基于智能矿山的煤矿机电技术管理创新

2021-04-11

当代化工研究 2021年2期

（山西西山晋兴能源有限责任公司山西 030053）

引言

智能矿山煤矿机电技术管理机制的改革与创新，是确保煤炭资源开采工作安全顺利进行的关键。煤矿企业在运用智能矿山煤矿机管理技术时，必须充分发挥PLC、DCS、FCS、大数据、智能化、计算机自动化以及云计算等相关技术的优势，提高煤炭资源开采的自动化水平，通过构建智能矿山自动化监控平台的方式，推动煤炭资源开采的安全有序进行。

1.智能矿山定义分析

智能矿山实际上就是利用数字技术模拟矿山的一种技术，这种矿山模拟形态与真实的矿山结构与开采状态两者有着很大的相似之处。随着我国矿山智能化技术的迅速发展，智能化管理技术已经被广泛的应用于煤矿智能矿山管理平台的构建中，借助智能矿山丰管路平台，煤矿企业不仅实现了全方位安全控制煤炭开采作业的目的。而且就该平台的整体架构而言，由生产与感知、数据接入交换、数据处理、应用与决策、多维展示等结构体系组成的智能矿山管理平台中，数据接入交换主要包括了结构化数据、半结构化数据以及非结构化数据等三个结构类型。首先，结构化数据作为实时数据，也就是人们所说的热数据。其次，半结构化数据，指的就是增量数据。最后，非结构化数据，指的是离线数据，也就是冷数据。智能矿山管理平台中的数据处理，则主要涉及到了数据清洗、数据汇总、数据关联、指标计算、合并宽测等几方面内容。

2.智能矿山建设现状

(1)采掘设备智能化

随着越来越多的煤矿企业加入到智能矿山的建设中，煤矿企业在运用智能矿山管理平台时，应该充分发挥智能化技术的优势，减少企业在煤矿开采生产各个环节中的人力资源投入，从根本上促进煤矿开采安全性的有效提升。由于智能矿山减少的最终目的就是希望通过远程控制无人化采煤的方式，确保煤炭开采的安全高效进行。所以煤矿企业在建设智能矿山管理平台时，应该合理运用现代电子信息技术、计算机科学技术等先进技术，提高煤矿开采生产过程中各个生产流程的模糊化控制效果，才能在保证智能设备远程控制目标顺利实现的前提下，确保煤矿开采设备始终处在最佳的运行状态。此外，由于煤矿开采作业过程中，采煤设备处在同一个智能化控制系统中，该系统的运行过程中，促进了煤矿开采设备信息共享水平的提高，为煤炭资源开采工作的安全高效进行提供了强有力的技术支持。

(2)监测检测设备智能化

由于煤矿开采生产过程中使用的机电设备不仅复杂程度高而且数量较多。所以煤矿企业在煤矿开采生产过程中，必须采取积极有效的措施加强机电设备、生产环境等各方面的监测工作，确保煤矿开采作业的安全有序进行。煤矿企业在运用智能化监测设备检查煤矿生产过程时，应该将光感传感器、激光矩阵定位传感器、压力流量传感器等融合在一起，全过程监测煤矿生产，通过对煤矿生产过程中相关参数的采集和分析，为后续煤矿企业生产决策的制定提供数据依据。

3.智能矿山下的煤矿机电技术创新模式

(1)自动化技术的应用

以智能矿山为基础的煤矿机电技术作为一种高度集成的技术，融合了各种先进技术的优势。如果从整体结构分析的话，煤矿企业在煤矿开采过程中常用的自动化技术主要包括了以下几种：①PLC技术，PLC技术主要是借助嵌入式控制模式、回路调节模式、顺序控制模式等方式完善数据信存储、传输、计算、时间等限定功能。②DCS技术，DCS技术在煤炭开采设备连续工作中的推广和应用，不仅实现了全过程监控煤矿开采设备运行状态，优化和完善动态数据交互功能，收集煤炭设备运行的数据信息，确保煤矿开采生产的安全有序进行。③FCS技术，FCS技术在煤矿开采设备智能仪表设置中的应用，不仅具有良好的调制作用，而且该技术与其他技术的联合应用，促进了煤矿开采设备开采运行效率控制水平的有效提升。④大数据技术，大数据技术在煤炭开采设备中的推广和应用，促进了煤矿开采设备运行数据采集效率和水平的有效提升，煤矿企业通过构建数据库的方式，深入的进行煤矿开采设备运行数据的分类整合与管理，提高了数据记录工作的质量。此外，随着大数据技术在煤矿企业生产中的应用，管理人员科研运用大数据技术分析煤矿开采设备的运行状态，然后根据数据分析结果，优化和完善煤炭设备的机电自动化技术。

(2)煤炭资源安全开采

为了确保煤炭资源开采工作的安全顺利进行，煤矿企业必须充分发挥自动化开采技术在煤炭开采设备中应用的价值，根据煤矿安全生产的要求，配备安全采煤自动化技术、电控自动化技术、安全自动化技术等相关技术和设备。首先，借助安全采煤自动化技术远程启动采煤设备，提高煤炭资源开采的效率。其次，电控自动化技术作为一种重要的辅助技术，该技术主要是通过电控方式确保煤矿开采设备的安全运行。最后，安全自动化技术的应用，主要是通过为煤矿开采设备营造安全开采环境的方式，在煤炭开采区构建安全支撑体系，提高煤矿开采生产的安全性。

(3)事故提前预防以及规范化管理

煤矿企业生产过程中存在的各种安全隐患，既有可能来自于机电设备与人为操作，也有可能来自于设备作业环境。所以，煤矿企业应该在推动智能矿山平台建设工作时，必须从安全预防和管理等几方面着手推动煤矿企业机电技术的管理与创新。充分发挥智能煤矿机电设备管理平台的优势，全过程监控煤矿机电设备的运行状态，如果机电设备在运行过程中数据出现异常情况后，监控系统会立即启动预警机制，以便于后台管理人员在获得机电设备故障信号后，立即采取相应措施，为机电设备的运行提供安全防护。另外，由于受到煤矿机电设备自身存在的安全隐患、安装质量不佳、使用不规范等因素的影响，机电设备在使用过程中难免会发生各种安全事故。所以，煤矿企业必须根据煤矿开采生产的要求，定期进行机电设备的检查工作，确保机电设备始终处在最佳的运行状态。

(4)构建自动化监控平台

安全自动化开采技术的应用对于煤矿资源开采作业效率的提升有着极大的促进作用。随着大数据技术在煤矿资源开采作业中的推广和应用，煤矿企业应该合理运用大数据技术分析和挖掘海量数据优化煤矿开采作业的产品体系，提高煤矿开采的效率。

站在宏观层面分析，煤矿企业在运用大数据技术辅助煤矿资源开采工作时，应该充分发挥大数据技术的优势，做好以下几方面的工作：①煤矿企业在运用大数据技术时，不能再像以往那样运用小样本数据，而是应该借助大数据技术进行数据的深度分析和研究。②不但要注重微观数据的精确性，而且还应从宏观数据层面着手，提高数据的分析和应用效率。③在注重传统因果关系的基础上，通过辩证分析的方式，将所有相关关系融合在一起，确保煤矿资源开采作业的安全顺利进行。另外，煤矿企业在煤矿资源开采作业过程中，应该充分利用大数据技术的优势，利用先进的传感设备与超强计算能力，对现实世界、虚拟世界中产生的海量数据进行深度的挖掘和解析，才能在做出准确行为判断的基础上，制定出最佳的应对策略。智能煤矿管理平台的构建以及大数据技术的推广应用，为煤矿资源开采过程中从数据交换接入、处理、应用决策、多维展示等系统结构中分类整理海量数据信息提供了便利，推动了煤矿资源开采工作模式的改革与创新。由于煤矿资源开采过程中，企业收集的数据信息是煤矿开采大数据的基础内容之一，所以煤矿企业在进行煤矿开采数据信息的加工处理时，必须从不同类型的数据中挖掘其中最有价值的数据，然后通过组建煤矿开采技术模型的方式，辨析煤矿开采动态的安全性与稳定性，以便于为管理人员进行数据信息的深度挖掘提供技术依据。首先，宏观层次分析。煤矿企业必须设计完整的自动化监控平台技术路线，将煤炭设备自动化控制系统、智能化监控网络与数据决策支持系统等紧密的联系在一起，为煤矿开采智能化管理平台的升级提供技术依据。其次，煤矿企业在构建自动化监控平台时，必须将自动运行功能、煤炭开采处理过程管控功能、工况优化功能、信息挖掘功能、异常感知功能以及故障修复功能等融为一体。

作为煤矿企业来说，在构建煤炭开采设备自动化监控平台时，必须坚持以下几方面的原则：①总体结构设计。煤矿企业应该充分发挥自动化控制技术与人工智能技术的优势，进行煤矿开采自动化系统的设计。②功能设计。设计人员应该严格的按照求真务实的原则和要求，优化煤矿开采自动化平台系统的功能，严格的按照煤炭资源开采工作的要求，做好各个功能模块的技术研发工作，确保相关软硬件设备的通用性与标准性。③通讯保障自动化。设计人员必须严格的按照煤炭资源开采工作的要求，建立完善的煤炭设备运行通讯网络，搭建煤炭资源开采区域设备配置通讯网络，提高煤炭资源开采的效率。