煤礦機電信息化管理實現(xiàn)淺析

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摘要：隨著信息化時代的到來，實現(xiàn)煤礦機電管理的信息化是大勢所趨。通過應(yīng)用信息化技術(shù)，不僅可以提高煤礦機電管理的效率，還能提升煤礦生產(chǎn)的安全性。分析了煤礦機電信息化管理的優(yōu)點，重點探討了煤礦機電信息化管理的實現(xiàn)及應(yīng)用，可為煤礦機電管理的信息化提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；機電；信息化；管理

現(xiàn)代化礦井的一個重要標志就是生產(chǎn)高度信息化，在生產(chǎn)中可以實時獲取重要的參數(shù)?；谛畔⒒夹g(shù)，現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)效率變得更加高效，同時也變得更加安全。隨著煤礦產(chǎn)業(yè)升級的進行、煤礦智能化的推進，煤礦機電信息化管理是大勢所趨。信息化管理的重點不僅僅在于機電設(shè)備運行參數(shù)的采集，更注重于狀態(tài)控制[1-3]。因此，認識煤礦機電的信息化管理十分重要。本文分析了煤礦機電信息化管理的優(yōu)點，重點分析了煤礦機電信息化管理的實現(xiàn)及應(yīng)用情況。

1煤礦機電信息化管理的優(yōu)點

現(xiàn)代化礦井中應(yīng)用了大量的機電設(shè)備，例如提升機、采煤機、運輸機及通風機等。為了保證這些設(shè)備能安全運行，必須對這些設(shè)備進行管理。隨著信息化時代的到來，煤礦機電信息化管理已成為必然。與過去的人工管理相比，信息化管理具有管理效率高和安全性高的優(yōu)點。下面將進行詳細介紹。

1.1管理效率高

在實現(xiàn)機電信息化管理后，管理效率將變得更高，可實現(xiàn)管理的自動化和無人化。在過去，機電管理時需要很多的技術(shù)人員到現(xiàn)場讀取各種設(shè)備的運行參數(shù)，然后進行匯總，進而實現(xiàn)對機電的管理。這種管理方式不但煩瑣，而且工作量大，需要消耗大量的人力和物力，整個過程可能需要持續(xù)幾天時間[4-7]。更重要的是，讀取的數(shù)據(jù)量很少，一旦數(shù)據(jù)錯誤，很容易導(dǎo)致機電管理失敗。而在采用信息化管理后，主要通過傳感器來采集機電信息，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行數(shù)據(jù)實時傳輸?；静恍枰嗟娜藚⑴c，自動化程度極高。

1.2安全性高

與人工管理相比，信息化管理的安全性大幅度提高。在煤礦生產(chǎn)中，安全非常重要。通過信息化管理，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障并做出有效決策，從而避免安全事故的發(fā)生。機電信息化管理中采用了各種傳感器，主要用來采集各種狀態(tài)參數(shù)，還應(yīng)用了遠程視頻監(jiān)控技術(shù)，可在地面上實時查看機電的現(xiàn)場運行狀況。對生產(chǎn)中出現(xiàn)的危險情況，可及時準確地做出判斷，從而避免安全事故的發(fā)生。

2煤礦機電信息化管理的實現(xiàn)

以上分析了煤礦機電信息化管理的優(yōu)點，主要是管理效率高和安全性高。下面將重點分析煤礦機電信息化管理的實現(xiàn)，主要包括硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)。

2.1硬件實現(xiàn)

為了實現(xiàn)煤礦機電信息化管理，需采用一系列的硬件設(shè)備。這些硬件設(shè)備通過有序連接構(gòu)成了系統(tǒng)，如圖1所示。由圖1可見，硬件部分主要包括中央控制室、各種服務(wù)器及各種控制分站。由于涉及的設(shè)備和設(shè)施比較多，下面將簡要地分析一些關(guān)鍵設(shè)備的功能。在煤礦信息化管理中，通常需要設(shè)立中央控制室。中央控制室通常位于地面，負責管理煤礦生產(chǎn)過程中所用的機電設(shè)備及用電情況，通常由各種控制主機和服務(wù)器組成?？紤]到需要管理的設(shè)備比較多，需要采用多個控制主機，主要有通風、給排水監(jiān)控系統(tǒng)主機，選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)主機，主井、副井提升監(jiān)控系統(tǒng)主機等?？紤]到機電設(shè)備的差異性，在生產(chǎn)中采用了多級信息化管理，即采用了多分站技術(shù)。例如，在對皮帶機進行管理時，采用井下皮帶監(jiān)控站。井下皮帶監(jiān)控站主要負責采集皮帶運行過程中的參數(shù)，包括皮帶的運輸速度、溫度、功率及載重量等。與此同時，還采用了視頻監(jiān)控來查看現(xiàn)場的運行情況。多分站技術(shù)的最大優(yōu)點是提高了系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，避免了各個監(jiān)控站運行過程中的相互干擾。各個監(jiān)控站采集的數(shù)據(jù)要傳遞到地面的中央控制室，這就要搭建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。考慮到需要傳輸高清視頻數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用了工業(yè)以太網(wǎng)。為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，以太網(wǎng)的帶寬達到了1000Mb?？紤]到數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容較多，為了保證信息傳輸?shù)膶崟r性和降低誤碼率，在各個數(shù)據(jù)傳輸時至少需要中轉(zhuǎn)1次。中轉(zhuǎn)通常采用冗余服務(wù)器完成。經(jīng)過多級傳輸，數(shù)據(jù)最終到達位于地面的中央控制中心。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示，還需要對機電的各種參數(shù)進行處理，這需要采用軟件實現(xiàn)。

2.2軟件實現(xiàn)

在進行機電信息化管理時，軟件也非常重要。通過軟件實現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)的查看和對井下設(shè)備的性能操控。軟件的主要功能是對采集的數(shù)據(jù)進行處理并輸出，輸出的結(jié)果主要是各種曲線、狀態(tài)參數(shù)、畫面及報警狀態(tài)等[8-10]。圖2所示為煤礦機電信息化管理系統(tǒng)的1個子系統(tǒng)———壓風監(jiān)控系統(tǒng)的畫面。從圖2不僅可以看出煤礦主要空壓機的運行參數(shù)，例如供氣壓力、排氣溫度、運行狀態(tài)等，還可以看出通過軟件可對壓風機進行啟停操作。這充分體現(xiàn)了信息化管理的優(yōu)勢。與其他電腦軟件不同，這里的軟件需要根據(jù)控制設(shè)備進行編寫，是面向硬件的軟件。在編寫軟件時，要重點結(jié)合監(jiān)控設(shè)備的特點。為了保證設(shè)備運行的安全性，需要根據(jù)異常情況設(shè)定自動報警程序?？紤]到軟件的編寫比較復(fù)雜，這里不再進行贅述。

3煤礦機電信息化管理的應(yīng)用

以上分析了煤礦信息化管理的實現(xiàn)。為了更好地認識煤礦信息化管理的優(yōu)勢，下面介紹其在煤礦機電管理中的重要應(yīng)用情況，主要包括在防越級跳閘中的應(yīng)用和礦井主通風機運行狀態(tài)管理中的應(yīng)用。

3.1防越級跳閘中的應(yīng)用

高壓線路的保護器越級跳閘對煤礦生產(chǎn)十分不利。所謂越級跳閘就是在發(fā)生故障時，鄰近的高壓保護器不發(fā)生動作，而較遠處的高壓保護器發(fā)生了動作。越級跳閘會造成大面積停電，嚴重影響煤礦的正常生產(chǎn)，更為嚴重的是，會對某些設(shè)備造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。雖然已經(jīng)對高壓保護器的整定值進行了調(diào)整，但是并不能完全阻止這種情況的出現(xiàn)，這是由于電網(wǎng)中故障電流的變化情況比較復(fù)雜。為了能較好地處理這種問題，對保護器進行了信息化管理。基于信息化的防越級跳閘管理如圖3所示。基于信息化的防越級跳閘可對電網(wǎng)中多個母線的電流進行實時監(jiān)測，且各個監(jiān)測器之間進行相互通信。一旦發(fā)生異常情況，通過對監(jiān)測器監(jiān)測的信號進行綜合處理，最終決定高壓保護器的動作方式。該系統(tǒng)在山西A礦得到了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，在采用該系統(tǒng)之后，越級跳閘的次數(shù)降為零，每年可為煤礦創(chuàng)造經(jīng)

3.2礦井主通風機運行狀態(tài)管理中的應(yīng)用

礦井主通風機的運行效率對用電成本十分關(guān)鍵。在絕大多數(shù)礦井，礦井主通風機的用電量要占到礦井總用電量的50%~60%。主通風機處于低效率工況點時，需要花費更多電費，這不利于礦井運行的經(jīng)濟性。礦井主通風機工況點的改變主要是由于礦井通風網(wǎng)絡(luò)的改變導(dǎo)致了礦井通風阻力增加。為了更好地實現(xiàn)礦井主通風機的節(jié)能，很多煤礦對礦井主通風機進行信息化改造。通過對煤礦井下通風網(wǎng)絡(luò)中的風量進行監(jiān)測，實時核算礦井通風阻力。根據(jù)核算的礦井通風阻力，在不停機的狀態(tài)下實現(xiàn)對通風機運行狀態(tài)的調(diào)整，從而保證主通風機處于高效率運行狀態(tài)。山西B礦在礦井主通風機運行狀態(tài)管理中應(yīng)用信息化管理后，實現(xiàn)了主通風機的長時間高效率運行。經(jīng)過測試分析發(fā)現(xiàn)，平均每個月可節(jié)省電費2×105~3×105元，目前已累計為該礦創(chuàng)造了8×106元的經(jīng)濟效益。

4結(jié)語

隨著煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)的進行，非常有必要實現(xiàn)煤礦機電的信息化管理。信息化管理具有效率高和安全性高的優(yōu)點。為此，需要在有條件的情況下推進煤礦信息化管理。煤礦信息化管理的關(guān)鍵在于煤礦信號井下和地面的高效傳輸。通過分析信息化管理在煤礦主通風機和防越級跳閘中的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)，煤礦機電信息化管理的應(yīng)用可為煤礦創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益。

作者:蘇志萬 單位:華陽新材料科技集團有限公司二礦