电气自动化技术在露天煤矿生产中的应用

□ 史显旭 内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司

电气自动化技术在露天煤矿生产中的应用

□ 史显旭 内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司

［导读］在现阶段的煤矿生产过程中，人们对生产效率以及生产带来的经济效益较为重视。随着我国国民经济的提升，煤矿生产规模不断提升，对煤矿生产的效率要求随之提高。建设数字矿山是煤矿的发展趋势，所以，自动化技术在煤矿开采中发挥至关重要的作用。通过运用自动化控制技术可以将复杂的事情简单化，节约人工成本，提高劳动生产率，最终实现安全、高效的生产。本文分析了电气自动化技术的发展现状及电气自动化技术在露天煤矿开采中的应用。

1、前言

目前煤矿生产中的电气自动化应用十分广泛，而电气自动化的应用对于降低企业的生产成本和提升企业的核心竞争力以及提高企业的安全综合保障能力都有着非常重要的意义和价值，促进电气自动化行业的发展对于煤矿企业的发展十分重要。

2、煤矿企业电气自动化的发展现状

2.1 硬件平台方面的发展现状。

对电气自动化系统而言，硬件是其系统运行的物质基础。以前，由于生产厂家的不同，生产的设备型号不同，导致部分零件损坏时，整个系统都要更换。随着科技的进步，硬件方面的建设也取得了一些发展。首先，在编程接口方面，其标准化基本上已经在各大煤矿企业中得到实现；其次，在工控标准方面，已经实现了统一的标准；最后，分布式通讯总线在硬件设备中得到了推广使用。通过分布式的控制，各个模块得以与现场设备连接在一起，而各个设备就成为了检测现场的机器以及执行操控指令的机器。

2.2 控制软件方面的发展现状。

控制软件是实现电气自动化生产的最为核心和关键的部分。硬件是四肢，软件则是大脑，基于控制软件的电气自动化监控系统的使用，使无人值守的自动化生产在煤矿企业中得以实现了。就现状而言，控制软件在电气自动化控制系统中的应用主要体现在集中监控、远程监控以及现场总线监控三个方面。电气自动化技术是软件与硬件的完美结合，自动化技术的应用，使得煤矿的生产趋于安全化、自动化、现代化。

3、电气自动化技术在露天煤矿的应用

3.1 卡车调度自动化系统在露天煤矿中的应用

露天煤矿卡车自动化调度系统是采矿技术与计算机技术、通信技术、电子技术、自动控制技术、卫星定位技术、优化理论技术等相结合的产物。卡车调度系统在露天煤矿中主要用于卡车运输系统，传统的人工调度、固定配车方法存在一定的局限性，无法实时掌握设备的位置、状态，难以及时处理运输过程中发生的问题。采运成本是露天煤矿重大的成本支出，怎样降低采运成本，怎样优化采掘设备和运输设备的关系，一直是露天煤矿生产者探究的问题。卡车调度自动化系统的出现，是现阶段对这个问题的一个解决方法，它可以优化卡车的运输路线，降低总运输功率和采装运输设备的等待时间，实时应对各种原因导致不能作业的情况，减少生产运输环节不必要的空跑和消耗，有效提高采装与运输效率。

卡车调度系统主要功能就是通过对露天矿采运设备的位置、状态、物料等信息的采集，实现对卡车、电铲等设备运行的实时跟踪与显示。首先由车载终端设备上的GPS卫星定位系统采集车辆的地理坐标、时间等信息，经过中央处理器处理之后由无线通信模块发送到无线通信网上，监控中心把各个车载终端传来的车辆位置数据显示在电子地图上。同时监控中心把与车辆现所在位置相关的地理信息传送给车载终端，在车载终端的显示屏上显示。司机可以在驾驶室的显示屏上看出本车与其他车辆的位置、满载与空载等状态，也可以显示采掘设备的工作或空闲状态。防碰撞摸块可以取得自车的位置信息，也可以接受周围车辆的信息，然后计算出本车与周围其他车辆的距离，并在显示屏上显示。对可能发生的危险用语音提示。

根据露天矿自身的实际生产模式及管理经验，可以对卡车调度系统自动计量处理逻辑进行设计，符合实际生产需求，经过设计调整，理论上自动计量准确率能达到100%，但目前由于卡车智能调度系统对生产管理人员、调度员、司机等都是一个新生事物，对于熟练掌握应用需要有一个逐渐过渡的过程，受此影响目前产量统计误差在1%左右。

（接上页）优化调度作为整个卡车智能调度系统的核心，以车流规划为基础的“基于目标产量完成度+当前车流饱和度”、“最早装完车法”、“电铲失衡调整法”等多种优化调度算法的实现，实现了产量最大化、设备效率最大化。优化调度根据矿区道路信息、各工程区域信息、相关设备信息，对所有卡车的全部可能调度方案进行优化运算，以最佳方案分派卡车以实现最高生产率。根据当班生产计划完成情况及生产实际情况采用车流规划方法随时对工作的车铲匹配提出建议。

系统实现超速报警、驶离指定路段报警、非排卸点卸车报警、无故停车超时报警等多种报警方式，车载终端向司机报警并向调度中心报告，系统自动记录报警位置、次数及时间，对安全行驶起到促进与警示作用。

3.2.安全监控自动化系统在露天煤矿中的应用

安全是煤矿生产的首要前提，一旦发生事故，后果不堪设想，煤矿事故的严重后果引起了人们对煤矿生产的反思，加强煤矿安全监控系统的自动化，能够有效防止各种安全事故，避免相关操作人员的生命及财产安全的威胁。想要防止煤矿生产中的安全事故发生，很大程度上依靠于对于各种数据的及时监控和预报。只有及时的监控和预报，才能实现煤矿安全监控系统的自动化。

（接上页）皮带运输系统是露天煤矿生产不可或缺的一部分，采出的煤由运输设备运送到一次破碎站，经过破碎后由皮带运输机送至不同的煤仓或是二次破碎站。运输过程中，皮带可能发生打滑、断带、跑偏等故障，严重的可导致人员伤亡、企业停产。由于运输距离长，完全由人工监控是不可能实现的。安全监控自动化系统的出现成功的解决了这个问题。监控自动化系统是由转矩传感器，中央处理器及计算机共同组成，中央处理器接收传感器传递的测量信号，与设定值进行比较，最后再送到上位机，由上位机进行图形和数据的显示。输出结果传送给执行机构，控制执行机构的动作。当皮带运输设备出现故障时，控制执行机构会立即发出制动命令。故障在可控的范围内，及时排除故障，既保证了人身安全，又不影响企业的生产。

4、结束语

数字矿山是基于信息数字化、管理控制一体化、决策处理集成化为一体，将当今的采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术、3S技术发展高度结合产物。要实现数字矿山，电气自动化技术的应用是重要的一步，电气自动化技术能对煤矿的生产环境进行有效的改善，能使煤矿员工脱离苦脏累险的工作环境，能够有效提高生产效率，是煤矿企业安全生产的重要保证。

［1］王永坤.电气自动化控制技术在煤矿生产中的应用探讨［J］.科技创新与应用，2015，（15）.

［2］马珍.煤矿电气自动化控制系统创新设计［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2014，08（09）：215-216.

［3］房付玉.电气自动化技术在煤矿生产中应用［J］.产业与科技论坛，2011，02（23）：242-243.