智能工作面對煤礦機(jī)電運(yùn)輸?shù)挠绊?/h1>

時間：2022-10-31 10:25:58

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智能工作面，提出了機(jī)電運(yùn)輸方面的發(fā)展，闡述了千米深礦井高效提升系統(tǒng)、智能化帶式輸送機(jī)系統(tǒng)、井下無人化軌道（膠輪）運(yùn)輸、運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，為煤礦機(jī)電運(yùn)輸提供了新的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)電運(yùn)輸；機(jī)電一體化；無人化；智能化

煤礦機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備包括皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、井筒提升人員（物料）設(shè)備及其他輔助提升設(shè)備。在注重經(jīng)濟(jì)效益的背景下，機(jī)電運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展不僅要提升煤炭的生產(chǎn)質(zhì)量，還要保障煤礦運(yùn)行安全。目前，煤礦機(jī)電運(yùn)輸已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、一體化技術(shù)，其中，機(jī)電一體化日臻完善，正在向微型化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，但其中也存在一些問題，比如集成化程度較低，注重硬件忽視軟件的地面控制系統(tǒng)，帶式輸送機(jī)面對落煤量隨機(jī)性、非線性的特點(diǎn)時不具備良好的自適應(yīng)能力等。因此，無人化的智能工作面建設(shè)對機(jī)電運(yùn)輸提質(zhì)增效有很長遠(yuǎn)的影響。利用“煤礦大腦”平臺，發(fā)展煤礦機(jī)電運(yùn)輸，為煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、體系化、技管結(jié)合、預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)提供了支持。

1機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)介紹及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)介紹。煤礦機(jī)電設(shè)備主要有開采設(shè)備、掘進(jìn)設(shè)備、供電設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等，機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備作為貫穿生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要組成部分，其運(yùn)輸問題占事故總數(shù)的20%耀30%，比如：2019年2月，內(nèi)蒙古銀漫礦業(yè)運(yùn)輸車造成的重大運(yùn)輸安全事故。礦井的采區(qū)運(yùn)輸、地面運(yùn)輸、提升運(yùn)輸、主巷運(yùn)輸都涉及到了機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行。煤礦軌道運(yùn)輸主要包括大巷運(yùn)輸?shù)碾姍C(jī)車、斜巷運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)煤皮帶、運(yùn)送物料的調(diào)度絞車、立井的提升絞車等。礦井機(jī)電運(yùn)輸格局中，主井提升系統(tǒng)、供電排水系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、主運(yùn)皮帶、架空乘人裝置和輔助運(yùn)輸已經(jīng)全部形成自動化，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了崗位數(shù)量，部分崗點(diǎn)甚至實(shí)現(xiàn)了無人值守，改變了職工“枯燥無味”的工作環(huán)境，保證了礦井生產(chǎn)的安全、高效[1]。1.2機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)存在的問題及解決對策。由于工作人員安全意識不足，專業(yè)素養(yǎng)不夠，而相關(guān)部門對機(jī)電運(yùn)輸特種人員的培訓(xùn)工作不到位，導(dǎo)致作業(yè)人員的技術(shù)水平低，崗位操作不熟練，即使特種作業(yè)人員持有上崗證，但也經(jīng)常出現(xiàn)一些違規(guī)操作的問題。企業(yè)沒有定期更新機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備，沒有定期檢測、檢驗(yàn)、維護(hù)機(jī)電設(shè)備，導(dǎo)致機(jī)電運(yùn)輸裝備無法滿足安全生產(chǎn)的要求。制度不規(guī)范，執(zhí)行不到位，設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，缺乏保護(hù)設(shè)施等一系列問題，是導(dǎo)致煤礦運(yùn)輸事故頻發(fā)的主要原因。由于煤礦機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備是在井下使用的，運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，時刻面臨地下水涌出、瓦斯爆炸的威脅，在保證運(yùn)輸能力的基礎(chǔ)上還要滿足防爆要求，所以，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因此，需要作業(yè)人員規(guī)范作業(yè)流程，落實(shí)機(jī)電運(yùn)輸?shù)墓ぷ髦笜?biāo)，檢查設(shè)備的運(yùn)行情況，制訂更高標(biāo)準(zhǔn)的操作要求，將煤礦機(jī)電運(yùn)輸管理安全責(zé)任制落實(shí)到位，立足于查大隱患、防大事故，加大對重點(diǎn)區(qū)域、環(huán)節(jié)、人員和時段的安全監(jiān)督檢查力度，實(shí)行礦井分級管理，保證安全責(zé)任制的有效落實(shí)。1.3機(jī)電一體化技術(shù)。井下運(yùn)輸系統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為有效的發(fā)展方向，其融合了自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等多種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備與電子設(shè)備的緊密結(jié)合與相互支撐，形成了自動化控制技術(shù)，提高了機(jī)電設(shè)備的安全性，確保了機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控、自動報警與故障診斷，節(jié)約了人力成本，有效執(zhí)行了“一體化減人，自動化換人”的發(fā)展思路。機(jī)電一體化技術(shù)體現(xiàn)在帶式輸送機(jī)上的電液軟啟動方面。中國已經(jīng)成功研制出了雙電動及差動軟啟動傳動系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)軟啟停、無極調(diào)速等智能化控制功能，大大提高了啟動的高效性和安全性。機(jī)電一體化技術(shù)還體現(xiàn)在運(yùn)輸提升機(jī)的數(shù)字化技術(shù)方面，比如：內(nèi)裝式變頻技術(shù)被應(yīng)用到全數(shù)字交流式提升機(jī)上，其監(jiān)測系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和電氣控制模塊采用數(shù)字化方式進(jìn)行控制，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸大幅度減小，產(chǎn)生了很明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在主井應(yīng)用箕斗載荷在線監(jiān)測及超載預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對載荷動態(tài)的在線監(jiān)測，有效預(yù)防了二次裝載、滯煤超限等運(yùn)行現(xiàn)象的發(fā)生，從裝備方面保障了主井提升系統(tǒng)的安全。另外，機(jī)電一體化還體現(xiàn)在輔助運(yùn)輸?shù)臒o極繩絞車的可視化運(yùn)輸監(jiān)控，皮帶運(yùn)輸?shù)墓饫w監(jiān)測監(jiān)控，架空乘人裝置的礦井全自動集中控制等方面。為了提高運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性，增強(qiáng)救災(zāi)搜救效果，煤礦企業(yè)已經(jīng)引進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)、通信、信號傳輸?shù)燃夹g(shù)對運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)行安全閉鎖控制，并利用遠(yuǎn)程監(jiān)控記錄安全生產(chǎn)情況，大大提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性。通過在減速器、電動機(jī)、驅(qū)動鏈輪等關(guān)鍵部位布置傳感器，實(shí)現(xiàn)了對刮板輸送機(jī)的遠(yuǎn)程控制及故障診斷與預(yù)警，初步實(shí)現(xiàn)了智能化。

2機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)的前景展望

2.1千米深礦井高效提升系統(tǒng)。隨著礦山開采深度的逐年增加，一些中老礦井及開采深度超過800m的礦井已經(jīng)進(jìn)入了深部開采階段，而中國東北及中東部地區(qū)開采時間較久，開采深度已達(dá)到千米以上。未達(dá)到千米深的礦井正以每年10耀25m的開采深度延伸。隨著開采深度的不斷增加，深部礦井開采需要更精準(zhǔn)、更高效、更節(jié)能、更安全的提升系統(tǒng)，才能滿足物料和人員的運(yùn)輸要求，這就倒逼井筒的主要提升系統(tǒng)面臨設(shè)備的更新、運(yùn)行機(jī)制的配套、管理制度的優(yōu)化健全。其中就包括利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提升機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，具有高檢測效率和高正確率的礦井提升機(jī)鋼絲繩損傷檢測等輔助提升設(shè)備，以及高效的提升設(shè)備，以保證運(yùn)輸?shù)母咝院桶踩訹2]。2.2智能化帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。為了更好地配套深部礦井的三機(jī)設(shè)備，運(yùn)輸機(jī)也需要優(yōu)化全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)對全數(shù)字調(diào)控、可控硅整流、直流電機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制、局域網(wǎng)信息的互相融合以及診斷監(jiān)控等，完成對煤礦大功率電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速控制。例如：平煤十一礦在千米深井、運(yùn)輸戰(zhàn)線長、環(huán)節(jié)多的復(fù)雜條件下，利用人員定位系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和信息通訊系統(tǒng)全程在線追蹤物料運(yùn)輸，建立起了“井下3000m超遠(yuǎn)距離物料速遞系統(tǒng)”[3]。以此為例，為了實(shí)現(xiàn)千萬噸示范礦井綜采智能化技術(shù)的配套，礦井應(yīng)建立超長輸送帶驅(qū)動系統(tǒng)，以滿足連續(xù)運(yùn)距達(dá)數(shù)千米、年運(yùn)輸量千萬噸的高要求。在斜井皮帶輸送方面，建立具有自適應(yīng)能力的隨機(jī)性載荷的輸送帶，只有適應(yīng)大傾角、不打滑的驅(qū)動系統(tǒng)，才能夠滿足智慧礦井的運(yùn)輸安全。2.3井下無人化軌道（膠輪）運(yùn)輸。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為了避免機(jī)車運(yùn)輸受到人為因素、設(shè)備本身缺陷、缺乏安全設(shè)施的影響，引發(fā)事故，可以從運(yùn)輸機(jī)車本身和調(diào)度控制兩方面入手研發(fā)輔助運(yùn)輸設(shè)備。井下無人駕駛軌道車、無人駕駛軌道電機(jī)車的出現(xiàn)，很好地避免了上述問題，這也是運(yùn)輸設(shè)備的更新?lián)Q代，淘汰老舊機(jī)車設(shè)備，新設(shè)備可以記錄運(yùn)行速度、軌跡等重要信息，大大提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性。在調(diào)度控制方面，煤礦井下機(jī)車運(yùn)輸要求設(shè)置安全、可靠的運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，以提高運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃?。在現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和智能控制的概念，建立智能調(diào)度系統(tǒng)，可以更快、更好地分析、處理危險事件，避免人和物的損失。2.4運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是將煤礦機(jī)電設(shè)備操作運(yùn)行過程中的信息數(shù)據(jù)及時傳遞給相關(guān)管理部門或控制總平臺。融合多網(wǎng)傳輸技術(shù)是機(jī)電設(shè)備運(yùn)輸過程中信息數(shù)據(jù)對外交換的重要通道，是控制人員及時掌握機(jī)電運(yùn)輸穩(wěn)定性及信息安全主要依賴的運(yùn)輸載體。利用此技術(shù)收集、量化、轉(zhuǎn)換、處理數(shù)據(jù)，可以提升數(shù)據(jù)處理的精確度[4]，比如可以通過它對井下無軌膠輪車定位、人員定位、瓦斯抽采監(jiān)測、打鉆視頻監(jiān)控等海量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。另外，建立基于大數(shù)據(jù)信息分析的災(zāi)害區(qū)域監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)平臺，并創(chuàng)建災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)體系，建立以災(zāi)害風(fēng)險判識方法及預(yù)警模型為基礎(chǔ)的智能預(yù)警系統(tǒng)，可以為機(jī)電設(shè)備的良好運(yùn)行提供有利支撐。

3結(jié)語

總結(jié)了煤礦機(jī)電運(yùn)輸發(fā)展現(xiàn)狀及遇到的問題及對策，介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用以及煤礦初步實(shí)現(xiàn)的智能化，提出了在智能化、無人化采礦新技術(shù)的影響下，機(jī)電運(yùn)輸需建立千米深礦井高效提升系統(tǒng)、智能化帶式輸送機(jī)系統(tǒng)、井下無人化軌道（膠輪）運(yùn)輸、運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)，統(tǒng)籌建立無人化的智能工作面，以提高機(jī)電設(shè)備的協(xié)同效率，有效保證運(yùn)輸設(shè)備的良好運(yùn)行，降低運(yùn)行故障的發(fā)生率，提升運(yùn)輸設(shè)備的精準(zhǔn)管理水平，最終促進(jìn)井工礦井的順利高效安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］龐靜.淺析煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)自動化技術(shù)及其發(fā)展［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2018(14)：41-42.

［2］葛世榮.智能化采煤裝備的關(guān)鍵技術(shù)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2014，42(9)：7-11.

［3］趙峰.淺析煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)自動化技術(shù)及其發(fā)展［J］.中外企業(yè)家，2018(36)：138.

［4］龔立志.淺談提升煤礦機(jī)電運(yùn)輸技術(shù)水平的措施［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019(4)：67-68.

作者:苗江云 單位:山西澤州天泰能源有限公司