煤矿信息化自动化新技术与发展研究

煤矿信息化自动化新技术与发展研究

刘坤1

陕西华彬雅店煤业有限公司 陕西 咸阳 713500

摘要：近年来，我国的煤矿行业有了很大进展，煤矿开采越来越多。煤矿是十分重要的能源，同时也是我国发展与建设中不可缺少的主要能源之一。随着我国整体不断发展，经济水平的不断提高，我国对于煤炭资源需求量也在不断提高。我国相关的煤炭企业想要进一步发展需要不断改善自身的建设，当前阶段国家相关部门对于煤矿的生产也比较重视。煤炭作为不可再生资源，在近几年的发展中，其开采的总量呈现出下降的趋势，再加之煤炭的生产对于我国的生态环境会带来极大的影响，所以面对这些问题需要加强技术的创新。本文就煤矿信息化自动化新技术与发展进行研究，以供参考。

关键词：煤矿信息化；自动化新技术；发展研究

引言

煤矿智能化是我国未来煤炭行业转型的核心技术支撑，是新形势下煤炭行业发展的必由之路。但就煤矿智能化或智慧化的概念、目标、任务以及关键技术还未能达成一致认同。煤矿智能化是系统的工程，包含硬件的建设和软件的建设，还融入物联网、大数据、数据挖掘、人工智能等一系列先进技术，使设备具有自主感知、数据驱动、自主决策等一系列能力。因此，煤矿智能化建设需要示范带动和政策引导、坚持模式创新和技术攻关结合的措施。本文以屯宝煤矿示范工程为背景，深入探讨煤矿智能化建设中智能信息化和智能安全化的内涵，构建智能信息化和智能安全的泛在联接，为煤矿智能化条件下的煤矿生产智能安全体系探索可行技术路径。

1煤矿智能化发展现状

“富煤、缺油、少气”的能源资源赋存禀赋确立了煤炭在我国能源消费结构中的主要地位。近来对煤炭的讨论，显得更加务实，需要坚守底线、保障供给。我国对化石能源的需求仍保持较高速增长，煤炭虽在能源消费结构中占比逐年减少，但其能源地位与保供作用仍难以转变。地下煤炭开采受多种隐蔽因素耦合影响，往往出现冒顶片帮、瓦斯爆炸、冲击地压、水害、粉尘等灾害威胁，安全高效开采难度大；同时随着易采煤炭资源逐渐枯竭，我国众多产煤矿区逐渐向深部要煤炭资源，随着开采深度增加，顶板冒落、瓦斯突出、冲击地压等矿井耦合致灾机制变得更为复杂，防治愈加困难；煤矿从业人员结构复杂，职工综合素质和管理水平不齐，这种模式很难适应安全高效生产要求。随着5G、AI、互联网等信息化技术的迅猛发展，传统的煤炭工业机遇与挑战并存。

2煤矿信息化自动化新技术的应用

2.1生产自动化信息化系统

目前，我国煤矿行业的长期发展以及信息技术的不断更新，已经取得较好的发展效果。在生产自动化信息系统中，生产自动化信息系统可以实现自动操作，通过集控自动和集控检修等多种功能结合，可以实现煤炭加工与生产。（1）在井下主运输皮带、采区皮带以及顺槽皮带整体实现在地面集控中心一键起停、各类闭锁传感器数据实时传输至地面集控中心，实时监控井下各大小皮带的电机、变速器、开关及各类保护的数据，减少井下各皮带头值班人员及巡检人员，可帮助煤矿实现减人提效的目的，更还能降低生产所使用的成本，确保相关工作人员生命安全的同时，提高生产的整体效率。（2）目前自动化在采煤工作面应用更为广泛，利用工业环网，在工作面支架中安装高清摄像头、红外感应器等传感器以及3D动画仿真软件，实时模拟工作面各电气设备的位置及动作情况，可实现自动拉架、推溜，工作面摄像头自动跟机等功能，且工作面各类设备的数据皆可实时传输至控制台，实现远程监控，工作面条件稍好的情况下，即可实现减人至2到4人即可完成一个工作面的工作任务，在新技术的不断应用与实践即可实现采煤工作面只需1人巡视或者真正实现无人综采工作面。

2.2人员精准定位系统

信息化系统具备监督和轨迹查询功能，煤矿企业在生产的过程中可以使用矿用KT199型设备，实时了解相关作业人员的分布情况以及井下施工人员数量。依托轨迹查询功能可以反映井下作业人员的实时动态，当出现意外状况时，相关的管理人员能够及时采取科学合理的策略进行整改，最大程度地降低企业的生产成本。煤矿企业还可以利用读卡分站、无线收发器与标识卡之间的无线通信，对相关施工人员进行准确定位，能够为煤矿企业生产指挥和应急救援提供有效的基础资料，如井下人员个人资料、巷道人员分布、人员验卡考勤、区域禁入控制等。煤矿企业要结合矿井的实际情况，综合考量矿井内外部的地形地势、自然因素以及工作人员的数量，全方位地做好准备工作。在条件恶劣的矿业环境中，要对读卡器进行安装和准确定位，以有效记录工作人员的具体行踪，这有利于保障工作人员的人身安全，推动煤矿企业发展。

2.3安全监控数字化系统

目前矿井已有建设较为成熟的综合管控一体化平台，可将人员定位、安全监测监控、应急广播、矿压、水文监测、变电所电力监控、井下供水、供液、排水、工业视频、主运、辅运等系统统一传输协议，统一存储分析、在井下部分区域出现异常状况时可实现各个系统应急联动，一方面可为井下安全生产提供有力保障，还可为地面管理层决策提供有力数据支撑。

3煤矿信息化自动化技术的发展趋势

3.1综合智能管理平台的智能信息化

（1）通过工业互联网搭建了地面和井下的万兆级骨干数据网，为屯宝煤矿智能信息化奠定了基础，提供信息共享互通技术的可能性。（2）通过万兆交换机实现了煤矿智能信息化的底层-物联成网。屯宝煤矿一体化综合智能管理平台现阶段搭建了6个独立的物联网，包括井下3个变电所的所有设备的物联系统、排水泵房的物联系统、人员定位的物联系统和地面通风机、压风机、制氮机的物联系统。煤矿智能信息化已经初步形成。（3）通过矿用防爆摄像头和应急语音设备构建了视觉识别和语音交互层，煤矿智能信息化达到了中级阶段。（4）通过pSpace+数据库的运用，建设地面数据中心，地面集控中心。数据集中采集、集中分析，研发适用于矿端的深度融合控制程序，煤矿智能信息化达到了深度学习层。同时也为智能OS层提供了数据支撑。

3.2机电设备的信息化监控

不少机电事故都是因为安全隐患未能及时发现而造成，可以借助传感器在线监测技术和视频监控技术等进行井下设备与线路情况的实时观测，在发现危险或突发情况时能够根据具体情况手动或自动开启应急模式，降低机电运输事故的发生概率。在煤矿线路出现短路情况时，信息化监控系统可以快速控制停电范围，保证机电设备的使用安全，避免短路情况影响更多的线路和设备。煤矿机电信息化监控系统可以分为地上和井下两个部分，针对煤矿生产中的机电设备进行监控，将监测到的信息发送到多屏幕墙进行展示，能够帮助管理人员实时掌握井下几点设备的运行状况，在出现突发事件时能够及时准确地进行应对，避免机电运输事故的产生。

3.3平台应用效果

目前，煤矿企业物资管理信息化平台已在贵州某煤矿集团公司及下属煤矿企业投入应用，经过一年多的使用，平台运行稳定可靠，可为集团公司减少因设备重复采购造成的资源浪费，实现了资金流和物流的闭环控制，采购流程自动化，减少了库存物资积压，避免了物资多次重复采购的现象，消除了集团部门或下属煤矿企业之间衔接不到位等问题。总体而言，平台在集团公司及下属煤矿企业应用效果良好。

结语

综上所述，我国煤矿行业的发展关乎我国的整体发展，在当前时代的发展下应该重视煤矿行业中自动化和信息化技术的运用，同时还要结合实际情况做好适度的调整，这样有利于将自动化和信息化作用发挥至极致，以此推动煤矿行业的整体发展。相关的科学研究人员应该进一步加强对于自动化和信息化技术的研究，将更多的先进成果投入到煤矿行业中，以此带动我国的整体发展。

参考文献

［1］王翀,魏立科,张冬阳,等.煤矿智能化建设目标和总体框架的研究与设计［J］.中国煤炭,2020,46(4):26-31.

［2］尚雅琪,王向前.中国煤矿智能化知识图谱可视化分析［J］.矿业研究与开发,2021,41(8):192-198.

［3］王国法,刘峰,庞义辉,等.煤矿智能化———煤炭工业高质量发展的核心技术支撑［J］.煤炭学报,2019,44(2):349-357.