前沿科学2023年7期

智能化技术对煤矿机电运输的影响

俞东

身份证号：370481198506221258

摘要：我国整体经济建设的快速发展带动我国各行业的不断进步，使我国提前进入现代化，科学技术发展迅猛阶段。在煤矿机电运输过程中，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。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。

关键词：智能化技术；煤矿机电运输

引言

高新技术的快速发展为我国各行业的不断进步带来新的发展机遇和发展空间，为我国基础建设奠定了契机。煤炭是国家的主要能源之一，而智能化技术是影响煤炭生产量多少的关键。在当前的形势与挑战下，煤矿机电运输的发展趋向于机电一体化、智能化。

1煤矿智能化概念

煤矿智能化是将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行。

2智能化建设面临问题分析

一是当前智能化技术适应性有待提高。煤层厚度稳定、倾角小、构造简单等客观条件比较好的煤矿，智能化建设比较成功，但现场仍然离不开人员监控、微调、干预。对于开采深度大、矿压高、断层多、构造复杂的矿井，智能化装备无法发挥应有效能，需要煤矿结合实际与厂商联合研发适合的智能化技术装备。二是部分关键核心技术仍需突破。如煤机精确定位和工作面自动找直、煤岩识别、高可靠智能传感器、支护自动化等关键技术还未攻克；掘进机无法实现自主定姿、定位的技术难题难以解决；煤矿机电运输地质信息三维建模和井下复杂地质条件超前探测等方面的技术有待突破。

3智能化技术对煤矿机电运输的影响

3.1系统自适应

当前，我国在智能化机电运输方面的技术，特别是在智能感知、自主决策等方面的技术相对落后，难以根据煤炭开采地区周边的地理环境，实现对装备的自适应调整。因此，想要实现智慧煤矿，就应高度重视智能感知技术、自主决策等方面的研发力度，提升机电运输设备的智能感知能力与自主适应能力。在具体的研究方面，应建立以自适应系统为核心的研究目标，通过自适应系统的开发与特殊控制工艺程序的融合，促使系统依靠传感器，达成对数据的实时监测，调整刮板输送机、巷道煤壁的位置。如此，若发生异常情况，系统就会发出警报，并及时变换位移量，解决自适应问题。同时，系统还能依据数据库对故障进行自我诊断，并将故障记录、诊断记录及时发送给工作人员。

3.2安全防控系统逐渐优化

目前，随着我国对煤炭生产安全问题的日益重视，安全检测已经是生产过程中一个不可避免的环节。然而，目前煤矿的安全监察工作仍然有很多缺陷，因此煤矿的安全问题依然不容忽视。要强化煤矿机电运输安全管理体系，并实行早发现、早处理的原则。在安全事故发生前，整治矿井的安全问题，以增强煤矿的安全性，同时，对煤矿机电运输设备进行实时监控与故障分析。首先，采矿企业要保证煤矿机电运输设备的正常使用，对各控制装置进行定期检查，并做好检修的各项工作。此外，还要加强对作业工人的培训，健全安全作业系统，以保证培训后操作人员的作业能力，降低作业中出现的安全隐患。详细记录日常工作情况，并为今后的检查和工作方案的编制工作打下基础，以保证工作的高效性。安全控制体系将人为失误降至最低，保证了设备的可靠性和煤矿的安全运行。

3.3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。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。

3.4智能化开采运输

从长期的工程实践中认识到，煤炭行业对机器替代人具有迫切需求。信息技术为实现机器替代人、井下少人乃至无人确立了基础条件，只有通过融合信息空间进行煤矿的建设、生产、管理组织，才能使煤炭行业契合安全、绿色、高效的发展目标。从改变生产空间关系的哲学思辨角度出发，运用本质安全管理理念，按照“让机器去做人做的事、让机器去做人类做不到的事”的工作思路，构建了HPC三元空间技术方法体系、生产模式、发展要素、价值链。地面远程采煤的成功实践，使矿工从井下危险的作业环境中解放出来、从高强度劳动中解放出来，提高了矿工的安全感、获得感、幸福感；显著改善了煤矿企业的社会形象，提高了煤炭工业的装备技术水平，以劳动生产效率提高（68%）促进了经济效益。智能化采煤生产运输系统以HPC三元空间关系为基础，构建了智能化生产和控制技术体系，建立了“五流一体”智能化管理模式，实现了工作面常态化无人（少人）作业；在人与煤之间建立了由地下到地面的安全空间，创建了随劳动对象运动的智能生产系统及装备，从根本上实现了对人与煤的空间关系的改变；采煤数据用于信息空间的试验和模拟，采煤过程虚与实交互融合，减少了生产过程对物理空间、自然空间的破坏效应。

3.5集控中心控制系统

集控中心控制系统是整个综采工作面协调机制的大脑，将多种技术（如控制、以太网、视频、通信等）应用于综采工作面，将支架电液控制系统、采煤机自动化控制系统、工作面运输控制系统、三机通信控制系统以及智能集成供液系统有机结合，实现对综采工作面设备的协调管理与集中控制，实现工作面采煤机、运输三机和液压支架等设备的联动控制和关联闭锁等功能，具有自动化系统故障自诊断功能（包括对采煤机、液压支架、运输三机、泵站、输送带控制的故障诊断）、故障类型显示、语音提示、管理等功能。

3.6传感器智能化

传感器是安全监控系统的基础，是系统数据的根本来源。应充分利用微处理器的优点和现代传感技术，研究性能高、可靠性强、监测参数多的传感器，传感器同时做到自诊断、自校正、自调校、故障自排除，以提高传感器的智能化。1.传感器数字化，所有传感器、断电器实现全数字化传输，使传输信息更多，内容更丰富。传感器除正常实时监测环境中有毒有害气体以外，还应对传感器供电电压、电流、功率、传感器工作状态（预热、启动、故障、自检、调校）、传感器黑白元件工作时长、工作状态等参数实时监测，并将监测参数上传至地面中心站；2.传感器分级报警，通过地面中心站软件设置分级报警后，实时同步到传感器，传感器根据不同的监测值，按照不同的频率发出不同的报警声音和闪烁报警灯光；3.传感器精确定位采用UWB技术，对传感器安设位置（距顶、距帮）进行精确定位，确保现场传感器安设位置符合要求。

结语

随着煤矿机电运输从机械化、自动化的转变，智能化是大势所趋，也是煤矿行业的重大技术进步和发展方向。在新的时代环境下，要从以往的教训中吸取经验，检讨以前的不足之处，在当前的基础上，不断提升智能化技术，推进煤矿机电运输智能化应用。

参考文献

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［2］李鑫.智能化技术对煤矿机电运输的影响［J］.工程建设与设计，2020(22)：251-252.

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［4］付李刚.基于变频调速的矿井提升机控制系统设计研究［J］.煤炭与化工，2021，44(12)：79-81.