试论煤矿开采机械智能信息化建设

　　摘 要：煤炭能源在我国的整个能源体系中占据的非常重要的地位，尽管石油和天然气在能源供应方面能够发挥一定作用，但总体而言煤炭的位置是不可动摇的。随着工业化的快速发展，对于能源的需求量越来越高，国内现有的开采条件无法满足工业发展的需求。尽管我国的煤炭矿藏较为丰富，在世界范围内都名列前茅，但是开采技术的差距不但导致能源供应不及时而且还可能导致更大的资源浪费，因此推动煤矿开采机械智能信息化建设迫在眉睫。
　　关键词：煤矿开采；智能化；信息化
　　目前.国内在煤矿开采机械化的研究还比较落后，至今还停留高、采宽、产量大的超级工作面，虽说可以建设千万吨在单一机械、综采设备、掘进水平等方面信息化的矿井和露天矿，而且有很多矿井已经简化生产系统，在监控以及电网开关方面也有很大改观，但同时也有较多问题，如尚未除去井底车场，至今在输送煤炭使还利用带式输送机，对于如何全面实现煤矿企业开采过程的机械化以及总控制的信息自动化尚未建立一体化的思维，本文就这一情况，探讨如何整体性地推进煤炭企业机械智能信息化的建设，从而做到对我国煤炭事业的改善，解决煤炭企业机械化水平落后的现状。
　　一、我国煤矿企业开采水平的现状分析
　　1.1煤炭行业机械化发展现状分析
　　经过改革开放数十年的发展。我国的机械自动化技术也得到了很多发展的机会，反映到煤炭行业，我国煤矿企业的机械化水平也在持续升高的过程中，据有关统计，我国大中型煤矿的机械化程度已经在90%以上，机械化发展大幅度提高了煤矿产能和效率，目前我国煤矿机械化水平的应用主要体现在以下几点：采掘设备机械化，目前的高效综采设备已经得到了广泛的推广使用，比如说现在中煤完全自主研发的重型刮板输送机，能够满足年产千万吨以上大型矿井一次采全高综采工作面的要求。我国目前的大型煤矿企业不但在掘进技术上有了关键性的突破，而且采掘设备也具备了大规模、综合化的采掘能力。
　　而且在采煤技术这一领域，我国的煤矿行业也已经取得了关键的突破，甚至在煤炭大规模开采技术上处于世界领先的水平，工作面采高也超过了7 m，这在世界领域内都是相当难得的。另外在综采放顶煤技术上，我国也处于世界领先的水平，走在世界技术的前列，尤其是在在山西、河南这样的煤矿集中的地区，可见的煤矿采集的自动化程度非常高，远程控制综采面目前的连续开采技术已经实现了突破性的发展，前景是喜人的。
　　1.2煤炭行业机械化发展存在的问题分析
　　总体来说，我国的煤矿企业的机械化水平是发展迅速的，与改革开放之前相比较已经得到了很大的提高，但是目前机械化方面仍旧存在着很大的问题，而且这些问题一定程度上制约了企业的发展进步。大型煤矿企业的机械化发展提高的同时是中小煤矿企业机械化程度普遍较低的现状，在中小型煤矿上，开采时人工参与较多，从而效率低下，而且人工开采的安全性低于机械开采，事故率高。而且即使是机械化较高程度的大型煤矿企业，井下运输等基本工作还是需要较多的人工参与，缺乏自动化的操作和控制，必须依赖人力。此外，大型煤矿的机械化水平过度追求纸面上的东西而缺乏核心，看起来似乎技术化水平很高，但是缺乏核心技术，而且缺乏一体化和精细化的管理制度，在整体上机械信息智能化的水平还非常低，机械化的建设缺乏统筹管理。
　　而出现上述问题的主要原因要归溯到成本的问题，在我国，劳动力成本较低且大大低于机械成本，所以许多中小企业为了实现快速赚取利润的目的，并不想投入巨大的一次性成本而实现机械化开采以及生产，取而代之的是大量使用人力，造成了井下开采以人力代替机械的情况，本来应该机械化的部分依赖人力去完成。另一个方面，我国的很多煤矿企业急功近利，对于企业自身的发展没有长远的规划和现代化管理的经验，在机电一体化的管理方面有很多欠缺，使得我国煤矿企业的机械化程度和发达国家相比存在一定的差距。
　　二、煤矿机械智能信息化的系统建设
　　2.1总体设计思路
　　总体设计的主要思路就是建立一个全方位、全过程、全监测的信息控制系统，该系统可以包括煤矿机械和施工人员的全部操作。在该系统中，对所有的施工设备以及施工人员都要进行定位跟踪，实施实时监测。而且在整体设计理念中要本着绿色优化、智能控制的思想，不仅将掘进、运输和施工管理等一切生产活动都纳入到系统当中，而且要注意系统控制的智能化。该系统可以具体分为井下监控部分、井下操作部分以及机械自动化控制等，力求全面实现煤矿机械的集约化、规模机械化和智能信息化控制。
　　2.2 系统的设计
　　要想实现煤矿机械智能化和自动化，就必须以构建信息系统的设计信息网络为前提。而且从一定的层面上来讲，自动化和智能化的程度高低反映出就信息系统的覆盖面和网络化的程度高低。监控系统可选用联网设计理念，设计时以无线传感器为感知层，采集井下的信息，这样的采集能够实现环境监测、人员跟踪以及监控的一体化，系统在运行的过程中产生的数据包传输到地面控制机构，在该结构中实现查询和分析数据的功能，并提出相应的决策功能，完成控制指令的传达。
　　2.3 人力以及机械的控制
　　为保证施工人员的安全，必须要对于每一个人员进行有效的监控和管理，保证系统发出的指令都能够被井下工作的人员所及时接受，并且根据整体的工作环境指挥井下人员的作业，降低事故率。而对于機械的智能化控住，可以通过将所有的参与作业的机械都纳入到系统当中，利用现代控制技术实现对于煤矿机械的远程自动化控制，从而建立起一套集约化和规模化的机械系统。
　　三、结语
　　综上，建立起以物联网系统为网络的煤矿机械智能化控制系统，是能够同时实现对于机械，人力以及环境的在线监测，从而做到降低事故，提高煤矿开采安全，达到促进企业发展的目的。
　　参考文献
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　　（作者单位：北京天地华泰矿业管理股份有限公司）

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