浅谈煤矿信息化建设

浅谈煤矿信息化建设

近十年煤炭产业持续利好，网络技术、PLC技术、无线通讯技术、变频调速技术等信息技术在煤矿的应用逐步趋于成熟，煤矿的生产模式和产业结构发生巨变。结合煤矿自身的实际情况进行信息化建设，可以减员提效、加强生产监控，实现安全化、规范化管理，真正的为企业创造效益。

标签：煤炭行业信息化减员提效

中国是世界煤炭储量、产量和用量最大的国家，煤炭行业作为国家能源的传统行业，近年来，伴随着国家基础设施建设投入的加大、房地产等行业的火爆，电煤、焦化煤价格持续走高，煤炭行业汇集了大量的资金和技术。信息技术在煤炭行业的应用也逐步成熟，煤炭行业的生产模式和产业结构都发生了很大的变化，建设信息化的感知矿山成为了热门的议题。以下是我在工作中，对煤矿信息化建设的一些浅见。

首先，是网络技术在煤矿生产中的应用。煤矿网络信息系统大都采用三层网络结构，即自动化监控系统（设备层）、自动化监控网络系统（监控层）、信息应用系统（信息层）。工业以太环网的是建设三层网络结构的基础，建设工业以太环网对煤矿实现自动化、信息化管理发挥了关键性的作用。煤矿工业以太环网从物理上划分，由地面部分及井下部分两部分组成，地面网络建设主要用于实现办公自动化，建立公司的内部局域网络，并与外部互联网络对

接。

井下环网建设是通过布设光纤通信双环路网络，在环路中的通信节点安装防爆交换机，连接到终端的监测设备和控制设备，从而实现井上调度指挥中心，根据井下传递上的瓦斯、水位等监测信号及视频信号，实现对割煤机、掘进机、风机、水泵、皮带等设备的监测和控制。因煤矿井下的生产环境比较特殊，所以采用环形网络结构，虽然加大了投入成本，但却有效的提高信号传递的安全性。我矿是有百年历史的老矿，井深巷远，从投入资金和安全方面综合考虑设计后，共布设波长为1310的光缆约有1万1千米左右，主干光缆48芯从四号井井口进入，在10水平滚笼处出分两条24芯光缆覆盖主要生产的10水平和11水平，主要节点上安装防爆交换机7台，在10水平和11水平这两个水平之间分别形成物理环路。

现在公司在环网中主要接入的有：人员定位系统、生产和视频监测系统、井下扩播系统、顶板压力监测系统、瓦斯监测系统等。其中人员定位系统是六大系统之一，主要设备有：定位分站、电源、人员定位识别卡，我矿的定位分站布设在上下井口，主要巷道及人员经过的主要地点和工作面的石门口等人员工作的密集区域。用光缆或485信号线将定位分站接入到以太环网中，当携带定位卡的人员经过分站布设区域时，扫描人员信息来对下井人员行走路线、工作区域人员分布、井下人员数量的进行跟踪掌握。视频监测系统是在上下井口、物料运输巷道、

主运皮带等主要地点安装防爆视频探头，现共安装视频探头40多个，用光纤将采集的视频信号传输到调度指挥中心，视频信号经过光收发器后，通过视频分线器分别将视频信息传递到调度大屏及视频录像存储设备KVM上，井下监测视频存储周期设定为一个月以便于查询，这样就实现了调度中心实时观察到这些主要地点的人员、设备的相关情况。生产监测系统是在综采工作面的割煤机、溜子、下运皮带、主要提升罐笼和主运输皮带、风车、水泵、上安装信号采集器，采集这些设备的启停电信号，通过分站将电信号转换成光信号传递到井上调度中心的控制端，在调度大屏上将这些设备的启停情况直观的反应出来，给调度指挥提供了重要的帮助和参考。

其次是PLC技术在煤矿自动化中的应用。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，可编程控制器（PLC）得到了广泛的应用。可以说PLC是微机技术与传统的继电器及接触器控制技术相结合的产物，其硬件结构基本与微型计算机相同。分为单元式和模块式两大类。现在主要生产厂家有西门子S7系列，日本欧姆龙，美国（GE）。在煤矿工业环境使用来看，日本欧姆龙易损坏，而美国（GE）则有软件开放、抗干扰、节点容量大，适应环境的特点。就现安装的皮带自动控制系统来说，通过17条485信号线分别连接到皮带的启停控制器、皮带跑偏保护、防撕裂保护、煤仓超声波储量监控器等共17个信号采集设备上，用PLC程序对皮带的整个工作情况进行控制，实现一键启停，出现情况时能够及时进行报警，通过PLC程序自动化管理，精简了人员的同时也提高了生产运输的安全性。

无线通讯技术的应用。随着近些年我国煤矿无线通信市场的迅速发展，众多专网无线通信技术纷纷涌入了该领域，如：PHS小灵通、SCDMA大灵通、数字无线对讲、WIFI无线局域网、以及最近出现的基于全球第四代移动通信标准之一的Next Generation Advanced PHS（简称NGP）技术。其中NGP技术具有的无线宽带数据接入、移动指挥调度、终端自主定位、多网合一和继承兼容传统PHS等巨大的技术优势，是目前煤矿已有的矿井小灵通/SCDMA/WIFI/数字无线对讲等无线通信技术无法比拟的。与传统矿井小灵通系统依靠电话线通讯传输不同，NGP系统中的基站、基站控制器和移动交换机全部依赖以太网平台传输，可直接与井下光纤环网无缝对接，实现了全网一体化统一通信，为煤矿节省了大量的通信电缆的同时，也为煤矿RFID人员定位、井下视频监控、煤矿综合自动化监控、矿井无线通讯调度等多系统的多网合一奠定了通讯传输基础。

变频调速技术的应用。它的原理是根据电机转速与工作频率成正比的关系，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。传动调速的变频技术具有如下特点：可使标准电动机连续调速，即在不更换原有电动机的条件下也可以调速，并可选择最佳速度；起动电流小，低速时定转矩输出；最高速度不受电源影响，即最大工作能力不受电源频率影响；采用鼠笼形异步电动机，维护简便，易使用于具有爆炸性气体的场合。变频调速技术的应用，产生许多优良的效果，如可使风机、泵类机械根据要求流量调节转速，节约大量的电能，又可根据负载调节并降低转速，以减小机械和风的噪声；对于输送机可实现平滑加速、减速，产生性能优良的软起动效果，特别是重负载起动时，可提升输出转矩，产生普通软起动器所不能起的效果，由于采用了对设备不产生冲击的起动、停止和空载时

低速或高速运行，可增加设备的使用寿命。煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备之一，担负着提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是煤矿生产的咽喉。其电控系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。我单位先后对4号井、5号井、6号井三个竖井的主提升机以及6-8暗井提升机、1705绞车先后进行了变频调速数控改造，改造后就三个主提升机的节电情况进行了月统计，其中，4号井数控月节电：192901.5度，5号井数控月节电：414562.86度，6号井数控月节电：356494.5度。仅此一项就可月节约电费月约50多万元。

上述可见，这些技术在煤矿的信息化建设中都发挥了重要的作用。信息化建设可以实现煤矿减员提效、加强监控、安全化、规范化管理。但是煤矿信息化建设也要结合煤矿自身的实际情况，不能为了信息化而信息化。而计算机技术发展迅速，产品更新换代周期短，对技术准备和人员素质都要求很高，如硬件、人员、投资不匹配，就会造成经济损失，无法达到预期目标。现在的煤矿信息化建设还处在初级阶段，只有使信息化管理落到实处，才能真正的为企业创造效益。

参考文献：

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