煤礦機(jī)電設(shè)備中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探究

唐利山，羅武軍，欒夢(mèng)濤，畢國(guó)強(qiáng)，陳龍龍

（國(guó)能蒙西煤化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

通過(guò)持續(xù)探索和優(yōu)化，我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，煤炭供應(yīng)能力得到顯著提升，同時(shí)煤炭進(jìn)口量相應(yīng)減少。但高耗能、高成本、高污染、勞動(dòng)密集等問(wèn)題嚴(yán)重制約著煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，由于設(shè)備故障、突發(fā)事件等引起的煤礦安全事故，輕者為企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損傷，重者出現(xiàn)人員傷亡現(xiàn)象，產(chǎn)生了極為惡劣的社會(huì)影響。因此，煤礦產(chǎn)業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)金技術(shù)的研究和引進(jìn)，提升礦井機(jī)電設(shè)備管理體系的效率性、適應(yīng)性、連續(xù)性，促進(jìn)煤礦企業(yè)向技術(shù)集約型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在煤礦機(jī)電設(shè)備中使用自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效提升產(chǎn)業(yè)的煤炭供應(yīng)力，推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化概念及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在確保煤礦機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，企業(yè)要積極引進(jìn)和優(yōu)化自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備升級(jí)改造，突破煤礦生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備性能的局限性，提升煤礦開(kāi)采的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

1.1 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化概念

自動(dòng)化技術(shù)具有一定的復(fù)雜性和綜合性，與自動(dòng)控制、電子學(xué)、控制論、系統(tǒng)工程、信息論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓氣壓技術(shù)等聯(lián)系密切，將其用于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，能夠縮減工藝流程，減少人力資源消耗，同時(shí)提升企業(yè)產(chǎn)能和生產(chǎn)安全性。煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化指借助自動(dòng)化技術(shù)對(duì)煤礦開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)纫痪€生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備和安全保障設(shè)備進(jìn)行集中控制，表現(xiàn)出優(yōu)異的集成性和綜合性，使得煤礦生產(chǎn)更加機(jī)械化、多元化。煤礦機(jī)電設(shè)備常用的自動(dòng)化技術(shù)包括自動(dòng)化控制技術(shù)、微電子技術(shù)、軟件技術(shù)和傳感技術(shù)，其中自動(dòng)化控制技術(shù)能夠提升煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)控制水平，減少機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中人力的投入，保障煤礦生產(chǎn)的高效性和安全性；微電子技術(shù)需要將各類微小電子元件放置在合適位置，憑借元件微小體積向控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，預(yù)防煤礦機(jī)電設(shè)備連接或系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障問(wèn)題；軟件技術(shù)主要用于各類煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行和采集數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析并給出合理盤(pán)孤單，提升設(shè)備運(yùn)行效率，調(diào)整機(jī)電設(shè)備運(yùn)行方式；傳感技術(shù)是支持機(jī)電設(shè)備機(jī)械部件正常運(yùn)行的重要技術(shù)，能夠幫助系統(tǒng)或管理者精確掌握設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，確保機(jī)電設(shè)備保持最佳工作狀態(tài)。

1.2 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)自動(dòng)化技術(shù)及煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)研究較早，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。早在20 世紀(jì)末，美國(guó)、德國(guó)、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化程度已經(jīng)居于世界前列，整體煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)安全性和效率得到了大幅提升。我國(guó)于20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)如今多數(shù)大型煤礦生產(chǎn)企業(yè)移交給構(gòu)建了機(jī)電一體化生產(chǎn)模式，能夠在礦井內(nèi)構(gòu)建大型開(kāi)放式、分布式控制體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井煤炭生產(chǎn)、檢測(cè)、控制等自動(dòng)控制，并依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)煤炭生產(chǎn)和商業(yè)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行一體化、端對(duì)端管理，使得煤炭產(chǎn)能和安全得到保障。但國(guó)家能源局對(duì)山西、內(nèi)蒙、新疆、陜西等地煤礦產(chǎn)業(yè)智能化驗(yàn)收數(shù)據(jù)反映，雖然煤炭行業(yè)在行業(yè)主管部門(mén)引導(dǎo)下智能化建設(shè)水平取得了較大進(jìn)展，如截至2021 年12 月30 日內(nèi)蒙古自治區(qū)已對(duì)41做煤礦完成智能化驗(yàn)收工作，包括進(jìn)攻煤礦29 座、露天煤礦12 座。但縱向?qū)Ρ闰?yàn)收結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多數(shù)煤礦現(xiàn)代自動(dòng)化體現(xiàn)水平較低，優(yōu)化效果不明顯，許多業(yè)務(wù)系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)仍處于輔助、展示與備用階段，并未投入煤礦生產(chǎn)常態(tài)化工作。

1.3 煤礦自動(dòng)化發(fā)展痛點(diǎn)分析

受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，使得煤礦企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模等方面產(chǎn)生了較大差距。煤礦自動(dòng)化發(fā)展痛點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，基于自動(dòng)化技術(shù)的煤礦機(jī)電設(shè)備操作難度較大?；谧詣?dòng)化技術(shù)的煤礦機(jī)電設(shè)備操作人員不僅需要具備扎實(shí)的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，還需要具備一定的操作經(jīng)驗(yàn)。但煤礦產(chǎn)業(yè)特別是礦井工作并不是機(jī)電、采礦、自動(dòng)化等復(fù)合型高技能人才的首選，因此，企業(yè)只能通過(guò)培訓(xùn)現(xiàn)有煤礦工人，實(shí)現(xiàn)機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用。但就當(dāng)前煤礦產(chǎn)業(yè)人力資源結(jié)構(gòu)可知，隨著自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，全國(guó)煤礦井下作業(yè)人員減少了37 萬(wàn)，行業(yè)專業(yè)人士反映，煤礦產(chǎn)業(yè)人才缺口非常大，出現(xiàn)了技能人才與技術(shù)裝備不匹配現(xiàn)象。第二，煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)合理性欠缺。當(dāng)前，煤礦產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，對(duì)于機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的需求量較大，但市場(chǎng)上高性能、高質(zhì)量的機(jī)電設(shè)備較少，且應(yīng)對(duì)復(fù)雜開(kāi)采場(chǎng)景的能力較差，影響了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的普及。此外，煤礦機(jī)電設(shè)備管理制度不健全、硬件設(shè)備投入有限，為節(jié)約生產(chǎn)成本，企業(yè)仍在使用老舊自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備，導(dǎo)致自動(dòng)化技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)中難以充分發(fā)揮作用。

2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值

煤礦生產(chǎn)具備作業(yè)難度高、工作環(huán)境復(fù)雜等特征，借助自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)煤礦機(jī)電設(shè)備的集成化操作和管理，有助于提升煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效益，降低產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本。因此，現(xiàn)如今自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)成為煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要趨勢(shì)。

2.1 提高煤礦的整體生產(chǎn)效益

在傳統(tǒng)煤礦工作模式下，機(jī)電設(shè)備需要人工操作，但人工操作機(jī)械設(shè)備難免出現(xiàn)誤差，造成機(jī)械運(yùn)行故障或引發(fā)安全事故，不僅為煤礦產(chǎn)業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，還影響了煤礦整體生產(chǎn)效益。同時(shí)，在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，煤礦機(jī)電設(shè)備較為落后，性能較差，長(zhǎng)期使用極易發(fā)生故障。隨著自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備性能得到了大幅提升，生產(chǎn)的精確性提高，操作形式也由最初的人工轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芸刂企w系，使得煤礦整體生產(chǎn)效率得到提升。此外，煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可借助自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)迅速準(zhǔn)確找到機(jī)電設(shè)備故障原因和科學(xué)解決方案，為專業(yè)維修人員提供參考，節(jié)約設(shè)備維修時(shí)間，進(jìn)而提升煤炭生產(chǎn)效益。

2.2 降低煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本

自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，能夠提升煤炭生產(chǎn)過(guò)程組織管理效率和經(jīng)濟(jì)管理效率，降低煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠優(yōu)化煤礦機(jī)電設(shè)備的配比關(guān)系，協(xié)調(diào)煤炭生產(chǎn)各環(huán)的節(jié)能力，確保煤礦的穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。以露天煤礦為例，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化、機(jī)械化要求較高，增加了煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)組織管理難度；自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了煤礦機(jī)電設(shè)備調(diào)度體系的完善，增強(qiáng)了組織管理指令的權(quán)威性，使得煤炭企業(yè)生產(chǎn)組織管理水平得到大幅提升，同時(shí)避免了生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)由于組織管理問(wèn)題導(dǎo)致的成本浪費(fèi)。此外，自動(dòng)化技術(shù)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠增強(qiáng)采掘、排水等工程的科學(xué)性和合理性，便于技術(shù)人員制定更具經(jīng)濟(jì)性的開(kāi)采方案。雖然煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化在前期采購(gòu)環(huán)節(jié)需要投入大量資金，但設(shè)備投入使用后不僅可以降低人力資本消耗，還可以降低安全事故和錯(cuò)誤操作發(fā)生率。

2.3 增強(qiáng)煤礦生產(chǎn)的安全性

現(xiàn)如今，煤礦產(chǎn)業(yè)通過(guò)完善安全生產(chǎn)規(guī)章制度、自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用等方法提升生產(chǎn)的安全性，但煤礦事故仍舊時(shí)有發(fā)生。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠大幅提升煤礦生產(chǎn)的安全性，具體表現(xiàn)如下。

（1）自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)機(jī)電設(shè)備危險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)探測(cè)、分析和處理，先進(jìn)的機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備通常設(shè)置了保護(hù)程序，只要工作環(huán)境出現(xiàn)危險(xiǎn)因子，設(shè)備就會(huì)做出預(yù)警并啟動(dòng)安全保護(hù)機(jī)制。例如，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》采掘工作面內(nèi)，體積大于0.5m3的空間，局部積聚瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%時(shí)，機(jī)電設(shè)備停止運(yùn)行、自動(dòng)閉鎖，同時(shí)電源自動(dòng)切斷，并發(fā)出預(yù)警，進(jìn)而降低事故發(fā)生率。

（2）自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提升了煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的精準(zhǔn)化，提升了煤礦生產(chǎn)的安全性。

2.4 緩解人力資源緊缺問(wèn)題

自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，有助于煤礦產(chǎn)業(yè)由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)集約型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，有效緩解煤礦企業(yè)人力資源緊缺問(wèn)題。煤礦機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備能夠在無(wú)人操作的環(huán)境下根據(jù)控制系統(tǒng)的指令精準(zhǔn)完成工作內(nèi)容，不僅減輕了一線工人的工作負(fù)荷，還提升了產(chǎn)業(yè)工作效率。例如，礦井水泵作為煤礦機(jī)電重要場(chǎng)所，主要承擔(dān)礦井排水工作，是確保煤礦生產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)；在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，礦井排水主要借助繼電器，需要人工觀察水倉(cāng)水位，管理水泵運(yùn)行，過(guò)程煩瑣復(fù)雜，且水泵運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。華科電氣利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦泵房的自動(dòng)化控制和管理，不僅緩解了人力資源緊缺問(wèn)題，還提升了礦井水泵工作效率，節(jié)約了大量人力。

3 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析

為順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源的需求，提升煤礦企業(yè)的產(chǎn)能，保障煤礦生產(chǎn)的安全性，企業(yè)需要積極引進(jìn)和優(yōu)化煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)水平，提升煤礦采掘設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、通風(fēng)排水設(shè)備、監(jiān)管設(shè)備的自動(dòng)化程度，使得煤礦企業(yè)的工作流程化繁為簡(jiǎn)，減少或規(guī)避煤礦生產(chǎn)中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象和安全問(wèn)題，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

3.1 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開(kāi)采設(shè)備中的應(yīng)用

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦開(kāi)采設(shè)備，根據(jù)掘進(jìn)作業(yè)、開(kāi)采作業(yè)需求優(yōu)化相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備性能，調(diào)節(jié)機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，能夠提升煤礦開(kāi)采工作的效率與安全性。

（1）煤礦掘進(jìn)工作是后續(xù)開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)，常用掘進(jìn)機(jī)及其他機(jī)電設(shè)備提升掘進(jìn)效率。自動(dòng)化技術(shù)通常用于掘進(jìn)機(jī)械照明箱、操作箱、卡口控制等環(huán)節(jié)。以EBZ-220 型掘進(jìn)機(jī)為例，分配閥固定于機(jī)械油梁的底部，借助高壓油管密封連接摩擦點(diǎn)與分配器、泵與動(dòng)力控制器，并將整個(gè)系統(tǒng)置于掘進(jìn)機(jī)的底部。安裝結(jié)束后，人們需要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行周期調(diào)試、時(shí)間調(diào)試和油量調(diào)試，確保掘進(jìn)機(jī)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）除了掘進(jìn)機(jī)械以外，煤礦掘采工作還需要以液壓系統(tǒng)作為輔助，不僅可以支撐煤層，還可以改變作業(yè)環(huán)境的壓強(qiáng)，進(jìn)而增強(qiáng)掘進(jìn)設(shè)備的作用力，提升掘進(jìn)工作效率，縮短作業(yè)周期。自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)分析礦井開(kāi)采進(jìn)度，同時(shí)借助計(jì)算機(jī)和數(shù)字傳感設(shè)備及時(shí)調(diào)整頂板支護(hù)裝置，提升液壓系統(tǒng)的靈活性、煤礦作業(yè)安全性。

（3）自動(dòng)化技術(shù)在煤炭開(kāi)采設(shè)備中的應(yīng)用可以幫助開(kāi)采設(shè)備更好地適應(yīng)礦井的空氣環(huán)境與復(fù)雜地形，提升煤礦開(kāi)采效率。例如，將自動(dòng)化系統(tǒng)用于采煤機(jī)，借助可編程控制器和高集成化電子元件對(duì)采煤機(jī)設(shè)備的遙控器、傳感器和變頻器進(jìn)行集中控制，可對(duì)采煤機(jī)工作狀態(tài)、故障問(wèn)題、采煤數(shù)據(jù)等進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與管理，確保設(shè)備恒狀態(tài)、恒功率運(yùn)行。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦提升運(yùn)輸中的應(yīng)用

用于煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)由驅(qū)動(dòng)單元、生產(chǎn)單元和控制單元組成主要框架，現(xiàn)如今，已經(jīng)初步具備智能化功能，將其用于煤礦提升機(jī)和運(yùn)輸機(jī)，能夠輔助煤礦生產(chǎn)，增強(qiáng)煤礦資源產(chǎn)能。（1）煤礦提升設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的位置，比如，PLC 可編程控制器等自動(dòng)化技術(shù)在該環(huán)節(jié)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，實(shí)現(xiàn)了對(duì)提升設(shè)備的多功能控制，優(yōu)化控制效果。現(xiàn)如今，煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)數(shù)字化交直流提升設(shè)備的應(yīng)用較多，設(shè)備主要將驅(qū)動(dòng)和滾筒組合，組成自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)、機(jī)電設(shè)備一體化煤炭提升系統(tǒng)。此外，我國(guó)還自主研發(fā)了以自動(dòng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（Automatic Stabilization Control System ,ASCS）為核心、基于中央處理器（Central Processing Unit ,CPU）的自動(dòng)化提升設(shè)備，同煤集團(tuán)等大型煤礦企業(yè)已經(jīng)投入使用。（2）自動(dòng)化技術(shù)用于煤礦運(yùn)輸設(shè)備能夠減輕一線工人的工作強(qiáng)度，提升礦井煤炭的運(yùn)輸效率。煤礦運(yùn)輸體系自動(dòng)化技術(shù)的突出作用在于膠帶運(yùn)輸機(jī)，主要分為礦井主干膠帶運(yùn)輸機(jī)和支路運(yùn)輸機(jī)；企業(yè)通過(guò)PLC 對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管和控制，傳感器和傳輸設(shè)備能夠?qū)⒏鞴ぷ鼽c(diǎn)的運(yùn)輸數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)膠帶偏移、膠帶跑偏等現(xiàn)象，避免由運(yùn)輸設(shè)備故障引發(fā)的安全事故或停工現(xiàn)象。例如，華夏天信開(kāi)發(fā)的膠帶運(yùn)輸智能調(diào)速系統(tǒng)具備煤量識(shí)別、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、并行分析、綜合決策、多檔調(diào)速、靈活閉鎖、實(shí)時(shí)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)控集控、多重控制等多項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)了煤多快轉(zhuǎn)、煤少慢轉(zhuǎn)、無(wú)煤停車(chē)的自動(dòng)化目標(biāo)。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)排水中的應(yīng)用

通風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中占據(jù)著十分重要的地位，涉及的機(jī)電設(shè)備十分復(fù)雜。因此，在煤礦通風(fēng)排水系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，需要綜合考慮礦井環(huán)境。

（1）煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的主要作用為凈化、優(yōu)化工作環(huán)境，提升一線工作人員的安全性?；谧詣?dòng)化技術(shù)的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)主要包括集中控制、數(shù)據(jù)傳輸和通風(fēng)指令執(zhí)行，其中集中控制的作用為管理和控制礦井整體通風(fēng)情況；數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔脼閷⒚旱V局部和主要通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)郊煽刂葡到y(tǒng)；通風(fēng)指令執(zhí)行主要將控制中心發(fā)出的數(shù)字指令轉(zhuǎn)換為設(shè)備實(shí)際操作。以基于TCP/IP 協(xié)議的煤礦通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)為例，其主要由采取VC++組態(tài)語(yǔ)言，由以太網(wǎng)絡(luò)、集控中心、信息集成站組成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，具有極高的安全性。

（2）自動(dòng)化技術(shù)在煤礦排水設(shè)備中的應(yīng)用能夠提升排水系統(tǒng)控制水平，增強(qiáng)排水系統(tǒng)運(yùn)行的連貫性；排水系統(tǒng)可在無(wú)人為干預(yù)的情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)用水量、排水量，同時(shí)具備抗負(fù)壓、超溫、過(guò)載、泄露等應(yīng)急功能，以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能和人工遠(yuǎn)程遙控功能，為煤礦安全生產(chǎn)提供了有利條件。例如，安科高新技術(shù)研究院自主研發(fā)了中小型煤礦排水自動(dòng)化無(wú)人值守系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)用了各類傳感器與SIEMENS 的S7 系列PLC，具備自動(dòng)輪換功能，且能夠根據(jù)避峰填谷原則開(kāi)啟排水水泵，具有節(jié)能、低成本、運(yùn)行可靠等多重優(yōu)勢(shì)。

3.4 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦監(jiān)管設(shè)備中的應(yīng)用

基于互聯(lián)網(wǎng)的煤礦分布式安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)γ旱V整體礦井通風(fēng)數(shù)據(jù)、防治瓦斯、防治煤塵、防火滅火（一通三防）工作數(shù)據(jù)構(gòu)建專業(yè)的數(shù)據(jù)模型，同時(shí)借助現(xiàn)代指揮技術(shù)和預(yù)警系統(tǒng)對(duì)煤礦工作環(huán)境中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全過(guò)程、全時(shí)間的控制和管理，以此提升煤礦監(jiān)管的精確性，為煤礦一線工人提供安全保障。利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭、視頻服務(wù)器等設(shè)備可以構(gòu)建自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化監(jiān)控體系，將各類節(jié)點(diǎn)監(jiān)控體系進(jìn)行集中整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)的分流監(jiān)測(cè)、集中管理?，F(xiàn)階段，基于自動(dòng)化技術(shù)的煤礦監(jiān)管設(shè)備將供電監(jiān)測(cè)、主扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)、火災(zāi)控制、信息處理、計(jì)算機(jī)控制等節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)利用千兆級(jí)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行集成化管理，減少各個(gè)崗位一線員工，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化管控。例如，礦井地下水監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒌V井中水位傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)郊锌刂浦行?，如果水位到達(dá)礦井水位的警戒線，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則會(huì)在集中控制中心與礦井一線同時(shí)發(fā)出警報(bào)，便于一線工人迅速、有序的撤離，同時(shí)集中控制中心會(huì)同步采取排水等有效措施，避免發(fā)散安全事故。比如，山東新云鵬研發(fā)的全礦井綜合自動(dòng)化管控平臺(tái)可借助自動(dòng)化平臺(tái)軟件和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦山安全進(jìn)行一體化管控，能夠幫助煤礦企業(yè)精準(zhǔn)預(yù)防和處理各項(xiàng)自然災(zāi)害和突發(fā)事故。

4 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

煤礦所處區(qū)域的地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井空間狹窄、陰暗潮濕、工人活動(dòng)受限、能見(jiàn)度極低。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，能夠減輕工人的作業(yè)強(qiáng)度，幫助設(shè)備操作人員精準(zhǔn)掌握礦井的環(huán)境數(shù)據(jù)，提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備將逐步向集成化、智能化、微型化、綠色化方向發(fā)展，為煤礦產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更多價(jià)值。

（1）集成化。基于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行整合，形成一體化的管控生產(chǎn)體系，對(duì)煤礦生產(chǎn)的各個(gè)分系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)布任務(wù)，使得各子系統(tǒng)既相互獨(dú)立又密切聯(lián)系，促進(jìn)煤礦高效、安全生產(chǎn)。

（2）智能化。短短幾年間，智能技術(shù)在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出突出的便捷性和先進(jìn)性。未來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)將逐步向智能化靠近，思安煤礦各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備智能化作業(yè)，智能控制系統(tǒng)對(duì)煤礦進(jìn)行全時(shí)間、全過(guò)程、全方位監(jiān)測(cè)和控制，同時(shí)具備設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)智能檢測(cè)與分析功能，在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)給出科學(xué)、精確、有效的故障解除方案，為工程師維護(hù)設(shè)備提供便捷。

（3）微型化。煤礦作業(yè)需要大量掘進(jìn)機(jī)、提升機(jī)等大型機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備操作復(fù)雜、移動(dòng)困難，增加了煤礦生產(chǎn)的難度。未來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，微電子技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更大作用，不斷減小煤礦機(jī)電設(shè)備的操作控制模塊重量和體積，簡(jiǎn)化其操作流程，使其更便于操作和移動(dòng)。

（4）綠色化。當(dāng)今時(shí)代，環(huán)境污染嚴(yán)重，能源問(wèn)題突出，節(jié)能環(huán)保成為人們關(guān)注度極高的話題。雖然煤礦機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備提升了能源產(chǎn)出效率和質(zhì)量，但這些設(shè)備同樣屬于高耗能機(jī)械設(shè)備，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行必然會(huì)產(chǎn)生大量能耗，同時(shí)影響周邊的生態(tài)環(huán)境。自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)需要向綠色化方向發(fā)展，不斷降低煤礦機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的能耗，提升機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的綜合性能，避免其對(duì)周邊生態(tài)造成影響，順應(yīng)國(guó)家綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。在煤礦生產(chǎn)工作中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦機(jī)電設(shè)備性能得到大幅優(yōu)化，煤礦機(jī)電設(shè)備的功能更加豐富，提高了煤礦生產(chǎn)效率與安全性，降低了煤礦生產(chǎn)成本，解決了煤礦人力資源緊缺問(wèn)題。現(xiàn)如今，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛用于煤礦開(kāi)采、運(yùn)輸、通風(fēng)排水和安全監(jiān)管等機(jī)電設(shè)備，為煤礦高效、安全、穩(wěn)定作業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。未來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備將逐漸向集成化、智能化、微型化、綠色化進(jìn)軍，為能源行業(yè)創(chuàng)造更豐富的價(jià)值。