煤礦機電信息化管理實現淺析

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

關鍵詞：煤礦；機電；信息化；管理

現代化礦井的一個重要標志就是生產高度信息化，在生產中可以實時獲取重要的參數。基于信息化技術，現代化礦井的生產效率變得更加高效，同時也變得更加安全。隨著煤礦產業升級的進行、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備運行參數的采集，更注重于狀態控制[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點，重點分析了煤礦機電信息化管理的實現及應用情況。

1煤礦機電信息化管理的優點

現代化礦井中應用了大量的機電設備，例如提升機、采煤機、運輸機及通風機等。為了保證這些設備能安全運行，必須對這些設備進行管理。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點。下面將進行詳細介紹。

1.1管理效率高

在實現機電信息化管理后，管理效率將變得更高，可實現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人員到現場讀取各種設備的運行參數，然后進行匯總，進而實現對機電的管理。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幾天時間[4-7]。更重要的是，讀取的數據量很少，一旦數據錯誤，很容易導致機電管理失敗。而在采用信息化管理后，主要通過傳感器來采集機電信息，并通過網絡平臺進行數據實時傳輸。基本不需要太多的人參與，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。在煤礦生產中，安全非常重要。通過信息化管理，能及時發現設備的故障并做出有效決策，從而避免安全事故的發生。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參數，還應用了遠程視頻監控技術，可在地面上實時查看機電的現場運行狀況。對生產中出現的危險情況，可及時準確地做出判斷，從而避免安全事故的發生。

2煤礦機電信息化管理的實現

以上分析了煤礦機電信息化管理的優點，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，主要包括硬件實現和軟件實現。

2.1硬件實現

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

2.2軟件實現

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

3煤礦機電信息化管理的應用

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

3.1防越級跳閘中的應用

高壓線路的保護器越級跳閘對煤礦生產十分不利。所謂越級跳閘就是在發生故障時，鄰近的高壓保護器不發生動作，而較遠處的高壓保護器發生了動作。越級跳閘會造成大面積停電，嚴重影響煤礦的正常生產，更為嚴重的是，會對某些設備造成不可逆轉的損壞。雖然已經對高壓保護器的整定值進行了調整，但是并不能完全阻止這種情況的出現，這是由于電網中故障電流的變化情況比較復雜。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中多個母線的電流進行實時監測，且各個監測器之間進行相互通信。一旦發生異常情況，通過對監測器監測的信號進行綜合處理，最終決定高壓保護器的動作方式。該系統在山西A礦得到了應用。應用結果表明，在采用該系統之后，越級跳閘的次數降為零，每年可為煤礦創造經

3.2礦井主通風機運行狀態管理中的應用

礦井主通風機的運行效率對用電成本十分關鍵。在絕大多數礦井，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濟性。礦井主通風機工況點的改變主要是由于礦井通風網絡的改變導致了礦井通風阻力增加。為了更好地實現礦井主通風機的節能，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絡中的風量進行監測，實時核算礦井通風阻力。根據核算的礦井通風阻力，在不停機的狀態下實現對通風機運行狀態的調整，從而保證主通風機處于高效率運行狀態。山西B礦在礦井主通風機運行狀態管理中應用信息化管理后，實現了主通風機的長時間高效率運行。經過測試分析發現，平均每個月可節省電費2×105~3×105元，目前已累計為該礦創造了8×106元的經濟效益。

4結語

隨著煤礦現代化生產的進行，非常有必要實現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用，可以發現，煤礦機電信息化管理的應用可為煤礦創造顯著的經濟效益。

作者:蘇志萬 單位:華陽新材料科技集團有限公司二礦