论煤矿机电自动化集控的应用与发展

武世强

冀中能源股份有限公司邢东矿 河北邢台 054000

众所周知，煤矿工业的作业环境与其他行业相对具有一定的恶劣性，这也是现代煤矿工业发展受到严重制约的主要原因，然而电气自动化控制系统的出现，使得上述问题得到了有效解决[1]。对此，如何通过电气自动化控制系统的优化来减少其成本，是目前多数煤矿企业最为关注的热点话题。

1 电厂集控运行系统概述

集控运行系统是煤矿机电的核心系统之一，实践应用中效果良好，对煤矿机电的安全稳定运行具有积极作用。通过集控运行系统可以实现对煤矿机电运行实时控制，收集机电运行状态和生产状况等信息[2]，及时进行调节控制，使机组保持最佳的运行状态，降低机电故障率，提升运行效率，使煤矿机电保持良好的生产状态。

2 煤矿机电自动化集控的特点

首先，运用煤矿机电自动化集控能提高矿井生产的效率。相较于传统的人工开采模式，煤矿机电自动化集控的运用能有效提高生产的效率和质量，而且能实现对人力资源的合理配置，减轻工作人员的劳动强度。其次，运用煤矿机电自动化集控能有效提高矿井安全生产水平[3]。煤矿开采的环境大多较为复杂且恶劣，主要表现为开采当地水文地质条件较为复杂，因此对于煤矿开采有着更高标准的要求，需要积极运用煤矿机电自动化集控，以此来提高煤矿生产的效率，保证煤矿开采的质量。最后，运用煤矿机电自动化集控能实现节约能源且保证采煤质量的目的。煤矿机电自动化集控在运用的过程中能充分结合不同设备的运行情况，实现对设备运行的优化和调整，以此来提高资源利用的效率和质量。

3 煤矿机电自动化集控的应用特点

3.1 集成性

在煤矿实际生产过程中，其开采的步骤流程，一般是包含煤层勘探、开采及资源运输三个步骤，并且，在整个的开采流程中，其安全防护管理是不一样的。煤矿开采的每一个步骤流程，都要依靠电气自动化技术来作为支撑。例如，PLC技术、数据信息采集技术等等。而每一个流程系统，如果都进行分开管理，那么就会加重整个电气控制系统的负担。而电气自动化控制系统，正因为其具备集成化管理的良好特点，因此，针对系统内部设备状态，其可以对其进行实时的管理与监督，而且还可以与设备运行情况结合，有效的调整相关方面的参数，这样可以是机械设备在生产运行中的稳定性会得到良好的加强。

3.2 精密性与安全性高

在煤矿开采作业中的应用，通过电气自动化控制技术的使用，保证开采作业的精密性，减少了人工开采导致的失误，也更增加了整个开采作业的安全性。

3.3 智能化

煤矿行业其在实际发展过程中，大部分的企业生产都实现了自动化，而且还有很多煤矿企业生产，已经从自动化逐渐向智能化发展。煤矿企业在实际生产过程中，电气设备在运行的时候，可以根据系统程序，高效且快速的完成煤矿开采工作。同时在实际开采整个流程中，要系统的分析与整理其运行时的数据信息，然后再将这个作为基础，来调整和优化煤矿开采的方案。这样煤矿开采的工作效率才会得到提升，而且开采过程中的安全性也得到了保障，有利于煤矿器的稳定发展[4]。

4 矿机电自动化集控的应用

4.1 采煤机中的应用

采煤机的主要作用就是采掘煤炭资源，保证煤矿生产工作的有序实施，其是煤矿生产中不可获取的设备，采煤机高效稳定的运行，可以有效的保证煤矿生产质量和效率，其对于煤矿企业的发展影响巨大，因此煤矿企业发展建设过程中，一直对于采煤机的应用有着较高的要求。电气设备自动化控制技术也首先应用于采煤机之上。众所周知，煤矿生产环境通常比较恶劣，在采煤过程中经常会发生一些突发性状况，自动化控制技术在采煤机中应用则可以有效的解决相关问题，煤矿开采效率因此得以大幅度提升，但是与此同时，煤矿井下开采所面临的安全风险问题也进一步加剧。针对这一类问题，煤矿企业必须要予以重视，应用电气设备自动化控制技术，可以保证采煤机在运行过程中，各项故障以及安全隐患能够及时快速的被发现，可以更好的保证采煤机安全稳定的运行，将各种故障扼杀于摇篮之中，最终煤矿的开采质量以及效率等得以大幅度的提升[5]。

4.2 煤矿运输中的应用

煤矿的开采，正是为了最后工业的使用。无论是送往继续加工处理，还是如何。煤矿的运输问题也是一个需要考虑的问题。在旧时，煤矿的运输由人工，或者那些简单的机械工具负责。因此，后来改进后的机械运输也并不能满足运输需求。因此通过电气自动化控制技术，对煤矿运输进行改良。比如可以增加监控系统，减少运输途中损耗，以防经济效益的重大损失。

4.3 煤矿生产和矿井监控方面

煤矿生产和矿井监控工作机电自动化技术的使用，能够更好的营造煤矿生产作业的环境，整体提高煤矿行业的综合效益。与国外的自动化监控技术相比，我国的研究时间较晚，应用的起步时间也比较晚，现在大部分煤矿企业使用的监控设备仍然是进口设备[6]。所以从整体的情况来看，自主研发的水平比较低，创新能力不足，这就使得煤矿生产和矿井监控的工作不具备相应的竞争优势。但是在最近这几年，国家相关企业花费大量的时间和精力对相关的设备进行研究，在科学技术水平不断提升的背景下，自动化监控系统也逐渐形成前晚上为煤矿生产工作以及矿井控制工作提供了技术支持。

4.4 姿态控制

采煤机的姿态控制指的是机身角度和滚筒高度控制，机身角度随采煤机在刮板输送机上的位置变化而变化，因此姿态控制主要指的是滚筒调高控制。滚筒自动调高建立在煤层信息的采集和判断基础上，是采煤机自动控制技术的核心。煤层信息的判断有煤岩识别法和记忆截割法，前者通过天然γ射线直接预测煤岩界面，后者为人工辅助监视下的间接方法。这两种方法各有所长，直接法的理论性较强，对传感器要求高，适用于具有明显特征的煤层；间接法技术成熟，但仅适用于顶底板变化不明显的煤层，且需要人为操作，自动化程度低。

5 煤矿机电自动化集控的实现

5.1 智能化集控系统设计

鉴于煤流系统的情况，该智能化集控系统包括从下几个单元：其一，地面上位机；其二，井下矿用隔爆兼容本安型PLC控制分站；其三，矿用隔爆兼本安型液晶显示器；其四，矿用本安型网络摄像仪；其五，矿用本安型无线基站等。

5.2 硬件创新设计要点

进行硬件创新设计，关键在于提高水泵机房电气自动化控制系统的抗干扰能力，同时提高系统的负载能力。在实际煤矿生产的过程中仍然存在许多的影响因素，这些因素会影响到电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性，为了保证其安全稳定运行，需要不断加强抗干扰设计。进行抗干扰设计的主要内容如下：首先需要积极运用电磁屏蔽效应，在这个过程中需要运用到金属壳来实现对干扰信号的屏蔽。其次可以选用专业的屏蔽设备，例如隔离变压器等，以此来提高电气系统的抗干扰能力。最后要提高布线的科学性，将弱电信号线和强电动力线相分离，从而采取单独走线的模式，这样做的目的在于避免双线交叉从而造成干扰。

5.3 设备系统的优化

在目前的信息时代下，井下电气设备的自动化控制系统中的软硬件系统也基于先进的信息技术和计算机技术等向更高的自动化控制水平方向发展，通过新的科技成果在其中的应用，对相应的设备系统以及软硬件系统进行优化。由于井下作业内容比较繁杂且作业环境恶劣，而此环境会对井下作业效率和生产成本产生直接的影响。在选择PLC设备时，需要以精细电气设备及其自动化控制要求、自身运行状态以及功能需求等为依据，结合系统运行实际情况对PLC设备的规模和性能参数等进行选择。比如将微型PLC设备应用于井下防护系统中，需要实时监测井下瓦斯浓度而不需要对其他环境因素进行控制。通过此种PLC设备的应用有助于设备采购成本以及日常运行能耗的降低，同时满足设备性能、生产以及经济性的要求。而在排水控制系统中，由于实时水位高低会影响其工作状态，而且多种指标会限制矿井出水量的大小和排水效率，面对比较大的自动控制计算量和较高的实时性要求，上述微型PLC设备则无法满足要求，则需要选择具有更强大计算能力以及具有更高性能的大型PLC设备来满足要求。

5.4 加大数字化矿井建设力度

在建设数字化矿井的过程中通过建立监测传感网络，能及时准确地获取各种系统数据，稳定运行设备。在监控数据库时，不能过度依赖检查设备，确保及时发现设备运行问题并进行综合分析，最后需按照分析结果制订相应的解决措施，从而延长系统设备的使用寿命[7]。

6 煤矿机电自动化集控的发展前景

在经济以及科技都快速发展的背景之下，我国煤矿企业的发展步伐也越来越快。在自动化技术的帮助下，我国煤矿企业的生产规模越来越大，但是在实际开展工作当中仍然存在一些困难以及问题提供常见的问题，主要有机电设备，非常容易受环境因素，以及人为因素的影响，出现各种各样的故障。这些故障如果不及时进行解决，那么大规模的煤矿勘查工作将会受到影响，这对整个企业对整个行业的发展都会产生消极作用。针对这一情况，我们应该花费更多的时间和精力，在煤矿机电自动化集控技术的研究方面，将集控技术与煤矿开采，工作充分融合，使得煤矿开采工作的效率得到大幅度提升[8]。

7 结语

综上所述，煤矿开采作为我国工业发展的一个重要基础，通过机电自动化集控技术等高新科学技术进行实践应用，是一种极好的改善措施。传统的煤矿开采行业，通过与新时代的科学技术相结合，才能跟进时代发展的潮流，为国家工业发展提供长久的，稳定的帮助。而作为新发展的机电自动化集控技术，也可以在与煤矿行业的理论实践应用中，发现自身理论与技术的不足，更好的提高自身技术的水平。