煤矿生产自动化信息化建设讨论与实践

煤矿生产自动化信息化建设讨论与实践

南晶晶,刘少华,黄松

陕西陕煤澄合矿业有限公司西卓煤矿 陕西省 渭南市 715300

摘要：在煤矿生产自动化信息化建设的进程中，先进技术的广泛应用和精准应用是至关重要的。因此，企业需要积极接触这些技术，并将其应用于生产领域，以推动企业业务流程的重构和组织结构的优化，实现从生产到管理的多重创新，从而为企业带来更大的经济效益，并确保高效生产和安全生产的要求得到充分落实。随着科技水平的提升以及社会经济的快速进步，煤矿行业也开始朝着数字化、智能化方向进行改革。鉴于此，本文主要分析煤矿生产自动化信息化建设讨论与实践。

关键词：煤矿生产；自动化；信息化

中图分类号：F426    文献标识码：A

1、引言

随着人民生活水平的不断提高和工业化水平的不断提升，我国对煤炭资源的需求量不断攀升，这为我国的煤矿企业提供了一个难得的发展机遇，只有不断提升生产效率和质量，才能确保企业在煤矿领域的竞争优势。因此，煤矿企业必须要加快现代化进程，积极采用新技术新工艺，以此来促进煤炭开采工作顺利进行，同时也为企业创造更大的经济效益。在信息化的背景下，企业之间的竞争已经演变成了资金和技术方面的竞争，只有掌握了更先进的技术，才能获得更高的生产效率和利润。因此，企业必须加强自身自动化技术的应用，不断提高自动化生产水平，并通过引进先进技术、加强人员培训和管理等措施，进一步提高煤矿自动化技术应用的有效性。

2、在煤矿生产中应用自动化信息化技术的优势

煤炭，作为能源燃料，为工业发展提供了不可或缺的支撑，同时也是我国当前经济增长的重要动力之一。因此，提高煤炭采掘的效率和安全性，将对国家未来的发展产生深远的影响。随着科技水平不断提高，现代化信息技术已经广泛应用于各行各业中，其中包括煤矿安全领域。自动化信息化技术的主要长处在于实现了煤炭资源的遥控自动开采，使得许多危险地区的勘探和开采不再需要人工干预，从而显著提高了煤矿开采的安全性。同时通过现代化的管理方法，可以使工作人员更好地掌握相关信息数据，并能根据这些信息做出合理决策，从而保证采煤作业的顺利进行。

无论是在工业生产中还是在冬季取暖过程中，人们都需要消耗大量的煤炭资源，因此煤矿的采煤量要求较高。随着开挖作业位置的不断深入，煤层的加深，开采难度和风险系数也在不断增加，这使得人工开采的效率难以得到保证。相比之下，采用自动化、信息化的采煤作业方式可以满足每日的煤炭需求，从而显著降低劳动者的劳动强度。

3、煤矿生产自动化信息化发展过程中存在的问题

3.1、煤矿自动化发展不平衡

我国煤矿自动化的发展严重失调。一是因为企业资金，经营规模以及经营理念等因素存在差异性，大型煤矿企业在自动化建设上明显好于中小型企业，而在自动化建设期间，因为没有统一标准和相关规范，大部分煤矿自动化设备都运行在单独的环境下，没有高效的信息交流平台和数据共享平台，这就进一步制约着自动化系统的信息能力，使得一些设备并不能真正意义上进行自动化管理，还需手工参与；二是自动化设备维护工作对专业技术人员和体力劳动者要求较高，这同样也制约着煤矿自动化发展；最后是大型煤矿企业已建成的煤矿自动化在机电智能化，一体化和自动化控制等技术上相对滞后，而数字集成技术，产品性能可靠性和计算机辅助设计技术等的滞后性都影响着自动化技术应用。

3.2、煤矿企业自动化建设投资比例失调

煤矿企业自动化建设的投资比例严重失衡，硬件投资占67%左右，软件投资仅占21%左右。已建成煤矿自动化的公司把投入的精力主要集中在大型服务器和其他基本硬件设备方面，忽略了信息数据的进一步挖掘，使数据库不能给生产带来可靠的数据基础。尽管云计算技术和物联网的发展对煤矿自动化发展有不同程度的推动作用，但是总体来说还缺少专业领域内的技术学习，要想达到局部自动化生产的目的，要想达到全面完整矿井自动化建设还需要很长一段时间。

4、煤矿生产自动化信息化建设与实践

4.1、全矿井综合管控平台

我国煤矿企业当前生产所采用的自动化监控系统，其监控对象以各种环境参数为主，系统功能相对简单，并且存在重复建设、信息孤立等问题，数据共享难度大。针对这一难题，可将自动化技术和信息技术优势性相结合，构建矿井综合管控平台。该管控平台可以把各类监控系统的反馈数据集中地传送给中控计算机，计算机在集成了各类数据之后，按照事先制定的编程程序远程智能调控矿井内环境，确保矿井内安全。在矿井综合管控平台的实际运用过程中，除可远程调控矿井环境之外，通过多种监控技术，可及时发现采掘现场潜在的隐患，并及时采取相关措施降低安全风险级别，把隐患扼杀于摇篮之中，确保生产安全。

4.2、生产调度和通讯综合信息平台

该综合信息平台集成了生产检测、工业电视系统、程控交换机、井下无线通讯系统以及井下人员定位系统等多个功能模块，旨在协助管理者快速掌握井下各种情况，确保生产调度控制合理、及时有效。

生产检测系统主机是生产检测及工业电视系统的组成部分，调度台正前方配备了一块大屏显示器，该显示器能够实时显示井下各个节点位置的监控分站和开停传感器，监控人员会定时反馈监控分站实时回传的视频信息和传感器检测信息是否存在异常情况，大屏显示器则能够直接显示实时生产情况，从而帮助管理人员更好地了解第一线生产进度。每个节点都配有相应的控制柜和操作箱，便于工作人员对现场进行有效管理和监督。工业电视智慧系统的构成包括多个监视器和摄像仪，它们的数量与矿井的大小息息相关。这些设备通过通讯光缆将信号传输回各个节点控制中心，节点控制中心控制仪器设备正常完成生产任务，而中控台则负责居中调度。在收集信息的同时，利用程控电话和无线通讯辅助监控节点处理一些棘手的问题，以确保各类信息能够快速传递到一线环境中。

4.3、人员定位系统

由于巷道结构的复杂性，从事作业的人员必须对自身所处位置有充分的了解，以确保在巷道内作业的顺利进行。由于巷道空间狭小，使得工作人员很难准确定位自己的位置，容易发生事故，造成不必要的经济损失。通过人员定位系统的应用，可以有效地解决巷道内人员位置难以准确掌握的问题，从而提高巷道作业的安全性和保障水平，同时对相关作业人员进行有效的督促和监督。人员定位系统主要包括定位基站、通信网络等部分，其核心为无线数据传输技术，具有较高的实用性和可靠性。由于人员定位系统采用多层架构模式，其工作原理相当复杂，因此需要软硬件之间的有效衔接和配合，以实现对巷道人员信息的收集、传输、处理和监测。该系统高度依赖于软件设计的优化程度以及硬件的质量和运行稳定性。人员定位技术是一种先进的信息技术，它具有精度高、实时性强等特点，广泛应用于煤矿井下生产领域中，尤其适用于矿井下的工作人员考勤管理、事故救援及应急处置等方面。

4.4、智慧煤矿建设

随着信息技术的迅猛发展，矿井生产信息化进程不断推进，传统的二维平面生产信息传递方式已被颠覆，建筑工程行业的BIM技术得以广泛应用于煤矿生产管理中，将全矿井综合自动化系统采集的数据信息、勘测中获取的地质信息以及矿井开挖作业中的工程信息整合在一起，直观地反映出来，从而实现了煤矿生产的三维可视化，为管理人员提供了更加直观的安全监测地点和监测结果，为安全生产管理、调度指挥、抢险救灾提供了有力的信息支持。

4.5、生产自动化控制系统

在煤矿生产自动化、信息化建设的过程中，为了实现设备的远程控制，可以将视频监视设备与远程控制系统集成在一起，利用光缆的反馈信号，让调控人员了解各个生产设备的运行情况，一旦出现问题，值守人员可以根据监控系统反馈的数据信息确定设备的运行情况和问题范围，及时组织人员对设备进行整修，以避免自动生产出现问题。

目前，自动化生产设备的连接方式主要采用矿用有线传感器或光缆，这种传输方式具有远距离传输和远程供电的优点，但随着煤炭采挖深度的增加，线缆的距离需要不断拉长，从而导致传感器电缆敷设和维护工作量较大的问题。另外由于矿井中瓦斯浓度比较高，所以传统的有线数据传输技术已经不能满足煤矿企业发展的需求。为了确保数据传输的同时降低线缆敷设和维护的成本，需要对设备进行不断的升级，例如采用矿用充电式无线甲烷传感器替代有线数据传输。

5、煤矿生产自动化信息化建设有效性的提高路径

5.1、对各种煤炭自动化技术进行优化

首先，对于煤矿开采工作环境的复杂性和危险性，企业可以进行自动定位技术的优化，从而为后续的现场监测等工作提供必要的基础条件。因此，对于煤矿企业而言，必须对自动定位系统进行优化，以实现对工作人员位置的高精度定位。传统的煤矿定位方式主要是基于不同区域进行定位，而为了进一步优化定位技术，可以采用时间定位和场强定位的方法。

其次，优化自动检测技术不仅可以提升施工团队的检测效率，同时也能更好地保障井下作业环境的安全性，因此企业有必要对该技术进行进一步的改进。再次，对于矿井下的工作人员来说，必须要具备良好的安全防护意识，在日常工作中要注意自身的身体健康，只有这样才能为施工人员提供一个健康舒适的工作环境。

最后，为了提高数据与信息的传输效率与精准度，企业需要对自动信息传输技术进行优化。然而，由于煤矿生产环境的复杂性，许多企业仍在采用有线传输方式进行信息传输，这使得数据传输容易受到环境的影响。因此，企业需要加强对信息传输技术的优化，引进无线传输方式。

5.2、加强人员培训，做好技术管理

为了确保自动化技术的先进性，同时避免在技术运用过程中出现各种问题，企业需要建立一支专业的技术人才应用与管理团队，以加强技术管理的有效性。企业应当加大对技术人员的技能培训力度，使其掌握相关技术方面的理论与实践知识，并将他们作为企业发展的重要力量。在进行人员培训时，企业应当特别关注技术管理人员的培训，并确保在招聘过程中，管理岗位的人员具备必要的专业技术知识和能力，以避免普通的管理型人才承担技术管理职责，从而在保证管理质量的同时为施工团队提供必要的技术指导。

5.3、加强对自动化技术方面的投资

无论是招募技术人才，还是引进尖端技术设备，都需要一定的经费支持。对于煤炭企业来说，其生产的安全性以及稳定性也与技术的投入息息相关。尽管当前煤矿生产行业的市场竞争日趋激烈，导致利润空间有所缩小，但唯有提供更为高端的技术，方能在效率上保持自身的竞争力，因此企业在生产经营过程中务必时刻关注技术方面的资金注入。

6、结束语

由于煤矿生产环境集中于地下，其易受多种自然灾害的威胁，存在多种风险因素，因此在生产过程中存在安全隐患。由于我国煤炭资源分布广泛，因此煤矿企业在实际开采过程中面临着诸多挑战。煤矿生产的多个环节紧密相连，一旦其中任何一个环节出现问题，都可能对整个煤炭生产过程产生深远的影响。因此，煤矿企业必须要重视对煤矿安全生产进行全面分析与管理，并制定相应的应对策略以提高煤矿生产效率，保障职工生命安全。为了加强对煤炭生产过程中的监控力度，降低井下人员数量，煤炭企业必须加强煤矿生产自动化信息化建设，实现对生产环节的远程智能控制，以降低深井作业所带来的安全风险，将风险要素和安全隐患控制在萌芽状态，从而实现安全生产。

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