电气自动化在智能智慧矿山的应用

电气自动化在智能智慧矿山的应用

张以华

山东黄金矿业（沂南）有限公司 山东 临沂 276300

摘 要：如今，随着社会经济的不断发展，工业化进程也随之加快。根据矿山特殊的生产环境和条件，为了提高开采效果和效率，一些煤矿企业开始采用电气自动化生产设备、控制设备，从而实现自动化、科学化开采模式，并在矿山中建立智能化系统，为煤矿企业带来更多的经济效益和社会效益。分析了电气自动化技术在智能矿山中的应用。

关键词：电气自动化；智能智慧矿山；应用

一、电气自动化技术的优势

1.在新形势下，电气自动化技术的发展已成为推动社会进步和提高企业生产力的核心动力的重要标志，大大提高了生产效率和生产质量，实现了资源的优化利用。在传统矿山生产的过程中，它需要大量的时间和劳动力，生产成本较高，生产效率低，但随着电气自动化技术的发展，越来越多的先进技术和设备在使用，带来了连续采矿的选矿过程，减少了越来越多的人工干预，同时提高了生产效率和质量，有效降低了人工成本。

2.提高矿山安全生产水平，全国每年各类安全事故频繁发生，矿山行业作为传统的高风险行业，安全生产一直是矿山企业各项工作的重中之重。采矿是一个采矿老东兴的行业，传统的地下采矿在地下作业中通过大量的人力、危险性、不确定性，但随着电气自动化在采矿行业的广泛应用，越来越多的机械化操作取代了人力，矿山企业的自动化程度已经能够做到它的地下开采，既提高了生产效率，又降低了安全事故的风险，大大提高了作业的安全性。

二、智慧矿山的发展现状

1.缺乏合理的规划设计。在智能矿山的建设过程中，由于缺乏合理的规划设计，在建设过程中缺乏严格的标准，一些厂商利用这一缺陷，进行无序竞争，抑制了智能矿山的健康发展。

2.缺乏专业互动。智能矿山的关键在于矿山信息化。在建设过程中，缺乏与各学科的交叉分析，缺乏专业知识来解决面临的问题。面对相同的智能矿山建设，缺乏统一的建设平台来解决建设过程中遇到的问题。

3.“信息岛”现象我国智能矿山建设取得了初步进展。随着网络的发展，大量的信息得到了整合，但却没有得到有效的共享。各系统信息融合的发展存在一定的问题。在建设过程中，信息建设缺乏共享意识，导致了“信息岛”现象的产生。

三、电气自动化在智慧矿山中的应用

1.电气自动化技术被运用于通风系统中

矿山位于一个非常特殊的地理位置,周边环境相对恶劣,一般通风系统不能发挥很好的作用,所以它可以采用分层,离散的电气自动化技术,以充分发挥通风系统的作用,减少安全事故的发生和缺点。介绍的通风自动化系统包括光纤传输、环形网络、多机组合、备用Internet技术等。借助组态软件和编程软件对矿井通风自动化系统的主站和子站进行控制，通过完全自动化的编程控制，从而促进矿井通风系统更加顺利的运行。电气自动化技术与矿井通风系统相结合，提高了自动控制的效果，并具有数据显示、故障记忆、自动报警等功能，因此非常安全、方便、可靠。

2.电气自动化技术被运用于排水系统中

将电气自动化技术与矿井排水系统相结合，从而产生一种新型的矿井排水综合自动化系统，使矿井排水更加顺畅、安全。一般来说，它的原理和功能如下:首先，自动化技术可以使水泵全自动运行、开启、停止，同时会计算输入，从而科学地分配各机械设备的工作量，最终提高和增强排水效果，发挥节能的作用。其次，自动化提供了保护，为设备故障提供了备份，降低了风险发生的概率。第三，自动化技术可以远程控制，将泵房参数和运行情况及时传送，中心根据传送的数据和信息发出指令，从而达到远程控制的作用。第四，矿井作业容易发生突发事件，自动排水控制系统采用多种不同的方式，分别为人工控制、井下遥控控制、井下自动控制和较好的批核。第五，为了全面提高智能水平，系统软件包中有大量参数，同时嵌入了一些控制策略和决策。还有一些矿山，通过使用PLC自动设备监测水位，自动控制水泵的开、关，根据矿山储水情况合理控制水泵。

3.电气自动化技术被运用于供电系统中

供电系统是矿山的重要组成部分，关系到矿山的整体运行。为了实现智能矿井的建设，可以在供电系统中采用电气自动化技术，从而实现对供电设备的自动识别和自动输送功能。矿井自动供电系统一般包括综合保护设备、监测分站、传输通道和地面操作系统。具体情况如下：

（1）综合保护设备由遥测、远程通信、远程控制、远程脉冲等部分组成，不仅可以监测电路信号和电源，还可以远程控制通断阀和定值，或进行远程通信。它的作用是保护矿井高压配电设备和供电线路。

（2）监控分站属于全新的嵌入式控制体系，其可以采集诸多信号，并且进行远程通信。在进行供电的过程中，其将操作运行的数据和信息集合在一起，再进行科学合理的转化，从而使其成为运行统一的参数。借助相应的网络，将监控获得的相应参数传递至地面操控中心，实施操控中心反馈的命令。同时随时进行报警，发出断电的信息，从而使得地面控制中心和综合保护设备之间实现信息的共享。

（3）传输通道则需要借助互联网、光纤来连接各个中心站、操作中心，实现信息的共享。其主要具有如下功能：可以体现出供电系统运行过程中的实际情况，避免受到干扰和影响，提高稳定性与安全性。此外，还增加了预警、统计等功能，从而能更好地分析故障。

（4）地面操作系统，这是一个大型服务中心，其功能是开展数据监控，展示数据，记录和处理、计算数据等。

4.电气自动化技术被运用于采煤设备中

在矿井中，采煤设备属于最重要的一部分。将电气自动化技术和采煤设备结合在一起，不仅能提高煤矿的生产效率，同时节约了时间及成本，保护了工作人员的安全。如今普遍采用大功率的滚筒类采煤设备，提升了煤层挖掘厚度及牵引力度、深度等。其截割电机功率从原本的60kW增加到了1000kW。

此外，总装机功率由过去的60kW增加至2500kW。过去的单电机也被淘汰，并逐渐开始使用多电机，从竖向朝着横向发展。在牵引方面，由过去的机械牵引发展到液压无级调速、直流调速与交流变频调速，操作越来越自动化。最后，其中的液压支架电液控制系统更是非常先进，可达到环保、节能的目标，全面提升煤矿采集的效率。

一般情况下，采煤会遵循如下顺序：先采厚煤层，再采中煤层，最后采最薄的煤层。因为采集的难度非常大，同时薄煤层里的产量占据了煤矿开采总量的1/2以上，所以必须解决薄煤层开采难的问题。通过采用电气自动化技术，采煤机能按照煤层的实际情况进行自动开采。其中的自动控制采煤设备，也能实现远程监控，减少工作人员的工作量，达到智能化、人性化和稳定化的目标。

四、结束语

矿山开采作为传统的需要投入大量劳动力的行业，随着社会的发展和技术的进步，更应该充分理解电气自动化技术和装备在生产和安全等各方面发挥的重要性。要充分利用技术上的便利来解放人力，以智能化建设为依托，充分发挥技术优势，集中打造技术平台，提高生产效率，推动技术经济指标进步，有效避免各类安全事故的发生，促使矿山企业走上高效、安全、绿色、现代化的可持续发展道路。

参考文献

[1]高阳,桓龙.浅谈电气自动化在矿业方面的应用[J].现代工业经济和信息化,2016,08:56-57.

[2]张荣涛.浅谈电气自动化的应用和发展趋势[J].科技创新与应用,2016,13:104.

[3]谭登超.浅谈电气自动化在矿业方面的应用[J].山东工业技术,2014,17:88.

[4]谭铮.基于智能网络的矿山电气工程自动化设备采集方式研究[J].世界有色金属，2020（24）：20-21.

[5]张健.计算机与人工智能技术在矿山电气自动化控制中的应用[J].当代化工研究，2020（23）：77-78.