论述煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势

杨 伟

神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿信息监测中心

论述煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势

杨 伟

神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿信息监测中心

在我国，虽然很多人倡导使用可再生的新能源来代替不可再生的能源，但是新能源在发现直到实现大规模的使用过渡时期，煤矿资源的使用量是不会减少的。社会上对于煤矿生产企业生产煤矿的数量远远不足，矿井环境不稳定，煤矿机电设备老旧，对于煤矿开采工人的生命安全会形成很大威胁，自动化技术已经应用到了很多领域，并且对于提高生产效率起到了很好的促进作用，很多大型煤矿已经充分意识到自动化技术和通信技术的重要性。目前也有很多的自动化技术与通信技术被应用到了煤矿开采工作中，煤矿的开采效率得到提升，煤矿开采人员的生命安全得到进一步保证，煤矿开采企业的整体收益也得到了显著提高，自动化技术和通信技术必然会成为煤矿机电设备未来发展的主要方向。

煤矿；自动化技术；通信技术；现代化发展

1 煤矿自动化技术

1.1 在煤矿升降系统设备中的应用

煤矿升降系统设备是整个煤矿生产过程中最为重要的机械设备，其自动化程度相对较高，煤矿升降系统设备的主要作用是采掘井下的煤炭资源及下放开采煤矿所需要的材料及各种设备。应用自动化技术于煤矿的升降设备中，能够通过直接修改PLC软件程序实现对升降系统的整体操控，另外，PLC的报警功能还能够实现对系统故障的及时报警。事实证明，将自动化技术应用到煤矿生产的升降设备中大大地提高了系统的安全性，使得系统的安全效率达到了98%。

1.2 在煤矿采掘系统设备中的应用

煤矿开采矿井的工作环境恶劣，矿井结构复杂，煤尘及地下水等均会对煤矿开采的安全性与效率造成影响，另一方面，煤矿的开采工作量相对较大，煤矿开采人员稍有不慎，就可能将自己陷入一种危险的情境之中，因此提高煤矿采掘的效率及安全性是非常有必要的。自动化技术应用到煤矿采掘设备中极大地提高了采掘的效率与安全性。

煤矿产业的生产过程中，采掘设备是重要的工具之一，自动化技术在煤矿采掘设备中最主要的应用是电牵引采煤机。电牵引采煤机具有采煤机的诸多优势，牵引能力非常强，即便是在采煤机下滑的时候，电牵引采煤机依然可以完成制动任务。实际的煤矿开采过程中，经常会遇到一定的倾斜角，如果是普通的煤矿采掘机，采掘机很容易因为失去动力而出现停机的状况，但是电牵引采掘机不同，电牵引采煤机能够在保证正常开采的情况下，维持采掘应有的动力，从而使得煤矿开采效率得到提高，也使安全性得到提高。电牵引采煤机主要是通过在采煤机上安装监控和控制等自动化设备，利用传感器，在设备开始运行时，对系统的运行数据进行计算与控制，然后根据得出的数据分析实际情况，从而做出相应调整。

1.3 在煤矿监控系统设备中的应用

煤矿行业具有高危性，所以煤矿生产过程中进行全方位的立体实时监控非常有必要，现代化的矿井监控建立了包括安全监测、工业电视、电网监控、井下人员跟踪定位和井下移动通讯等子系统在内的监测监控系统，实现了对矿井中各个部位的监控，监测监控系统的监控范围包括提升系统、传输系统、防爆系统、井下排水系统和地面压风系统等矿井安全生产环节。

2 煤矿通信技术

2.1 矿用无线通信技术

为了防止假冒机电设备运用在煤矿安全生产中，保证煤矿井下生产安全，可以采用基于物联网的矿用无线通信技术。众所周知，无线传输在煤矿井下衰减程度较大，在地面上可以有效运用的物联网技术难以有效运用于煤矿井下，因此，必须要根据煤矿井下的特点，有效运用物联网技术。针对矿用物联网信息数据进行编码、输送及整理操作；设计与研究煤矿用车、人员等多种动静态目标管理系统；对多数工作及操作人员设计人机环闭锁系统；针对矿用产品和重大设备设计跟踪系统。随着科学技术和网络信息技术的持续进步，煤矿井下多种矿用产品及重要设备都需要利用物联网无线通信技术实现，并且利用这一技术来提升生产效率、保障生产质量。

2.2 矿下人员精准定位技术

煤矿是事故多发的场所，一旦出现煤矿事故必须要及时准确地对矿下工作人员进行定位，从而对被困人员有一个全面的了解，协助救助人员开展高效救援。但是全球GPS定位难以全面覆盖煤矿井下的各巷道，当下我国多数煤矿的井下人员定位技术使用的是无线射频识别技术，该技术虽然也能对矿下人员展开定位，但是其定位并不十分精准，难以有效协助救援工作的开展。因此，必须要有效结合矿下的具体环境特点，深入和细致研究矿井下的网络定位系统及算法，研究与开发更加精准的煤矿井下人员定位系统，为矿下工作人员提供更强大的生命安全保障。

2.3 全方位传感技术

为了能够实时检测井下瓦斯浓度，防止瓦斯浓度超过规定值而产生重大煤矿安全事故，要在矿下的各个重要位置布置传感器。传感器的大量分布并不会造成安全投入成本的增加，反之还会有效分担系统工作。实际系统运行和使用中，可结合矿井下煤矿采掘具体位置、巷道风速、瓦斯分布的波动等情况来设计和安置传感器(如图2所示)，对各种设备是否吊挂、断电浓度、报警临界值等进行监测，实现传感器的大范围分布，保障煤矿井下工作人员的安全，确保煤矿井下各项工作的顺利开展。

3 结束语

新能源的发现与大规模使用需要一个时间段，我国对于煤矿资源的利用量还非常大，目前煤矿资源的需求量与煤矿资源的开采量不成正比，需求量远远小于开采量。经常有煤矿安全事故的发生，煤矿井下工作环境是非常恶劣，煤矿采掘地质状况也是非常复杂，工作人员稍有不慎就可能造成危险。在整个煤矿的开采过程中，最重要也是最常用的机电设备有升降设备、采掘设备以及监控设备，而自动化技术与通信技术在煤矿机电设备中的应用大大提高了煤矿开采的安全系数，提升了机电设备的安全性，保障了工作人员的生命安全，体现了“人性化、信息化、高度自动化”，最终提高了煤矿生产的效率。

[1]韩红杰，于长波，杨月慧.煤矿通信常用的设备与功能分析[J].煤炭技术，2012(09)：123～132.

[2]王博涵.浅谈煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势[J].科技风，2014(08)：11～17.

[3]孙继平.煤矿自动化与信息技术回顾与展望[J].工矿自动化，2014(09)：17～21.

[4]张鑫，刘东华.浅析矿井通讯技术[J].煤炭技术，2014(06)：109～117.

[5]李玟姜，张文超.基于扩频通信技术的煤矿井下综合自动化系统研究[J].