智能化技术对煤矿机电运输的影响

智能化技术对煤矿机电运输的影响

王宇

天地（常州）自动化股份有限公司 江苏省 常州市 213125

摘要：在煤矿井下生产过程中，需要不断地运输设备、人员及材料。矿井运输系统是煤矿井下对于生产而言最为关键的系统。运输物体的性质不同，所采用的设备也不同。煤矿重要的运输设备有矿井提升机、电机车、皮带输送机等。在以往的生产中，由于各种原因，运输过程中经常会发生各种安全事故，严重影响了煤矿生产的效率和安全性。随着人工智能时代的到来，煤矿开始进行智能化建设，煤矿机电运输设备也正在经历智能化改造。本文重点探讨了智能化技术对煤矿机电运输的影响，以期能够为相关人员提供参考。

关键词：煤矿开采；智能化技术；机电运输

1、煤矿机电运输系统及其发展现状

煤矿工作环境的特殊属性决定了煤矿是高危行业。从历年所发生的安全事故中不难看出，安全就是煤矿的“天”，每一起安全事故的发生，都会破坏矿井整体安全生产环境，打乱正常工作秩序，给干部、员工造成巨大的心理压力，给矿井带来不可挽回的损失。机电运输是矿井安全生产工作的重要组成部分，贯穿于生产的全过程，具有线路长、分布广、环节多、要害岗点多、机电设备多、管理难度大等特点，且机电运输事故在煤炭行业安全事故中占比较大，据资料统计占比高达47%。如何抓好机电运输管理，将是有效遏制煤矿事故的重要手段。煤矿机电专业性强，涉及的知识面广，必须定期组织“硬核”力量，按《煤矿安全规程》和《煤矿安全生产标准化》有关规定逐台设备、逐线、逐面开展地毯式排查，该停的坚决依法停下来，决不手软。而当前煤矿机电安全监察员在认识和素质上存有差距，业务能力不足以吃透弄懂规范、规定相关要求，或者对现场设备不熟悉，造成监察检查无法准确诊断，因此监管力度和深度就打了折扣。近几年，原煤产量在不断增加，生产任务始终放在第1位，机电设备安全则被摆在被动应付的位置，设备“连轴转”现象普遍，导致没有足够的检修保养时间。以综采设备为例，成套设备的产煤量已远远大于该设备的设计值，受前几年煤炭效益下滑影响，设备更新不及时，设备超期使用、老化问题在设备使用过程中埋下安全隐患，这在一定程度上增大了事故发生的概率。

2、智能化技术对煤矿机电运输的影响

2.1、对矿井提升机的影响

在利用竖井对煤矿井下进行开采时，矿井提升机发挥着十分重要的作用。矿井提升机一方面要负责将煤炭或矸石提升到地面，另一方面还要负责运输材料、设备以及人员。智能化矿井提升机控制系统主要由智能控制系统、集中管理系统以及视频监控系统组成。控制设备主要有可编程控制器、智能化数字监控器、整流逆变器以及钢丝绳监控系统等。集中管理系统主要负责对矿井提升或下放的状态进行实时管理；视频监控系统主要用来监控现场的实时情况。在系统运行时，通过主控PLC发出控制指令，对矿井提升机的运行状态进行准确的控制。通过对调速器实现精准的控制，可以保证提升机运行更加平稳，减弱对钢丝绳的冲击。与此同时，在系统运行过程中，还对提升机钢丝绳的运行状态进行了监测。一旦发现故障，则可以立即报警，从而阻止安全事故的发生。此外，一些矿井提升机中还应用了视频监控系统，可以实时对现场的情况进行监测。通过采用图像识别算法，可以对一些安全事故进行报警，从而保障提升系统运行的安全性。

2.2、对皮带输送机的影响

传送带是矿井运输的关键设备，智能化技术在其中的应用可以有效保障良好的传输效果。智能化技术与CST（Controllable Start Transmission，可控起动传输）软件的有效结合，使得煤矿机电运输设备可以处于高强度、连续性的运转条件下，智能化技术不仅发挥了其在设备监控中的作用，更使得设备运行时的故障概率大大降低，整体的运输效率得以提升。智能化技术与CST技术结合的同时，还需要有完善数字监控系统的辅助功能，通过这些技术和系统的有效结合，就可以对运输机电设备的工作全过程采集运输状态、设备参数等信息，作为运输机电设备调节和控制的依据。当前各个煤矿企业的传送带智能化发展水平相对有限，尚处于发展的初期阶段，部分矿井传送带常会受到矿井复杂、恶劣条件的严重限制，设备的可靠性难以保障。为克服这些限制性因素，在矿井传送带智能化发展的过程中，应加强智能化系统与传送带之间的联系，将先进的智能传感器等应用于矿井传送带中。

2.3、对电机车中的影响

在煤矿井下，电机车是重要的运输材料、设备以及人员的设备。随着时代的发展，煤矿电机车运输也实现了智能化。在实现智能化后，一方面可以对电机车进行高效的调度，另一方面可以对电机车运输状态进行实时监控。系统主要由各种传感器、信息传输设备以及显示设备组成。在电机车运行过程中，通过矿用手机就可以了解机车的位置以及等待时间。与此同时，还可以在矿用手机上实时查看电机车的运输调度情况。此外，管理员还可以在客户端上发布运输信息，系统能根据当前的任务情况自动做出最合理的运输计划，从而大幅度削减等待时间，提高整个运输的效率。在电机车上安装有实时定位系统，运行时系统可以根据需要自动对道岔进行控制。与此同时，电机车主控显示屏还可以显示相邻轨道的电机车情况。通过电机车内安装的视频监控系统，管理人员可以实时了解机车内的人员情况，在极大程度上杜绝人员超载情况的出现。在机车上还安装有速度控制系统，一旦出现超速情况，系统将自动接管电机车，使得电机车处于安全运行状态。全方位、实时和可视化的控制，使得井下机车处于高效、安全的运行状态。

3、煤矿机电运输的智能化发展前景

井下作业人员所面临的困难较多，如：通风异常、渗水系统故障、机器故障、能见度变低等等，面对一系列突发情况，需要采用正确的操作来保护自己的生命安全以及井下设备的安全。部分煤矿针对作业人员所进行的培训工作不到位，同时井下作业人员安全意识淡薄，对培训活动没有积极参与，对机电运输系统等问题不知如何处理。由此，特种机器人可以更好地适应特殊环境下的作业，让机器人来承担煤矿机电运输的主要任务。可以将机器人和自动化控制技术进行对接，将更多的机器人安装在生产一线和运输一线，通过人工智能来进行自动化控制，对其进行远程控制和一键化操作，通过对煤矿机电运输系统中的各项数据进行收集和处理，执行相对应的控制程序，从而及时调整操作，使得自动化控制系统可以形成良好的内循环。技术人员需要定期开展安全隐患检查、故障检查与排除活动，一方面可以进一步确保安全，另一方面可以提高煤炭生产运输作业活动的质量。机器人的导入可以将更多的人工解放出来用于其他的生产活动，有效降低生产成本。基于此，企业需要招募对机器人控制研发的相关技术人才，并对技术团队加强相应的培训工作，可以和高科技企业进行对口合作，共同开发相应的操作系统，为煤矿的运输系统的稳定提供更多的技术支持和保障。

一些企业不断探索新的自动化发展，建立并完善更加先进的运输信息系统，进一步完善运输信息系统，以自动化技术为基础开展运营活动，提高系统的稳定性、可靠性，寻找新的发展方向，对各种运输设备中的信息数据进行及时获取、分析和运用，建立更加完善的数据库。并基于此，形成全新的数据闭环，可以为信息系统的运行提供支持。企业可以建立专门的团队来负责运输信息系统的建设、运营和维护工作，结合现阶段企业所拥有的资源和设备来进行信息系统构建规划活动，融入自动化控制理念，加强机电运输安全设计和自动化控制设计，形成更加完整的评价系统。对信息系统的运行情况要进行及时监控，结合自动化系统的后台数据日志开展各项管理工作，既保证煤炭生产安全，又确保煤炭运输的高效。

结束语

总而言之，随着煤矿智能化的进行，煤矿运输也经历了智能化改造。在改造后，运输的效率更高、运输更安全以及运输成本更低。通过对智能化技术在矿井提升机、电机车以及皮带输送机中的应用可以发现，在应用智能化技术后，煤矿机电运输变得更加容易，但是这些均依赖于高效的信息技术，为此，需要加快煤矿信息化建设。

参考文献：

[1]崔若凡.智能化技术对煤矿机电运输系统优化提升的推动作用[J].能源与节能,2022(02):209-211.

[2]郑朝生.智能化技术对煤矿机电运输的影响[J].设备管理与维修,2021(24):125-126.

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