智能矿山的煤矿自动化技术创新

智能矿山的煤矿自动化技术创新

张彦彪

高新招商投资发展有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市017010

摘要：随着我国科学技术的不断发展，煤炭资源的开采技术已经相当成熟，因此，对我国的煤炭赋存形式多样化展开了相关的针对性研究，并总结出了适合我国煤矿智能化发展现状及突破方向的智能化煤矿总体构架，同时通过超大采高综采智能化成套装备的成功研发制造，帮助我国在煤矿智能化水平方面达到领先地位。

关键词：智能矿山；自动化技术；措施

引言

随着科技的进步，人们对环境保护的要求不断提高，煤炭产业面临着新的发展机遇和挑战。煤矿矿山作为煤生产的重要组成部分，其自动化建设与优化已成为煤炭产业发展的重要方向。

1煤矿矿山自动化的基本要素

煤矿矿山自动化的基本要素包括设备自动化、工艺自动化、信息自动化和管理自动化。（1）设备自动化是指利用现代控制技术对煤矿设备进行自动化改造，如采用采煤机、运输设备、通风设备等。通过自动化控制，可实现设备的自动停启、自动调速和自动维护等功能。（2）工艺自动化指通过改变煤矿生产流程和方式实现生产过程的自动化控制，如自动化控制采煤工艺、矸石处理工艺和煤炭洗选工艺等。通过工艺自动化，可实现生产流程精细化、自动化和智能化。（3）信息自动化是指利用信息技术手段预处理和分析采集的各种信息和数据，将有效信息传递给管理系统，并向决策者提供科学决策依据。如传感器网络、互联网技术、云计算、大数据等。（4）管理自动化是指利用现代管理技术和信息技术对煤矿矿山进行全过程管理和优化，从而实现煤矿矿山运营一体化、智能化、高效化和可持续性，其包括生产计划、生产过程控制、数据采集和分析、生产管理等方面。例如；内蒙自治区某煤矿在推动矿山自动化的过程中，通过引进先进设备并进行自动化改造，取得了显著的成果。在设备自动化方面，他们采用了先进的采煤机、运输设备和通风设备，通过自动化控制实现了设备的自动停启、自动调速和自动维护等功能。这不仅提高了生产效率，还降低了事故风险。除设备自动化外，该煤矿还注重工艺自动化的推进。他们通过改变煤矿生产流程和方式，实现了生产过程的自动化控制。采煤工艺、矸石处理工艺和煤炭洗选工艺等都得到了自动化控制，使得生产流程更加精细化、自动化和智能化。这不仅提高了产品质量，还降低了能耗和环境污染。

2智能矿山自动化建设优化措施

2.1应用信息化技术

（1）智能控制系统。智能控制系统是煤矿矿山自动化的核心，其作用是通过信息化技术实现整个煤矿矿山的集成化控制。智能控制系统不仅可以实时监控和调度整个生产过程，还可以实现自适应控制和优化调度，从而尽量提高生产效率。（2）远程监控系统。煤矿矿山往往存在距离遥远和作业环境恶劣等问题，使人工监控和管理难以实现，远程监控系统通过网络技术实现远程监测、远程控制和数据传输，可实现对煤矿矿山整个生产过程的实时监测和管理。（3）智能诊断系统。智能诊断系统利用信息化技术和数据挖掘技术监测和预测煤矿矿山设备的故障和可能发生的故障，从而实现事先预防和及时处理，保证设备运行的稳定性和安全性。智能诊断系统不仅能减少故障的发生，还能降低煤矿矿山设备的维修成本，提高生产效率和质量。

2.2应用机器人技术

机器人技术是煤矿矿山自动化的另一个重要部分，其可以部分或完全取代人工作业，减少人力投入，降低安全风险。（1）巡检机器人。煤矿矿山中存在很多高风险、高难度的巡检工作，如下井巡检和隧道探测等，这些工作不仅具有危险性，而且耗时又烦琐。巡检机器人通过搭载传感器和摄像头等设备，可实现对煤矿矿山的实时巡检和监测，避免人工巡检的种种不利因素，同时，机器人还具有无人值守、精准度高和范围广等优势。（2）采煤机器人。传统的煤矿矿山采掘方式存在很多缺点，如浪费资源、危险性大、环境污染大等。可通过自主化控制采煤机器人和多机器人协作提高采煤效率和质量，减少环境污染和危险性，为煤矿矿山的正常生产提供保障。（3）智能装备机器人。煤矿矿山中存在很多高难度、高风险的设备维护和保养工作，如设备清洗、设备维修等，这些工作一直是煤矿矿山作业的难点。智能装备机器人可通过远程控制和自主诊断等方式实现设备的维护和保养，减少人员作业，避免因人员不到位而引起的不利后果。因此，机器人技术在煤矿矿山中的应用可减轻人工作业难度，降低安全风险和环境污染，提高煤矿矿产的采煤效率和质量。

2.3应用传感器技术

传感器技术是煤矿矿山自动化和智能化的重要组成部分，可实现对矿山环境和设备设施的实时监测和控制。（1）危险气体传感器。煤矿矿山中存在很多危险气体，这些气体一旦超标，将对煤矿矿山的生产造成严重影响，并且对人员的生命安全产生巨大威胁。危险气体传感器可实时检测和监测煤矿矿山中的气体浓度，避免发生安全事故，并实现规范化管理。（2）温度和湿度传感器。温度和湿度是影响煤矿矿山运行和生产的一个重要因素，许多煤矿矿山中的设施设备在高温潮湿环境下易发生损坏，从而影响生产效率和质量。温度和湿度传感器可通过实时监测空气温度和湿度实现对矿山环境的控制和调节，充分保证设备和设施的正常运转。（3）振动传感器。煤矿矿山中存在很多高风险的设施设备，如电梯、提升机、输送机等，其运转状态关系着煤矿矿山的安全。振动传感器主要用于监测上述设施设备的状态，实时报警并采取相应的保护措施，减少设备故障和安全事故的发生，提高煤矿矿山的安全性和稳定性。

3煤矿自动化发展趋势

3.1现场信息自动化控制

过程控制系统中的远程控制一般需要得到高度集成本地信息的支持。过程控制的运行基础主要靠工业以太网和现场总线技术以及智能仪表提供保障。具体方案主要在创建本地及远程和移动固定方式相结合的3D数字化信息配合各种自动化工具来实现机械控制以及网络数据的生产自动化技术，从而保障矿山的安全运营以及经济效益。利用传感器采集到的现场信息数据，为现场的控制设备实现系统控制作用，并依托信息网络数据支撑各种现场的控制职能。系统将采集到的信息传输到地面集中控制中心进行汇总，并由监控软件和监控中心实现自动化子系统的现场管理作用。

3.2煤矿远程集控中心

在远程采煤过程中，高速数据传输网络和高效的自动控制网络是重要的执行基础。许多公司为了加强对矿井设备运行状态的实时监控，都在不同程度上安装实施了远程监控和在线监控系统。同时，设备的技术人员会根据设备的常见故障类型和系统特点对矿山的相应岗位职工进行指导培训。在生产控制系统的支持下完成监控设备和生产计划的布置，并科学合理地分析各项生产数据。另外，要加强动态过程图像与实时数据的融合效率，有效反馈作业现场各设备及岗位的工作情况，对现场的工作进度实现全时管控，在安全生产的前提下，确保机械设备得到自由运作。

结语

煤矿矿山自动化建设与优化是煤炭产业向现代化转型升级的重要步骤，分析了煤矿矿山自动化建设存在的问题与挑战，并从应用信息化技术、应用机器人技术、应用传感器技术等方面详细探讨了煤矿矿山的自动化建设与优化方案，旨在为煤炭产业的发展提供新思路和新方法，使煤矿矿山自动化更高效、安全。

参考文献

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[3]陈拓其.该煤矿智能矿山自动化开采技术与应用[J].能源与环保,2018,44(1):268-272.