贾春海
内蒙古牙克石五九煤炭(集团)有限责任公司牙星分公司一号井。内蒙古牙克石市邮编022150
摘要:我国人口众多,人均矿产资源利用率较低,现阶段,煤矿企业市场竞争愈加激烈,如何提升企业核心竞争优势,引进现代化技术,推动企业自动化、信息化、数字化发展是必然选择。在煤矿生产管理中,通过机电远程管理系统的应用,充分发挥远程控制技术优势打破时间和空间限制,远程实时监控煤矿机电设备运行情况,及时发现设备故障问题,减少人工劳动强度,实现机电设备智能化、数字化管理,维护机电设备安全稳定运行。
关键词:智能控制;矿山机电一体化系统;应用
引言
煤矿机电设备的运行效率与煤矿经营效益有着直接联系,随着煤矿开采机械化与自动化水平提高,对煤矿井下机电设备的管理手段与管理方法也提出了更高的要求,如何有效保证井下机电设备的安全运行也成为机电设备管理的重点。传统的设备定期点检维护管理方式经常会导致设备的故障不能在第一时间被发现,从而造成巨大的经济损失甚至严重的设备事故。因此对机电设备管理进行创新研究,实现设备运行状态实时监测,实现设备管理维护模式向预知事故方向转变已经成为设备管理与维护的必然趋势。基于此,智能矿山理念应运而生,且我国很多煤矿企业已开展了有关智能矿山建设的实践。智能矿山是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网技术,机器人、智能化装备等与现代煤矿开发技术深度融合,形成矿井全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统,实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行的体系。
1煤矿智能化应用
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,煤矿智能化建设已成为行业广泛共识。根据矿井主采煤层赋存条件、开采技术条件等对矿井的智能化建设条件进行分类,确定了三类智能化煤矿评价指标体系。对上述三类煤矿的智能化建设依据效果又划分为高级智能化煤矿(I类)、中级智能化煤矿(II类)、初级智能化煤矿3个等级,其中,I类矿井85~100个,II类矿井70~85个,III类矿井70个。当前,智能工作面将通信、控制、定位、地质、测绘、大数据和工业物联网等技术集成起来,联合攻关基于5G、高精度导航定位、透明化管控平台和利用3D动态地质模型实现自适应割煤的智能开采技术,推进5G网络全矿井覆盖,通过机械化换人、智能化减人、机器人巡检、辅助系统集中控制,不断降低生产成本、降低劳动强度、提高生产效率,实现安全高效发展。
2智能控制在矿山机电一体化系统中的应用
2.1PLC远程控制技术在矿山机电设备中的应用
PLC是可编程控制模块的缩写,数字系统在计算中的操作是复杂的,它的设计是为了使工业环境在设计和配置上得到更好的应用。PLC远程控制技术在矿山设备的超远程控制中得到了广泛的使用。PLC远程控制核心技术具有综合成本低、可操作性强、抗干扰能力强等优点。在许多新的遥控技术上具有竞争力,优势非常明显。例如:PLC技术应用范围广泛,具有操作简单、快速、在线校准全面、灵活性强等突出优点。它可以用来控制设备数量的范围,也能更方便有效地控制采矿温度。为了开发矿山内的其他资源,降低劳动强度,PLC利用插件板传输中央处理器、计算机可编程存储器等设备,并对外执行计算前提条件,实现了数据快速传输。目前,远程控制技术在矿山数控设备和管理中的应用已经取得了很大成效。
它不仅可以降低安全事故发生的概率,而且可以提高机电设备的运行效率,进一步保障矿山安全,促进了矿山企业的稳定发展。
2.2物联网远程控制技术在矿山机电设备中的应用
物联网平台技术是指各种信息传感系统设备通过实时分析、整体定位、感知和直接扫描,然后将外部自然物统一起来的一种方式。采用了红外传感器、激光束、联网技术、无线通信系统等多种技术实现实时连接。物联网平台可以实现对当下事物的全局控制,可以通过网络和多种方式实现对事物的具体控制,降低人工处理和资金投入的难度,大大提高矿产工作的效率。因此,物联网服务核心技术的应用具有关键意义,物联网核心技术在矿山机电设备和超视距控制技术中有很多应用,包括感知、接收相关信息等,并在处理过程中控制信息的内容。近年来,云数据计算技术方兴未艾,推动了矿山机电工程各类设备的近程控制技术不断发展。矿场根据生产实际情况,对控制形式进行了改进,该技术可广泛应用于矿产资源行业,物联网系统技术也可应用于其他细分行业。例如物联网平台可以远程控制各种技术,最突出的特点是工业和办公局域网的建立,让因特网用于连接公司局域网,在利用办公局域网控制矿产局域网连接网络,实现超视距控制。控制操作目的是在机电设备上安装传感装置,并通过无线网络将传感器装置组成的信息内容传送到互联网上,以便在办公局域网的因特网上清楚地了解电气设备和其他设备的整体运行情况;同事,通过多种方式分析大量数据,让相关技术人员还可以得到其他机电设备的具体资料,能提前预测排水设备的情况,提高工作速度和效率。特别是近年来,随着WiFi等无线电视通信技术的逐步发展,物联网技术将成为机电设备远程控制和管理中最重要的核心部分。物联网的核心技术是将办公、住宅的局域网与工厂生产的局域网连接起来,一些传感器由部门工作人员安装在机电工程的其他设备上,可以实时、动态地采集设备及其运行的数据,并通过各种渠道传输网络信号,能够实现管理人员可以不出家门,就能实时获取监控系统中各种设备的连续运行状态。使用权威的专家数据库系统和逻辑推理库对返回的综合数据进行后续处理,可以判断设备的运行状况是否正常,能及时调整不合理的位置来实现对机电设备的自动管理。
2.3自动化技术在装卸矿中的应用
将自动化技术应用在装卸矿作业中,具有至少两方面的益处:一是保障员工作业的安全;二是提升装卸工作的工作效率和工作质量。相比人工作业,在装卸矿中应用自动化技术,可以有效避免由于人为因素造成的差错,客观上提高了装卸矿作业的安全性。皮带输送机是矿石运输的核心设备,装卸人员利用带式传送机可持续、安全、稳定的进行运输,大大提高了运输量。带式传送机的核心与提升设备自动化系统一致,均为PLC控制器。利用外围设备,带式传送机还能够全程控制和保护装卸作业,有效连接企业矿井综合自动化系统管理平台,全程监控带式输送机,如此一旦系统设备在运行期间发生故障便能够第一时间发现、分析原因并找到解决之法,不仅大幅度降低了安全事故的发生率,还有效提升了设备性能和生产效率,具有良好的经济效益。
结语
综上所述,智能矿山技术将煤矿企业竞争力从资源依赖、路径依赖塑造成以技术、人才和创新为合力的企业可持续竞争力,同时也提升资源城市及其周边中心城市的中小企业创新能力,激发城市发展活力和内生动力,促进资源型城市高质量发展。智能矿山技术一旦形成了成熟和标准的开发利用服务模式,随着矿业基地继续向新疆、一带一路等地方转移,积极将技术推广到区外,辐射全国智能矿区建设。
参考文献
[1]王诺,张进,吴迪,等.世界煤炭资源流动的时空格局及成因分析[J]自然资源学报,2019,34(3):487-500.
[2]彭苏萍.我国煤矿安全高效开采地质保障系统研究现状及展望[J].煤炭学报,2020,45(7):2331-2345.