矿山综合自动化系统的研究及实践

刘鹏南

（山东黄金矿业（莱西）有限公司，山东 青岛 266000）

为了更好的展示综合自动化系统设计的内容，本文以山东黄金莱西公司为例介绍矿井生产各环节内容，使生产工作的运输、供电、通风、排水等能力得到显著的提高。矿井生产包含的内容众多，所以在综合自动化系统设计期间会根据各生产环节的工作要求确定铲装、运输、开采、排水、供电专业等诸多系统，以往矿井生产各环节的系统没有合理的进行设计，使监控系统与监测系统两者相互独立，无法合理的整合信息，为解决相应问题对矿产生产工作效率形成的影响，打造科学的通信管理架构，通过综合自动化系统提高矿山产的整体工作水平。

1 矿山综合自动化系统建设目标

矿井生产工作因为工作地段环境恶劣对生产作业形成不少的影响，为保证各项工作顺利进行，有必要加强对各环节工作系统的掌管力度，这也是矿山综合自动化系统设计的目的，解决传统各子系统信息无法相互兼容的短板。目前，在通信技术、网络技术、视频技术、自动控制技术相继出现的背景下，为综合自动化系统设计提供技术保障，在各类设备逐渐完善的基础上，为设备与相应技术应用在矿山综合自动化系统设计中提供可能。构建满足各类工作进行的网络平台，面对各类系统进行合理的设计，从而让语音、视频、文字等数据实现共享，在数据合理应用下为控制生产工作的进行提供指导，保证工作可以顺利开展，让工作人员在安全的环境下工作，通过各环节数据的科学管控，高效的完成生产作业任务，让矿井生产带来良好的经济效益[1]。

2 矿山综合自动化系统的组成内容

2.1 矿井千兆工业以太环网网络平台

本文所举的山东黄金莱西公司综合自动化系统设计期间，将千兆工业以太环网作为各系统合理管控的基础，在此期间应用很多新兴技术，比如控制领域技术以及通信技术对生产作业数据进行合理的管控，可以解决就地控制事故隐患，还可以合理的将各设备连接在一起，解决传统设备脱节无法快速发挥工作效能的问题[2]。

目前，矿山生产需要打造具备良好信息统筹能力的自动化控制平台，在统一先进的网络平台上，合理配置系统参数，让信息安全、可靠的传输，实现信息共享，指导矿山生产工作进行，在此期间提高工作的效率。矿山作业环境非常恶劣，以往工作管控方式不科学，致使工作人员无法快速发现安全隐患，最终酿成安全事故，不仅会缩减企业在矿井生产的效益，还会对现场工作人员的人身安全造成巨大的威胁[3]。

使用自动化网络控制平台，在此期间可以通过技术驱动，使矿井工作环境数据得到合理应用，在环网冗余技术下使信号可以在0.3s内快速恢复，提高矿井自动化综合系统运行的可靠性。操作网站可以根据平台接收的各类子系统数据完成工作信息的分析，通过主控装置发送指令，在整个过程中完成信息数据的采集、传输、控制等工作。在各类接口组件、WAP服务器、软件与交换设备作用下，使信息实现共享，在局域网内快速完成数据交换工作，在一体化自动系统下高效的完成各项工作。

2.2 信集闭自动化控制系统

在信集闭自动化控制系统设计期间，考虑矿石铲装、运输与卸载等作业，在自动化控制系统设计期间必须以此作为考量要素，分析生产作业全流程，工作人员负责的工作任务，由于井下巷道众多，交叉点非常繁杂，容易因为地质条件复杂、运输条件恶劣等因素，使安全管理工作难以有效开展。因此，设计信集闭控制系统需要保证列车进入、电动道岔位置、信号机显示三者存在区间闭塞关系，且具备连锁性。在人为故障或设备损坏的情况下依然可以完成对工作地段的监管，防止事故发生，在自动调车期间实现矿石车的调控工作，信集闭自动化控制系统与传统系统工作方式不同，不在停车板动道岔，在工作行为得到合理删减的前提下，大幅度提高机车运行效率，加快矿车周转速度，在此期间通过减少启动次数、频繁停机次数以及机车频繁启动形成的各类故障事件，使矿井生产可以高效推进。

目前，信集闭自动化控制系统在矿井生产中的工作效果非常显著，运行可靠稳定，为-500m巷道生产运输工作安全进行提供坚实的保障，还可以在系统监管下降低工作人员的劳动压力，提高运输效率。信集闭自动化控制系统在当下矿井生产中，是一种工作效果非常好的机车控制系统，工作单位应该根据工作需求以及技术发展情况，不断优化系统，看到其在未来具备的发展潜力，加强对其的研究程度。

2.3 井下无人值守变电所系统

生产工作必须根据矿井安全生产与自动化建设方面的要求，确定生产工作相应的设备。35Kv变电站以及其他装置均应该根据矿山生产的实际情况，结合工作要求进行自动化改造。

通过设备对矿井工作区域进行无死角的监管，通过自动控制实现无人值守，由此可以掌握监测区域的情况，还可以防止人为因素引发安全事故。

井下无人值守变电所在设计时，会根据工作区域的情况分为井上低压变电所与井下中央高压变电所，应该根据井下各设备的供电需求合理设计组态界面，对变电所运行参数进行全过程监管，由此在控制中心完成监管工作。通过分闸、合闸的操作，提高系统运行的安全性、可靠性，组态界面可以展示报警历史操作记录等方面信息，通过井下无人值守并结合设备监测得到的信息，模拟三相电压，为工作更好开展提供重要参数。

2.4 矿井数字化图像监视系统

莱西公司在自动化改造期间，分析传统工业电视组网模式在工作中存在的种种问题，合理的设计系统改造方案，目前必须保证视频信号可以无阻碍传输，因此采用总线方式设计系统，实时监测矿井生产与其他环节工作的进行情况。工作图像信息可以由调度中心的大屏幕或是电视墙定点播放，由此完成对生产工作的实时监控，还会对重要信息进行数据备份。矿井数字化图像监视系统在设计时，考虑到数据信息收集需求，引入识别技术以及图像技术，相应技术经过优化改良可以实现关键地点警工作，系统扩容异常便捷且结构简单，在设计过程中可以有效的削减生产作业所用的人力资源，节省大量的投资成本。

3 矿山综合自动化系统特征

井下生产工作存在较高的危险性，为了在相应条件下实现安全、高效的采掘作业，必须加强对工作区域的监管，本文以山东黄金莱西公司为例，根据地区环境设计综合自动化系统，搭建千兆工业以太环网的网络平台，在相应平台下建设综合自动化系统，由此可以实现超深开采工作，使矿山建设在综合自动化系统的辅助下安全、高效进行。在系统中采用图像差分法与网络视频监控技术互辅互助的方式，完成工作区域检测，在网络视频技术的加持下对工作区域进行科学的管控，一旦发现工作区段存在故障隐患便会快速报警，由此可以解决异常情况生产作业形成的安全威胁。使用光纤通信技术使综合自动化系统的数字化水平得以提高，建立适合应用在矿山建设中的数字化系统，完善技术体系内容，保证采集工作可以高效进行。

4 矿山综合自动化系统效益分析

矿井综合自动化系统建设的目的是提高矿井生产工作效率，通过系统对工作环境进行全过程监测，可以通过掌握的井下各作业面的产信息，对生产作业面环境等情况进行合理监测，在矿井生产作业期间快速发现存在的安全隐患，使工作人员可以快速掌握相关信息并进行预防，由此创建安全的矿井生产环境，使工作安全、可靠的进行，由粗犷式的管控变为精细化管理，生产工作也由传统体力劳动向脑力劳动过渡。此一变化会瞬间提升产作业团队的整体技术水平，有利于业社会地位的提升。

5 结语

矿山生产在较大的难度，无法使各自动化制系统良好的运行由此会产生信息孤岛，为了使矿山生产可以获得良好的经济效益与社会效益，当下针对矿山产系统出现的问题，考量工作需求提出综合自动化系统设计方案，建立综合自动化系统，使各子系统可以相互协调实现信息共享。综合自动化系统应用在矿山产过程中已经获得良好的效果，当下还需要根据现有工作收集到的信息，对矿井生产工作进行合理的监管，需要统一控制安全生产调度层、过程控制层与其他管理层，改变矿山粗放的管控模式，通过数据模型、数据仓库的建立，分析生产区域的数据信息，提高矿山生产的安全性。