浅谈煤矿自动化与信息化技术的现状及其发展趋势

1、浅谈煤矿自动化与信息化技术的现状及其发展趋势 【摘要】自动化与信息化技术对于煤矿行业的持续发展起着至关重要的作用。本文首先介绍了煤炭资源对于我国的重要性，然后通过采掘机械、提升机械、安全监控系统等方面阐述了我国煤矿自动化方面的发展现状，最后探讨了煤矿自动化与信息化的发展趋势。 【关键词】煤矿；自动化与信息化技术；发展现状；发展趋势 引言 改革开放以后，我国开始了工业化革命的进程，在各个行业中开始重视自动化和信息化的发展，使自身能够跟上信息时代的潮流。目前，由于我国石油资源短缺，天然气能源匮乏，导致涉及到能源的行业基本仍以煤炭为主要能源，这便使得对煤炭的依赖程度越来越高。因此，为确保煤矿行业的安

2、全运营，需加大力度提高煤矿的信息化和自动化技术。 我国从上世纪中叶开始将自动化技术应用于煤矿行业中，经过几十年的发展，机电一体化基本已经遍布于整个煤矿生产环节，但是，这对于煤矿行业对自动化技术的需求还远远不够，为了能够对矿井在运行时的各种参数信号进行实时监测，对全矿的生产环节进行调控，并且在发生异常情况时进行报警，实现管控一体化，必须建立诸如分布式控制的网络系统，以便能够通过网络对矿井的生产进行全方位调度，进而提升煤矿的整个生产水平。 1煤矿自动化与信息化的发展现状 因煤矿行业工作环境复杂，导致其自动化程度相对落后。过度注重机电一体化的概念中的机械方面，可以说，目前我国煤矿行业仅仅实现了机械自

3、动化，远远没有达到自动化与信息化的要求，这种畸形的“机械自动化”便决定了我国煤矿自动化的发展现状，其表现主要体现在以下几方面： 1.1采掘机械自动化 随着传感器技术的日趋成熟以及计算机技术的高速发展，发达国家开始逐步使用计算机对采掘机械进行控制，统一控制工作面运输机和采煤机，进而实现采煤工作的一体化。此外，应用计算机后，还可以对设备实施状态检测，能够准确及时确定故障出处。采煤机最初使用液压牵引方式，然后逐渐过渡到电牵引方式，电牵引的供电逐步从直流过渡到交流，以提升其总装机功率，使其达到1500kw。工作面运输机逐渐朝更大的动力方向发展。控制采煤工作面矿山压力的液压支架逐渐朝耐压发展。 目前我国

4、煤矿行业中的采掘机械仍采用传统的液压牵引方式，由于价格以及技术因素的限制，所采用的设备近90%为国产，而且最大装机功率也仅为国外同等产品的一半左右，最高不超过800kw。虽然有一部分机械厂已经着手研制电牵引采煤机，但不可否定的是，我国煤矿行业的采掘机械自动化仍处于动力方式落后，运输开采能力低下的初始阶段。 1.2煤矿提升机械自动化 煤矿提升机方面，国外发达国家已经采用胶带运输方式，并辅以胶套轮蓄电池机车、高速架空人车、单轨吊等进行输煤工作。在综采工作面搬家方面，传统的轨道运输需要25-45天，而胶带运输方式仅1-2周便可完成。在胶带运输中，运用可控硅-电动机直流调速、交流变频调速等方式。应用计

5、算机实现对煤矿提升机械的统一操控、故障状态监控，整个提升机系统能够应对轨道跑偏和制动刹车等情况。 目前我国煤矿行业中的提升机械已经开始由传统的轨道运输向胶带运输方式过渡。在某些规模较大的矿井中已经开始应用胶带运输方式，并辅以计算机或可编程逻辑控制器进行全数字化控制，且运用分散控制系统实现了对系统的安全监控。 1.3安全监控系统 由于煤炭行业自身工作环境恶劣，并且随时有可能遭受到矿岩层塌落、瓦斯爆炸等事故的威胁，使得安全监控系统对于煤矿自动化的发展尤为重要。经过多年来不断的引进国外先进技术，已经有一些国内科研机构开始研发针对煤矿的国产安全监控系统，其中不乏kj系列这样优秀的监控系统，但从监控系统

6、的稳定性、移植性、结构合理性等角度看，仍和国外水平有一定差距。导致这些差距的原因除了软件方面的原因，还有很大一部分源于因我国传感器种类单一、性能较差而导致的系统维护工作量大这一因素。 2煤矿自动化与信息化的发展趋势 我国对于煤炭的依赖度非常大，其在我国能源生产结构中的占比高达74.29%。因此，煤炭能源在我国有着重要的地位，为了使煤矿行业蓬勃发展，须依靠先进的科学技术。将计算机技术应用发挥于煤矿行业中，能够使煤矿系统具有整体监控的能力。 2.1现场信息自动化控制 实现生产过程控制自动化的基础是设备的高度自动化，这种高度集成实现的基础是配备高智能化的传感器和仪器仪表、稳定的用于控制通讯的现场总线

7、以及高速的工业以太网技术。其发展方向是通过建立一套由信息网、控制网和设备网组成的立体信息化网络管理系统，使煤矿设备实现网络化和信息化。 2.2矿井作业过程自动化的集中控制 矿井作业过程自动化的集中控制，即使矿井集中监控中心配备一流的采煤控制技术，采煤控制技术主要由两部分构成，分别是自动化程度较高的采掘设备以及工业以太网技术，这样，矿井集中监控中心便可以实现对矿井设备的实时操作，进而实现矿井作业过程的集中监控。为使不同系统及设备能够互相通讯，需将不同网络协议转换为统一的协议，并利用统一的组态软件进行编程。当现场出现故障时，监控中心能够及时诊断出远程故障的出处，便于矿井工作人员能够有时间做出反应，

8、在一定程度上提高了矿井作业的安全性。 2.3先进的安全系统 2.3.1传感器无盲区布置 由于缺乏先进的传感器协同技术，导致在煤矿中布置传感器时，没有达到全方位监控，致使断电控制存在盲区，无法达到零事故的要求。因此，需对传感器无盲区布置技术进行深入研究，达到对瓦斯这类危险气体的无盲区监控，进而避免因易爆气体含量超标爆炸而引起事故。 2.3.2本质安全的无线通信与光纤通信技术 虽然在应用无线通信与光纤通信技术后，有助于矿井的整体自动化建设，但是，这些无线电波的频率一旦接近瓦斯爆炸的极限功率，则会引起爆炸，所以，未来需要开发一种接续衰耗小于0.1db不产生电火花的单模光纤机械接续方法及装置，以提高矿

9、井的整体安全性。 2.3.3人员定位技术 应用射频识别技术，能够对煤矿井下人员的位置进行监测，一旦煤矿内部发生事故，便于对井下受困人员进行定位，可以有效的减少人员伤亡，据国家统计局能源统计司统计资料显示，应用人员定位技术后，事故搜寻时间缩短了70%，成功救助率高达89.12%。 2.3.4三维地理信息系统 煤矿在开采过程中，涉及到地质勘探、井道挖掘等工作，其中包含很多地理空间数据。煤层、顶底板、围岩、地质构造等基础信息对于煤矿安全生产非常重要，因此，将这些生产信息通过三维地理信息系统形式表达出来，能够更加直观地帮助煤矿安全生产。 3结论 煤炭是我国的主要能源，因此，必须高效可持续的对煤矿进行开采。但是，我国在煤矿自动化与信息化方面与国外发达国家仍有不小的差距，这便要求我们要致力于研究先进的开采和控制技术，在实践中不断发展矿井自动化水平，不断提高和深化我国煤矿开采水平。 参考文献： 1齐浩，李佳新.浅