礦山電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)應(yīng)用探析

袁春艷

摘要：時(shí)代不斷進(jìn)步與科技不斷發(fā)展，信息技術(shù)給我國(guó)各行各業(yè)帶來(lái)了新機(jī)遇。在煤炭行業(yè)中，應(yīng)積極利用自動(dòng)化智能技術(shù)轉(zhuǎn)變煤炭生產(chǎn)、開(kāi)挖、管理模式，以此改變傳統(tǒng)人工操作形式，減少資金的輸出，確保礦山生產(chǎn)安全效率、生產(chǎn)質(zhì)量，并打造標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的統(tǒng)一數(shù)字平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)煤礦應(yīng)用使能、數(shù)據(jù)共享?；诖耍疚闹饕治龅V山電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，并提出合理的應(yīng)用對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：礦山電氣;工程自動(dòng)化;智慧礦山

引言：目前，礦山電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)發(fā)展迅速，其煤礦智能化的演進(jìn)路徑同樣遵從從機(jī)械化到自動(dòng)化、信息化、智能化的事物客觀發(fā)展規(guī)律。在礦山電氣工程智能技術(shù)發(fā)展中，可形成無(wú)人化生產(chǎn)模式，并以內(nèi)部信息化構(gòu)造形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)大體架構(gòu)，在大體架構(gòu)中可幫助人工智能進(jìn)行操控與決策，以此形成智慧礦山建設(shè)體系。由此可見(jiàn)，煤礦智能化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1、礦山電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1.1降低生產(chǎn)成本

在礦山電氣工程自動(dòng)化中可以有效發(fā)揮智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在合理減少人力操作時(shí)也實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作系統(tǒng)，并在礦井生產(chǎn)、礦井開(kāi)拓工程中減少人為操作造成的失誤現(xiàn)狀。在有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)也降低了生產(chǎn)成本，解決了勞動(dòng)力問(wèn)題。

1.2避免安全事故

今年以來(lái)，全國(guó)發(fā)生多起重大礦山事故，安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻。特別是當(dāng)前煤炭需求量大，各地全力保供，在量?jī)r(jià)齊升、共同拉動(dòng)下，之前幾乎絕跡的非法盜采窩點(diǎn)又死灰復(fù)燃。在傳統(tǒng)的人為操作時(shí)由于礦洞內(nèi)部危險(xiǎn)系數(shù)較高，一個(gè)礦洞生產(chǎn)所需要5-10名工人，在操作機(jī)械時(shí)也會(huì)產(chǎn)生安全生產(chǎn)問(wèn)題。為改善這種情況，應(yīng)合理利用礦山電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，避免安全事故的發(fā)生。

1.3提高數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量

在合理利用礦山智能技術(shù)時(shí)，可有效提高數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量，并減少收集信息的時(shí)間，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的高效化模式下，其智能化控制系統(tǒng)還可以把控制方向，減少人工操作難度。在這個(gè)過(guò)程中，可有效提高生產(chǎn)效率，先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)可以提高操作員的生產(chǎn)效率，并且其附加的智能性為企業(yè)帶來(lái)更多利潤(rùn)，促進(jìn)我國(guó)電氣工程的健康發(fā)展。

1.4形成露天礦山智能化發(fā)展

首先，在礦山電氣工程自動(dòng)化技術(shù)中，可積極推進(jìn)露天礦山智能化發(fā)展，并將智能化技術(shù)為主體展開(kāi)的龐大露天開(kāi)采技術(shù)體系的深度融合，重點(diǎn)建設(shè)方向是“利用信息化手段提高勞動(dòng)者的平均熟練程度”、“利用信息化手段提高生產(chǎn)過(guò)程的組織和管理效率”、“利用信息化手段提高生產(chǎn)資料的效能”。其次，由于露天礦山生產(chǎn)工作對(duì)于人員要求較高，其工作內(nèi)容強(qiáng)度、危險(xiǎn)系數(shù)較高，在重復(fù)的工作下推動(dòng)智能化、無(wú)人化發(fā)展很有必要。例如，Apollo聯(lián)合華能伊敏煤電公司投入使用的自動(dòng)駕駛礦卡，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)效率達(dá)到人工水準(zhǔn)，這是目前國(guó)內(nèi)首個(gè)面向礦山場(chǎng)景，以超高計(jì)算能力為支撐，并具有機(jī)器學(xué)習(xí)能力的單車(chē)智能方案案例;在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了無(wú)安全員情況下，人工駕駛車(chē)輛與無(wú)人駕駛車(chē)輛混編作業(yè)[1]。

2、礦山電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)應(yīng)用對(duì)策

2.1在露天礦山中，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化

首先，在露天礦山傳統(tǒng)生產(chǎn)工序中，一般是利用多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成開(kāi)采面工序，這種情況效率與質(zhì)量都無(wú)法提高，其工作難度系數(shù)大，容易發(fā)生安全問(wèn)題。在合理利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化后，可進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，并根據(jù)煤礦內(nèi)實(shí)際的薄煤層、中煤層、厚煤層的情況進(jìn)行針對(duì)性的采煤工作，在煤礦設(shè)備形成自動(dòng)化后可使煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)揮出實(shí)際的應(yīng)用效果，從而有效確保各個(gè)環(huán)節(jié)順利穩(wěn)定的進(jìn)行[2]。其次，在煤礦供電時(shí)，由于涉及的步驟相對(duì)復(fù)雜，應(yīng)將電氣自動(dòng)化設(shè)備中的PLC技術(shù)應(yīng)用到煤礦供電中，其電氣自動(dòng)化控制本身是由低壓電氣部分組成的，包括供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，另外在傳感器部分以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電機(jī)、閥門(mén)、泵等終端設(shè)備中也需要利用到電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)。最后，由于露天礦山與地下開(kāi)采相比其資源利用充足，并且適用于大型機(jī)械施工，在這樣的狀態(tài)下可有效發(fā)揮電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)，并隨著煤炭開(kāi)采向深部不斷延伸，探索礦區(qū)煤礦安全高效開(kāi)采的實(shí)踐辦法，解決深部資源開(kāi)采難題。以此，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)下，可推進(jìn)智慧礦山建設(shè)以自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，圍繞煤炭、冶金建立智慧礦山主體框架模型。以生產(chǎn)業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流為驅(qū)動(dòng)，以礦山生產(chǎn)過(guò)程中具體業(yè)務(wù)為系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)管理協(xié)同，可視化智能管控[3]。

2.2在露天礦山中，利用GIS形成車(chē)輛運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

在露天礦山中，可結(jié)合GIS技術(shù)形成車(chē)輛運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，并推進(jìn)高清工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和礦井安全生產(chǎn)綜合自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)例如，在形成監(jiān)控系統(tǒng)后，可在集控中心展現(xiàn)出井下的安全生產(chǎn)狀況和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在監(jiān)控系統(tǒng)形成后，可有效推進(jìn)煤焦化向煤化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)，培育壯大煤層氣產(chǎn)業(yè)，加快煤電鋁鎂材一體化集群發(fā)展[4]。例如，在傳統(tǒng)單靠“人盯人”的方式管理難免出現(xiàn)漏洞?，F(xiàn)在可在車(chē)輛上安裝監(jiān)控系統(tǒng)，并在前、后、左、右四個(gè)方向安裝4個(gè)具備星光夜視功能的攝像頭，駕駛室內(nèi)配置了自動(dòng)提醒系統(tǒng)，可自動(dòng)識(shí)別、報(bào)警礦車(chē)駕駛員超速與駕車(chē)打手機(jī)等違規(guī)行為以及打瞌睡、注意力不集中等疲勞現(xiàn)象。例如，在GIS形成車(chē)輛運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)后，可利用無(wú)線地磁檢測(cè)器通過(guò)對(duì)比有無(wú)磁場(chǎng)的變化量來(lái)判斷是不是有車(chē)，檢測(cè)器判斷有車(chē)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳給接收器，接收器收到數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)或者電腦終端，達(dá)到計(jì)數(shù)的功能。如果選擇配置有抓拍系統(tǒng)，接收器收到有車(chē)的信號(hào)觸發(fā)攝像機(jī)抓拍，記錄車(chē)輛信息然后上傳到電腦或者儲(chǔ)存在SD卡中。電腦軟件上可以儲(chǔ)存查看記錄。在這樣的狀態(tài)下，可使煤礦運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備調(diào)速系統(tǒng)控制水平進(jìn)一步提高。且電氣自動(dòng)化技術(shù)在高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)下，可以輕松實(shí)現(xiàn)全程精準(zhǔn)路線無(wú)人運(yùn)輸?shù)墓ぷ髂Ｊ?，達(dá)到了減員增益的效果[5]。

2.3光互聯(lián)技術(shù)利用在電氣工程

隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的普遍應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心作為云計(jì)算的核心基礎(chǔ)設(shè)置，其計(jì)算能力和內(nèi)部數(shù)據(jù)交換能力也呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)的發(fā)展。對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部服務(wù)器以及交換機(jī)間普遍采用光模塊或AOC電纜進(jìn)行互聯(lián)?，F(xiàn)代新一代的數(shù)據(jù)中心為了應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)流量的增長(zhǎng)以及兼顧更靈活的擴(kuò)容升級(jí)和冗余備份能力，以此在形成光互聯(lián)技術(shù)后，應(yīng)積極融入到電氣工程中并重點(diǎn)對(duì)煤炭機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，進(jìn)而達(dá)到三維立體、入網(wǎng)規(guī)模大等管理效果，真正提高管理效率與工作效率，降低了人工管理的難度[6]。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，在礦山電氣工程自動(dòng)化技術(shù)下，可積極推進(jìn)智慧礦山建設(shè)效果，并以監(jiān)控系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成無(wú)人化開(kāi)采模式，并真正促進(jìn)信息技術(shù)與煤炭行業(yè)的融合發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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