煤礦信息化和自動化的新技術和發(fā)展

引言：目前，信息技術和自動化技術已經(jīng)呈現(xiàn)出智能和靈活性的特征。我國作為全球GDP第二大的經(jīng)濟體，人口眾多、資源豐富一直是我國主要的特點表現(xiàn)。我國煤炭資源十分豐富，并且，煤礦這一資源在我國總體能源結構中占據(jù)重要的一席之地，這樣重要的地位使得我國的煤礦行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著我國科技的發(fā)展，我國開始在煤炭資源的生產(chǎn)開發(fā)過程中越來越多運用到了信息化、自動化等先進的科學技術。在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中，這些技術的應用大大提高了我國煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)的高效性和安全性，同時積極推進了我國煤礦自動化和通信技術的功能特點與關鍵技術的發(fā)展。
　　一、煤礦信息化和自動化的發(fā)展現(xiàn)狀
　?。ㄒ唬┑V山機械信息化和自動化
　　隨著計算機技術和傳感器技術的不斷發(fā)展和進步，計算機在國外用于控制采礦設備，并允許聯(lián)合控制采煤機，掘進機，局部運輸和刀具的聯(lián)合控制，實現(xiàn)煤礦作業(yè)的全面信息化和自動化。采煤機經(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，并逐漸過渡到大容量，總裝機功率可達1500千瓦，并采用多電機牽引。大容量、重重量、高強度和長使用壽命是工作面發(fā)展的方向。液壓支架可實現(xiàn)高流量，高壓流量液體，繼電器由大型PLC控制，具有自動信息和控制功能，可診斷和處理錯誤，檢查工作狀況。
　?。ǘ┟旱V資源生產(chǎn)開發(fā)過程中運輸?shù)男畔⒒c自動化
　　當前隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的煤礦運輸方式已逐漸不能適應時代的發(fā)展。信息化時代，在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中自動運輸功能以及自動識別功能發(fā)揮了極其重要的作用，以上兩項功能對于煤礦資源的生產(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。僅從煤礦資源的構建層面進行分析，那么運輸自動化目標的實現(xiàn)主要包括單片機以及PLC聯(lián)動傳輸物理兩個方面，在自動化運輸?shù)倪^程中，需要對設備重量進行檢查，然后再規(guī)劃設備的運動時間以及運動頻次，這樣的運輸模式無疑會降低人力資源方面的成本，同時還會減少運輸成本。另一方面能真正做到在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中煤礦運輸成本的節(jié)約，并與控制系統(tǒng)結構的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。鐵路運輸電機完全數(shù)字化受控，新的動力設備如IGBT、FFR、GTO等。由PLC或計算機控制的"新組"系統(tǒng)已經(jīng)成功開發(fā)出來。
　　（三）煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中安全保障的信息化與自動化
　　煤礦的開采工作危險性很高，近年來，我國的煤礦開采事故的新聞報道屢見不鮮。經(jīng)過筆者調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)影響煤礦開采過程安全的因素很多。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)過程中人為操作的不當。因此，筆者建議在煤礦開采的安全保障體系中可以構建自動化的體系，充分利用報警設備和自動化檢測設備。這樣既能幫助我國煤礦企業(yè)能夠及時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)避可能存在的風險，真正防止在煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中安全事故的產(chǎn)生，完成安全保障自動化的真正實現(xiàn)。
　　二、煤礦信息化和自動化的新技術發(fā)展趨勢
　　煤礦信息化和自動化新技術是當今煤礦企業(yè)的主要發(fā)展方向，但在實際發(fā)展過程中，大多數(shù)煤礦企業(yè)的自動化水平普遍較低，在整個發(fā)展過程中仍然存在一些問題。鑒于當前煤礦企業(yè)信息和自動化技術的發(fā)展，這需要從以下幾個方面進行分析：
　?。ㄒ唬┘訌姾屯茝V煤礦自動化產(chǎn)品
　　目前我國煤礦自動化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢相對較好，為了加強和促進煤礦自動化產(chǎn)品的開發(fā)，還需要進一步擴大其主要開發(fā)和應用范圍。要在實際開發(fā)過程中盡可能保證煤低自動化產(chǎn)品的質(zhì)量，并在此基礎上擴大自動化產(chǎn)品的性能，以達到系列化，標準化的性能要求。在此基礎上，還有必要投入相應的技術力量，確保通信模塊本身的良好性能，從而提高其開放性，真正有效地實現(xiàn)其煤礦自動化產(chǎn)品與網(wǎng)絡的有效對接。
　　（二）現(xiàn)場信息信息化和自動控制
　　過程控制系統(tǒng)的遠程控制和中央控制需要高度集成的現(xiàn)場信息。綜合儀表技術，現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術的快速發(fā)展為過程控制系統(tǒng)的高度集成現(xiàn)場信息奠定了基礎，整體思路是實現(xiàn)基于信息創(chuàng)建本地，遠程，移動三維數(shù)字信息管理系統(tǒng)，現(xiàn)場設備系統(tǒng)控制由收集現(xiàn)場信息的傳感器實現(xiàn)，地形設備由驅(qū)動器根據(jù)主控制器的指令進行操作。然后，各種現(xiàn)場控制系統(tǒng)鏈接到使用多種協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，并且獲得的系統(tǒng)信息被發(fā)送到現(xiàn)場的集中式集中監(jiān)控中心。通過監(jiān)控軟件（HMI / SCA-DA）和中央監(jiān)控服務器，集中控制和管理礦山中的許多信息和自動化子系統(tǒng)。
　　（三）煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)過程中管理及運行的信息化與自動化
　　整個礦山過程的信息化和自動化控制是基于礦山的集中監(jiān)控中心。當前，煤礦資源生產(chǎn)開發(fā)行業(yè)通常會采用遠程的設備及遠程技術來操縱煤礦礦區(qū)的設備；運用集線器等設備，對設備運行過程中的各類信息及數(shù)據(jù)即時檢測，同時做好有效匯總，將數(shù)據(jù)全面整合，最終傳輸至終端計算機上；這樣即可掌握設備的運行情況，同時還能確保數(shù)據(jù)信息的準確性。這樣的運行模式對于煤礦資源的開發(fā)以及生產(chǎn)極其有利，并且也可逐步實現(xiàn)煤炭資源生產(chǎn)的多維度管理，真正實現(xiàn)管理的集成化。通過以上舉措，提高煤礦生產(chǎn)運行、管理的科學性。
　?。ㄋ模┟旱V遠程集中控制中心
　　煤礦遠程集中控制中心通過快速的通信傳輸網(wǎng)絡和高效的自動控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)了對許多企業(yè)整個生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控和遠程操作。借助中央集中控制軟件，監(jiān)控礦井中每臺設備的運行狀態(tài)，并調(diào)整各種遠程診斷和相關參數(shù)調(diào)整。根據(jù)設備類型或系統(tǒng)故障，向礦山人員發(fā)送設備維修和維護說明，以便他們能夠到達現(xiàn)場并首先處理故障。具有制造實施系統(tǒng)，生產(chǎn)計劃安排，分析設備監(jiān)控和各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
　　四、結束語
　　我國煤礦信息化和自動化的發(fā)展仍然遠遠落后于世界先進國家的水平，還有許多問題需要研究和解決，需要在實踐中不斷發(fā)展和完善。筆者認為，要真正促進煤礦自動化的發(fā)展，必須加強和促進煤礦自動化產(chǎn)品的開發(fā)，建立和完善煤礦自動化的發(fā)展機制，掌握煤礦自動化的發(fā)展趨勢，從而真正有效地提高煤礦企業(yè)自動化的發(fā)展水平。未來，煤礦信息化和自動化將向現(xiàn)場信息信息化和自動化控制、煤礦遠程集中控制中心和煤礦全過程信息化和自動化集中控制發(fā)展。