信息化背景下煤礦自動化技術的突破和發(fā)展

李赟婷

（山東省濟寧市鄒城市兗礦集團有限公司信息化中心，山東 濟寧 273500）

0 引 言

我國的工業(yè)發(fā)展水平隨著社會的發(fā)展正在進行轉變，這對能源的需求量有了新的要求。煤炭能源成為推動工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，因此針對原煤資源的開采力度逐漸上升，煤礦企業(yè)的崛起、煤礦開采技術的升級，都成為自動化技術應用的前提背景。隨著信息化技術的發(fā)展，在原煤開采的領域中，自動化技術已經(jīng)能夠成為提升能源開采質(zhì)量和效率的重要技術之一，因此整合自動化開采技術，推動機電設備的智能化升級，以確保自動化技術的突破和升級。

1 自動化技術對煤礦工程的重要作用

隨著社會信息化技術的發(fā)展，煤礦自動化技術應發(fā)展要求而生，在能源開采領域中，已經(jīng)能夠得到廣泛的應用，并帶來顯著的成效。自動化技術是科技發(fā)展與實際相結合的產(chǎn)物，能夠?qū)⒛茉撮_采的設備進行智能化升級，滿足于不同的工作環(huán)境，并且通過替代人工工作的方式，簡化、精華、強化能源開采中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，不僅能夠有效降低工作壓力，而且能夠提升勞動支出，增強工作成效。

信息化背景下發(fā)展的自動化技術，能夠整合能源開采活動中各種缺陷，并實行簡單有效的解決辦法。隨著信息化、自動化、智能化的技術轉型，煤礦自動化技術能夠通過提升原煤開采能力、優(yōu)化工作細節(jié)等方面進行調(diào)整，將煤礦開采的進程加快，質(zhì)量提升。根據(jù)我國目前的能源開采情況可知，自動化技術的應用能夠有效的成為能源開采行業(yè)的推動基礎，為其制造較高的技術收益。

2 信息化環(huán)境為煤礦自動化發(fā)展提供的優(yōu)勢環(huán)境

2.1 自動化發(fā)展向智能化轉變

我國的信息化環(huán)境是集成了先進的科學技術、智能化的電子科技產(chǎn)品的現(xiàn)代化發(fā)展環(huán)境，以科學技術為發(fā)展動力，將人工智能作為發(fā)展的方向。這樣的環(huán)境能夠?qū)⒚旱V自動化向智能化方向轉變，經(jīng)過機電設備智能化、操作技術智能化、信息傳輸智能化等環(huán)節(jié)的發(fā)展，能夠在確保煤礦生產(chǎn)安全的同時，將整體的生產(chǎn)鏈條進行智能化處理，增強設備及信息感知能力和處理能力，從而能夠通過機電設備、信息化裝置，對生產(chǎn)的環(huán)境進行整體的掌控。

2.2 自動化發(fā)展向開放性轉變

開放性的發(fā)展方向主要是通過信息化的技術，將煤礦開采的過程進行全方位的互通調(diào)整，使其能夠利用通信功能，實現(xiàn)工程各個部分之間的聯(lián)系。這能夠加強不同環(huán)節(jié)之間的性能延伸，并且能夠整合系統(tǒng)之間的功能，實現(xiàn)性能升級拓展，以適應自動化系統(tǒng)整體的發(fā)展進度[1]。

3 煤礦自動化技術的信息化發(fā)展

3.1 自動定位

能源開采產(chǎn)業(yè)整體上危險性較高，因此煤礦開采企業(yè)在施工的過程中，要將安全放在首要監(jiān)管的位置，才能夠使施工團隊、設備的安全得到基礎的保障，推動開采工程的順利進行。工作人員經(jīng)常會深入礦井中進行工作，礦井內(nèi)部的環(huán)境復雜，濕度和煙塵都會對人員的安全產(chǎn)生影響。因此，及時的利用自動化的定位系統(tǒng)，將工作人員的位置進行精準定位，能夠切實保證人員的行動安全。定位系統(tǒng)便于救援和聯(lián)系，常見的射頻識別方式能夠利用通信技術針對不同區(qū)域的環(huán)境進行監(jiān)控，但是這種監(jiān)控定位的方式效果并不全面。隨著自動化技術的發(fā)展和應用，時間定位、場強定位方式能夠彌補傳統(tǒng)定位方式的缺陷。礦用人員定位管理系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 礦用人員定位管理系統(tǒng)

3.1.1 時間定位技術

該項技術主要是針對定位信號在空間中傳播的時間進行監(jiān)控，通過分析信號的速率來確定信號發(fā)射點的距離，并利用電磁波傳導的方式來攜帶信號，減少礦井環(huán)境對信號質(zhì)量的影響。這種方式能夠?qū)碌娜藛T進行實時定位，并將接收的信息進行綜合整合，形成數(shù)據(jù)投影，將井下人員的分布進行精準顯示，以便于救援和信息聯(lián)系。

3.1.2 場強定位技術

通過相應的設備對井下傳輸上來的信號的強度進行檢測，通過強度衰減的分析來定位井下人員的位置，但是這種方式在實際應用的過程中，有很大的程度會受到井下施工環(huán)境的影響，即井下的土壤環(huán)境、機電設備的工作頻率、管線的輻射信息等，都會對場強定位方式的效果產(chǎn)生影響。這種情況的解決辦法能夠通場強信號的對比，將節(jié)點位置進行精準的設置，利用空間標定減少環(huán)境信息的影響，能夠?qū)鰪姸ㄎ坏臉藴蔬M行參照物設置，有效提升定位的效率和水平。這種方式實際應用的工藝較為復雜，并且檢測的成本較高，因此在應用中應該合理的進行定位。

3.2 自動檢測

煤礦開采工程的工作環(huán)境經(jīng)常是井下，礦井內(nèi)的環(huán)境較為封閉，空氣流通不暢，易燃氣體容易產(chǎn)生堆積現(xiàn)象，這會成為十分嚴重的安全隱患，導致安全事故的發(fā)生。因此，需要對井下的環(huán)境進行實時的監(jiān)控。傳統(tǒng)的監(jiān)控技術統(tǒng)稱為利用激光、熱傳遞等方式。隨著信息化技術的發(fā)展，自動檢測技術能夠?qū)ΦV井下的環(huán)境進行全方位的檢測，針對氣體成分、含氧量等元素進行分析，根據(jù)監(jiān)控標準進行評價，來制定危險防御機制[2]。

3.2.1 激光檢測方式

該種方式能夠利用激光傳感器進行氣體檢測，對井下的氣體環(huán)境進行采樣實驗，能夠?qū)z測量程進行提升，這能夠提升檢測的成效。激光傳感器的使用壽命較長，但是也會受到外界環(huán)境的影響，同時設備具有較高的成本。隨著自動化技術的升級，激光傳感技術已經(jīng)逐漸向激光原理檢測技術方向發(fā)展，如紅外線技術等。

3.2.2 熱導監(jiān)測方式

該項技術能夠?qū)M行的氣體進行部分收集，對其中的成分進行檢測，進行危險氣體分析，能夠在氣體濃度較高的環(huán)境中進行應用。該項技術的應用優(yōu)勢在于成本角度，能夠利用空氣中危險氣體的濃度，將井下的氣體進行分類，能夠精準的檢測出甲烷成分。

3.2.3 熱催化監(jiān)測方式

該種方式與熱導檢測方式相結合工作，能夠?qū)怏w濃度較低的環(huán)境進行檢測，能夠?qū)怏w中低于5%的甲烷成分進行識別，但是檢測過程較慢，設備的使用壽命較短。同時，檢測設備內(nèi)部的催化劑具備一定的毒性，當使用質(zhì)量受到影響時，其毒性氣體會對井下的環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。

3.3 自動信息傳輸

隨著信息化技術的發(fā)展，信息傳輸技術應向無線傳輸方向發(fā)展，井下的工作情況較為復雜，機電設備的運行方式、環(huán)境中的影響因素等都會是影響工程的因素。傳統(tǒng)的電纜信息傳輸方式能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)安全可靠的進行傳輸，但是電纜的鋪設會受到井下環(huán)境的影響。此外，支撐電纜工作的供電系統(tǒng)會增加井下的環(huán)境負擔。

因此，出現(xiàn)了無線信息傳輸方式。該方式融合了信息化技術中的無線通信技術，利用信號傳感器，將井下的數(shù)據(jù)進行獲取，并能夠利用互聯(lián)網(wǎng)，形成機電設備、管理中心的網(wǎng)絡互通，能夠?qū)⒕?、機電設備、監(jiān)控設備、礦場等領域的信息進行全面的覆蓋。這種信息一體化的發(fā)展技術能夠保證信息整合的及時性和全面性，同時也能夠在信息傳輸中確保信息質(zhì)量的安全[3]。

4 煤礦自動化技術的信息化發(fā)展方向

4.1 操作智能整體化

煤礦作業(yè)涉及到的領域較多，機電設備管理、井下施工運行、監(jiān)控系統(tǒng)等，在傳統(tǒng)人工操作的過程中，工作壓力大，信息交流較慢，工作中容易出現(xiàn)人工失誤的情況。信息化促進技術的發(fā)展和應用，自動化技術的發(fā)展為煤礦作業(yè)提供了高效的工作質(zhì)量，能夠?qū)⒏鱾€環(huán)節(jié)中的工作程序進行系統(tǒng)化整合。在智能操控系統(tǒng)的應用中，工作人員能夠通過人機操作平臺，對礦場的全面信息進行基礎掌控。同時，智能危險監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⑸a(chǎn)系統(tǒng)中的危險因素進行技術的監(jiān)控，并發(fā)出警報，為安全生產(chǎn)、智能生產(chǎn)提供基礎的技術保障。

4.2 信息傳輸數(shù)據(jù)化

數(shù)據(jù)化的信息傳輸方式，能夠?qū)⒌V場的生產(chǎn)信息進行電子數(shù)據(jù)化整合，并形成大型的數(shù)據(jù)存儲平臺，相關的技術人員能夠通過管理入口進行信息的整理和劃分，并將生產(chǎn)的歷史資料與現(xiàn)代化資料進行比對，形成技術創(chuàng)新的前提。數(shù)據(jù)化的信息傳輸技術能夠為煤礦生產(chǎn)的方案制定、機電維護、工程管理提供基礎的保障。

4.3 機電透明化

煤礦生產(chǎn)環(huán)境復雜，在進行技術升級時，也會對機電設備進行運行升級。自動化技術可以為煤礦生產(chǎn)管理人員提供管控中心，并利用透明化的監(jiān)管方式來將自動化技術融合在實際的工作中，以達到機電設備工作的透明化、智能化[4]。

5 結 論

信息化技術的發(fā)展為社會提供了前進的技術支撐，煤礦企業(yè)在發(fā)展中應該逐漸重視信息化技術，確保能夠利用信息化技術進行技術創(chuàng)新，并結合煤礦生產(chǎn)的情況進行信息技術應用。這不僅能夠?qū)⒔档蜕a(chǎn)中的工作壓力，而且會提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率。在未來的發(fā)展中，信息技術的發(fā)展將能夠推動煤礦自動化的大力發(fā)展，促進社會能源產(chǎn)業(yè)升級。