煤礦信息化和自動(dòng)化的新技術(shù)和發(fā)展

引言：目前，信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)出智能和靈活性的特征。我國(guó)作為全球GDP第二大的經(jīng)濟(jì)體，人口眾多、資源豐富一直是我國(guó)主要的特點(diǎn)表現(xiàn)。我國(guó)煤炭資源十分豐富，并且，煤礦這一資源在我國(guó)總體能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的一席之地，這樣重要的地位使得我國(guó)的煤礦行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著我國(guó)科技的發(fā)展，我國(guó)開始在煤炭資源的生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中越來(lái)越多運(yùn)用到了信息化、自動(dòng)化等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中，這些技術(shù)的應(yīng)用大大提高了我國(guó)煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)的高效性和安全性，同時(shí)積極推進(jìn)了我國(guó)煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)的功能特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。
　　一、煤礦信息化和自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
　?。ㄒ唬┑V山機(jī)械信息化和自動(dòng)化
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)在國(guó)外用于控制采礦設(shè)備，并允許聯(lián)合控制采煤機(jī)，掘進(jìn)機(jī)，局部運(yùn)輸和刀具的聯(lián)合控制，實(shí)現(xiàn)煤礦作業(yè)的全面信息化和自動(dòng)化。采煤機(jī)經(jīng)歷了從液壓牽引到電力牽引，從DC牽引到交流頻率電力牽引的發(fā)展，并逐漸過(guò)渡到大容量，總裝機(jī)功率可達(dá)1500千瓦，并采用多電機(jī)牽引。大容量、重重量、高強(qiáng)度和長(zhǎng)使用壽命是工作面發(fā)展的方向。液壓支架可實(shí)現(xiàn)高流量，高壓流量液體，繼電器由大型PLC控制，具有自動(dòng)信息和控制功能，可診斷和處理錯(cuò)誤，檢查工作狀況。
　?。ǘ┟旱V資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中運(yùn)輸?shù)男畔⒒c自動(dòng)化
　　當(dāng)前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的煤礦運(yùn)輸方式已逐漸不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。信息化時(shí)代，在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中自動(dòng)運(yùn)輸功能以及自動(dòng)識(shí)別功能發(fā)揮了極其重要的作用，以上兩項(xiàng)功能對(duì)于煤礦資源的生產(chǎn)以及開發(fā)效率具有直接影響，甚至制約著生產(chǎn)質(zhì)量。僅從煤礦資源的構(gòu)建層面進(jìn)行分析，那么運(yùn)輸自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要包括單片機(jī)以及PLC聯(lián)動(dòng)傳輸物理兩個(gè)方面，在自動(dòng)化運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備重量進(jìn)行檢查，然后再規(guī)劃設(shè)備的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)頻次，這樣的運(yùn)輸模式無(wú)疑會(huì)降低人力資源方面的成本，同時(shí)還會(huì)減少運(yùn)輸成本。另一方面能真正做到在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中煤礦運(yùn)輸成本的節(jié)約，并與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。鐵路運(yùn)輸電機(jī)完全數(shù)字化受控，新的動(dòng)力設(shè)備如IGBT、FFR、GTO等。由PLC或計(jì)算機(jī)控制的"新組"系統(tǒng)已經(jīng)成功開發(fā)出來(lái)。
　　（三）煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中安全保障的信息化與自動(dòng)化
　　煤礦的開采工作危險(xiǎn)性很高，近年來(lái)，我國(guó)的煤礦開采事故的新聞報(bào)道屢見不鮮。經(jīng)過(guò)筆者調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)影響煤礦開采過(guò)程安全的因素很多。其中，煤礦開采安全事故發(fā)生的主要原因之一便是在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中人為操作的不當(dāng)。因此，筆者建議在煤礦開采的安全保障體系中可以構(gòu)建自動(dòng)化的體系，充分利用報(bào)警設(shè)備和自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備。這樣既能幫助我國(guó)煤礦企業(yè)能夠及時(shí)掌握了解礦井下的人員操作與環(huán)境信息情況，從而真正規(guī)避可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，真正防止在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中安全事故的產(chǎn)生，完成安全保障自動(dòng)化的真正實(shí)現(xiàn)。
　　二、煤礦信息化和自動(dòng)化的新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
　　煤礦信息化和自動(dòng)化新技術(shù)是當(dāng)今煤礦企業(yè)的主要發(fā)展方向，但在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，大多數(shù)煤礦企業(yè)的自動(dòng)化水平普遍較低，在整個(gè)發(fā)展過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題。鑒于當(dāng)前煤礦企業(yè)信息和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：
　　（一）加強(qiáng)和推廣煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品
　　目前我國(guó)煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)相對(duì)較好，為了加強(qiáng)和促進(jìn)煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品的開發(fā)，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大其主要開發(fā)和應(yīng)用范圍。要在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中盡可能保證煤低自動(dòng)化產(chǎn)品的質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大自動(dòng)化產(chǎn)品的性能，以達(dá)到系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的性能要求。在此基礎(chǔ)上，還有必要投入相應(yīng)的技術(shù)力量，確保通信模塊本身的良好性能，從而提高其開放性，真正有效地實(shí)現(xiàn)其煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)的有效對(duì)接。
　?。ǘ┈F(xiàn)場(chǎng)信息信息化和自動(dòng)控制
　　過(guò)程控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和中央控制需要高度集成的現(xiàn)場(chǎng)信息。綜合儀表技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展為過(guò)程控制系統(tǒng)的高度集成現(xiàn)場(chǎng)信息奠定了基礎(chǔ)，整體思路是實(shí)現(xiàn)基于信息創(chuàng)建本地，遠(yuǎn)程，移動(dòng)三維數(shù)字信息管理系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)控制由收集現(xiàn)場(chǎng)信息的傳感器實(shí)現(xiàn)，地形設(shè)備由驅(qū)動(dòng)器根據(jù)主控制器的指令進(jìn)行操作。然后，各種現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)鏈接到使用多種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，并且獲得的系統(tǒng)信息被發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)的集中式集中監(jiān)控中心。通過(guò)監(jiān)控軟件（HMI / SCA-DA）和中央監(jiān)控服務(wù)器，集中控制和管理礦山中的許多信息和自動(dòng)化子系統(tǒng)。
　?。ㄈ┟旱V資源生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中管理及運(yùn)行的信息化與自動(dòng)化
　　整個(gè)礦山過(guò)程的信息化和自動(dòng)化控制是基于礦山的集中監(jiān)控中心。當(dāng)前，煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)行業(yè)通常會(huì)采用遠(yuǎn)程的設(shè)備及遠(yuǎn)程技術(shù)來(lái)操縱煤礦礦區(qū)的設(shè)備；運(yùn)用集線器等設(shè)備，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各類信息及數(shù)據(jù)即時(shí)檢測(cè)，同時(shí)做好有效匯總，將數(shù)據(jù)全面整合，最終傳輸至終端計(jì)算機(jī)上；這樣即可掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，同時(shí)還能確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。這樣的運(yùn)行模式對(duì)于煤礦資源的開發(fā)以及生產(chǎn)極其有利，并且也可逐步實(shí)現(xiàn)煤炭資源生產(chǎn)的多維度管理，真正實(shí)現(xiàn)管理的集成化。通過(guò)以上舉措，提高煤礦生產(chǎn)運(yùn)行、管理的科學(xué)性。
　　（四）煤礦遠(yuǎn)程集中控制中心
　　煤礦遠(yuǎn)程集中控制中心通過(guò)快速的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和高效的自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)許多企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。借助中央集中控制軟件，監(jiān)控礦井中每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并調(diào)整各種遠(yuǎn)程診斷和相關(guān)參數(shù)調(diào)整。根據(jù)設(shè)備類型或系統(tǒng)故障，向礦山人員發(fā)送設(shè)備維修和維護(hù)說(shuō)明，以便他們能夠到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)并首先處理故障。具有制造實(shí)施系統(tǒng)，生產(chǎn)計(jì)劃安排，分析設(shè)備監(jiān)控和各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　我國(guó)煤礦信息化和自動(dòng)化的發(fā)展仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)國(guó)家的水平，還有許多問(wèn)題需要研究和解決，需要在實(shí)踐中不斷發(fā)展和完善。筆者認(rèn)為，要真正促進(jìn)煤礦自動(dòng)化的發(fā)展，必須加強(qiáng)和促進(jìn)煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品的開發(fā)，建立和完善煤礦自動(dòng)化的發(fā)展機(jī)制，掌握煤礦自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，從而真正有效地提高煤礦企業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展水平。未來(lái)，煤礦信息化和自動(dòng)化將向現(xiàn)場(chǎng)信息信息化和自動(dòng)化控制、煤礦遠(yuǎn)程集中控制中心和煤礦全過(guò)程信息化和自動(dòng)化集中控制發(fā)展。