[3]王鵬飛.淺談煤礦軌道運輸智能化監控和調度系統的構建[J].能源技術與管理，2019，44（03）：168-170.

[4]王濤.礦井提升機電控系統的發展[J].科技傳播，2016（03）：156+166.

[5]劉寧.煤礦機電設備自動化控制優勢和應用[J].能源與節能，2021（02）：189-190.

[6]張元虎，王文星.關于智能控制技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].內蒙古煤炭經濟，2022（09）：51-53.

[7]王鵬.智能化技術對煤礦機電運輸的影響[J].能源與節能，2022（11）：110-112.

作者簡介：韋節明（1992），男，山東省濟寧市人，本科，助理工程師，技術主管，主要研究方向為煤礦機電。