自动化技术在煤矿安全生产中的应用及改善措施

2023-09-18景少波

陕西煤炭 2023年5期

景少波

(陕西陕煤陕北矿业有限公司,陕西榆林 719000)

0 引言

随着科学技术的迅速发展,煤炭工业也达到前所未有的规模,煤矿企业要想更上一层楼,就必须解决目前存在的一些问题。煤矿的生产事故给企业和社会带来了很大损失,必须持续改进矿井的安全生产条件。在煤矿的安全生产中,采用自动化技术可以提高从业人员的生命安全。自动化技术在煤矿生产中占有举足轻重的地位,是当前矿井安全运行的必备技术。通过长期实践,发现在矿井中采用的自动化技术主要包括软硬件2大类。将自动化技术引入到矿井中,既能有效地监测矿井的安全运行,又能使矿井的整体工作环境得到改善,并提高生产效率。

1 信息化建设概述

企业的信息化是企业在经营、管理等各个层面、各个环节、各个方面,充分开发和广泛利用企业内部和外部的各种信息资源,逐步实现企业的全自动化[1-3]。企业的信息化建设是一个循序渐进的过程,主要包括以下4方面内容。一是数字化,将库存信息、销售凭证、费用、采购凭证等数据存储在数据库中,便于随时查询和调用。二是程序化,即过程的电子化,通过软件或其他方式使企业的标准化过程得以固化,从而使与此过程相关人员的工作更为标准化、有效。三是科学化,即为决策提供科学的支撑,利用信息化技术对数据库中的原始数据进行科学的处理,获得有用的信息,以帮助管理者做出科学的决策,是一种辅助决策,自动化控制系统示意如图1所示。四是电子商务,以互联网为基础的企业电子商务系统,利用计算机网络技术,将信息流、资金流、物流整合起来,进行商业和贸易的综合。煤矿信息化建设的重点是建立健全信息服务系统,既要及时提供准确的行业基础信息和各类市场信息,做好信息源的系统建设,又要通过对信息归类加工、分析提供对企业有指导意义的增值信息服务,在煤炭企业开发、生产、销售和服务的全过程通过信息集成、过程优化及资源优化配置,实现物流、信息流、资金流的集成和优化,从而提高企业的市场适应力和竞争力[4-7]。

图1 自动化控制系统示意

2 自动化技术在煤矿安全生产中的应用

2.1 煤矿安全检测系统的自动化应用

长期以来,煤矿安全问题频发,强化和提升煤矿安全监测系统的自动化水平,可以有效防止各类生产事故的发生,也能使工作人员的生命健康免受威胁。矿井安全监测系统能够实现对矿井内气体浓度的实时监测,还能够实时的监控矿井的运行情况,以制定相应的预警措施,确保在矿井危险到来之前,能够有效地消除安全隐患[8-10]。采用自动化技术可以保障矿井的安全运行。

2.2 自动化技术在煤矿通风系统中的应用

由于矿井本身的生产条件和生产对象复杂多变,在生产过程中的工作条件比较苛刻。根据通风系统的特点,一般采用分层、分散等自动化设计方法。矿井通风的自动化系统可以采用光纤传输和乙太环形网络作为支撑,这些技术在某种程度上保证了系统的安全性和可靠性[11-13]。另外,为了保证矿井自动通风系统的安全、稳定运行,目前矿井大多采用VC+++组态控制软件,并在主站和分站间进行控制。但自动化通风系统也有其自身的特点,矿井通风系统必须具备自动化控制、数据处理等功能,以确保矿井通风系统的运行效率。

2.3 自动化技术在煤矿排水系统中的应用

矿井排水系统的安全管理,有利于矿井的安全管理。然而,自动化技术在矿井排水系统中的运用,使整个排水系统的整体性能得到改善。根据矿井的实际情况,以及矿井的运行情况,自动排水系统必须要有自我保护、管理和决策、数据传输、自动操作、综合控制等功能。从而使自动排水系统的安全性、可靠性和合理性得到进一步的提高,保证矿井的安全运行。

2.4 自动化技术在煤矿供电系统中的应用

在矿井电力系统中,一般采用监控分站、综合保护器、传输管道、地面集控中心4个部分。全面保护是指对电力供应和配电设备进行有效的测试和分析,以监测其实际工作状况,而地面集控中心则是以电力系统为核心对电力系统进行实时监控,并对其所探测到的数据进行综合分析。在实际操作中,监控分站起到联接的作用,是电力系统的核心环节。监测子站能够将有关现场设备的信息进行适当变换。这类系统实现对地面分站和综合保护装置的数据控制。将自动化技术运用于电力系统的各个环节,是保障电力系统安全的重要保障。

2.5 自动化技术在煤矿机械中的应用

自动化技术在煤矿机械中的应用日益受到重视,使矿井生产更加智能化、无人化、人性化。比如,在实际开采中,要根据煤层的具体赋存条件,对传统的采煤方法进行改造,使其技术水平得到提高,采用现代化的机械代替手工作业,可以使矿井的安全风险指数大大降低。

3 面临的问题及改善措施

3.1 信息化、自动化建设中面临的问题

3.1.1 煤矿的特殊环境问题

首先是矿井的特殊生产条件,工人们将面临“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”五大灾害的威胁。其次,煤矿采掘采用了大量的设备,由于技术复杂,煤矿的技术水平比其他企业要高,这就给信息化技术的推广造成一定的困难。此外,矿井生产事故多,风险大,通风、排水、供电等各环节出现问题,都会导致严重后果。煤矿的特殊生产环境给企业的信息化带来巨大挑战。

3.1.2 观念和人才方面的问题

煤矿领导,特别是“一把手”的思想认识,直接关系到矿井信息化工作的开展。当前,一些领导干部对信息化建设的认识还停留在以下几个方面。一是“简单化”,以为信息化、自动化是一件很容易的事,弄一台电脑,买一套软件,就可以完成信息化建设。二是“模式化”,把信息化、自动化作为煤矿治理的“灵丹妙药”,对信息化建设寄予厚望,无论哪种管理体制都能解决问题;然而部分职工消极接受,认为煤矿信息化对原有的工作模式产生了一定的影响,对新技术的运用持怀疑的态度,不愿意接受新的技术,从而严重制约了煤矿信息化、自动化的实施。另一方面,煤炭企业缺少专门的技术人员和复合型的管理人员。首先,我国煤炭企业职工的平均知识水平不高,煤炭企业生产环境恶劣,为煤矿企业引入信息技术人员带来了困难。此外,煤炭企业长期以来重视生产效益,忽视了对人才的激励,造成了信息化人才的流失,在人才流失之后,才会进行培训,而专业人才的培养过程则是一个漫长的过程。

3.1.3 技术和管理方面的问题

其主要表现,一是煤炭企业在信息化方面的投资力度不够,投资结构不够合理。矿井设备陈旧,大部分不具有数字传输、程控等功能;在用设备由多家厂商提供,设备技术参数和通信接口不统一,给日后的整合管理带来一定的难度。由于矿井的开发和软件不能满足要求,导致开发出来的软件与现实要求相差很大。二是由于煤矿信息化建设不够科学,导致“信息孤岛”。信息化建设要走到哪里,在建设信息系统之前,没有对各个部门的业务需求进行充分的调查,也没有对各个信息系统进行总体的规划,造成日后的信息化建设中,很难避免系统间的不相容、信息不能共享的问题。三是矿井的信息化建设还不够完善。信息化建设需要现代化的管理,需要标准化、精确性、及时性、系统性和安全性,而随着信息化水平的不断提升,传统的管理思路、方法、制度也必须随之发生改变。四是忽视了信息资源的管理。煤矿建设了很多信息化子系统,虽然已经完成了煤矿机电设备的基本数据上传,但是没有对后期的大数据进行分析、决策、推送和数据挖掘,造成了大量人力物力的浪费。

3.2 改善措施

3.2.1 加大资金投入力度

煤炭企业要在安全生产中加大资金的投入,通过研发、引进先进的设备来替代旧设备,大力推广和应用新的技术。加大与科研单位的协作,深入分析矿井各类安全隐患的成因及防治措施,采用先进的工艺、自动化系统,提高矿井生产水平,加强对各种因素的监测,确保矿井生产安全。

3.2.2 开发矿井自动监控系统(装置)

为了进一步提高自动化监控系统的准确性和可靠性,必须对矿井的自动化监控系统、设备和技术进行深入研究。煤矿视频监控系统示意如图2所示。基于已有的监控系统,并与自动化技术相结合,对其进行改进和更新,可减少数据采集、传输过程中的错误,提高电力设备的灵敏度,从而使瓦斯治理的技术水平得到进一步提高。同时,通过消防系统的合理使用,可以使采空区的火情预测更加精确,从而有效地预防和控制煤矿生产中的火灾隐患,进而保证矿井的安全。