煤矿电气工程自动化中智能技术研究

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随着时代的发展与进步，人们对智能化的研究也不断发展，并将其逐步渗透到生产生活的方方面面。智能技术的出现推动了煤矿电气工程的自动化进程，同时也提升了电气设备的使用性能和效率，改善了设备运行环境。此外，虽然新时期提倡使用和发展新能源，但煤炭资源的市场需求仍不断扩大，对煤炭资源开采效率和质量的要求标准也在不断提高，传统煤矿开采中采用的机械挖掘模式只能停留在地面以上，无法深入煤矿内部进行储量和地形勘查，开采过程中极易造成资源浪费和过度耗用。随着智能化和自动化技术的开发和应用，煤矿开采体系已经逐渐向自动化方向发展，在一定程度上提高了煤矿事业的发展效率，同时也推动了煤矿产业链条的革新。

1煤矿电气工程自动化中智能技术的运用的优势

智能技术完美融合了计算机技术和信息技术，与传统的电气工程自动化技术相比优势更为明显。在经济和技术不断发展的今天，传统的能源生产模式已经渐渐在行业消失，被时代淘汰，智能技术的应用使煤矿电气工程自动化趋势也越来越明显，如图1所示。在煤矿开采效率最大化、开采转换成本降低上，智能技术都起到了积极的推动作用［1］。

1．1提高设备的工作效率及煤炭资源开采质量煤矿的开采过程需记录和处理各种数据，包括采集及综合分析挖煤的环境数据，还要根据分析结果确定其他的挖煤工艺参数，上述数据对设备的性能和效率考验极大。智能技术和自动化设备的有机结合会使设备处理数据的能力得到质的飞跃，还能减少人力资源的不必要耗用。此外，智能技术和自动化设备也在一定程度上保障了数据结果的科学性，减少了员工的主观因素和客观原因带来的误差，提高劳动效率及工艺参数选择的科学性。另外，智能技术和自动化设备的应用有利于煤炭资源开采质量和效率的提高。如全文所述，传统的煤矿开采设备较为笨重、巨大，大多数只能在地面上应用，难以深入地底对煤矿内部地形和所在位置进行勘测，不但会资源消耗，还不能保证煤矿开采的质量和效率。而智能化技术包括了传感勘测的设备，大大降低了煤矿开采前期准备工作的难度，为后续煤矿开采打下了坚实基础。

1．2远程控制电气开采设备，保障相关人员生命安全煤矿开采是综合而复杂的工作，需要各种电气设备对其进行集中控制。智能技术具有实时监控、合理调节资源、系统稳定等优势。智能化和自动化控制方式与传统的人力控制方式的根本区别在于其具备自动分析功能，可以监控电气设备参数获知电气开采设备的运行状态、煤矿开采现场的实施情况，不但减轻了工作人员工作负担、降低了危险系数，也实现了电气设备的自动调节。通俗来说，即工作人员可以对煤矿电气开采设备实现远程控制，既降低了技术人员工作量，又不妨碍设备运行工作效率，更降低了工人受矿井恶劣工作环境影响导致的健康风险。工作人员远程操控也无需一直处于工作阶段，在非工作阶段，可以对设备参数进行智能调节和监控，避免发生因无人看管而导致设备出现异常、造成事故情况发生［2］。

1．3优化工程设计，强化对煤矿开采的控制在煤矿开采工作中，智能技术的出现和自动化设备的应用归根结底是煤矿电气工程自动化控制体系的构建，目标是在整个煤矿地区开采的运营模式中呈现出自动控制体系，保证工地所有工序之间紧密联系，并通过智能技术进行数据搭载，构建更科学精准的数据运行方式，从而提高对系统的操作质量。在此过程中，首先要开展前期的工程规划设计，其主要目的是促进并保障电气工程和自动化运行体系之间紧密联合。除了工程设计，还可以通过智能技术调节设计存在的数据误差，保证后续工程的设计符合数据运行参数和内部系统的自动优化处理要求，进而优化工程设计的整体质量，保证系统的完备和顺畅运行，使各项操作工序和电子命令能够准确、迅速地下达和执行，强化操作的整体质量。

2煤矿电气工程自动化中智能技术的运用路径

2．1监控控制系统目前，智能技术具备便利性和安全性，越来越多的智能技术被熟练、广泛地应用于煤矿电气工程自动化中，特别是煤矿开采现场的监控控制系统中，如图2所示。煤矿开采最重要的三个因素是资源开采质量、资源开采效率、环境的安全性和可靠性，从煤炭资源的安全产出来看，要达到相应的要求，依赖最多的就是监控控制系统。煤矿开采行业发展到当前阶段，多数企业已经具备了较完善的机电设备。例如遥测仪、断电仪和红外线主动喷雾等，都是常见、可靠的安全监控手段。监控控制系统能够真正实现煤矿生产过程各环节的透明化，使煤矿生产管理的安全性得到提高。此外，监控控制系统不仅管理煤矿的生产过程，还有助于管理人员提高电气自动化中智能技术的应用管理水平。煤矿开采过程有了智能技术和自动化设备的支持，大部分工作可以通过远程操作完成，但这并不意味着可以完全摒弃人力工作。企业专业人才作业技术培训、职工整体技术水平的提高仍是管理体系中的重要工作。监控控制系统所得的信息可以帮助管理人员完善人力资源配置，更好地实现电气工程自动化过程中对智能技术的应用［3］。

2．2通风系统顾名思义，通风系统主要负责煤矿内部与外界之间的联通。通风系统是煤矿电气工作不可缺少的组成部分，因为整个煤矿开采环境，尤其是开采到煤矿深处时，几乎处于完全密闭状态，同时在开采过程中，设备的运行会产生一定的空气污染，并在采矿空间内呈现持续积累的状态，如果不能保证通风系统的良好，对矿井内部设备的运行、工作人员的身体健康与生命安全都会造成损害。通风系统的主要功能和意义是保证开采空间内的空气流通，为工作人员提供更加安全的工作环境。在传统的煤矿开采中，通风系统一般较为简陋，数量性能也很难达到标准，所用的通风风扇往往达不到规格，自然也无法真正起到通风作用。在智能技术的应用和支持下，可以在主集成控制机构系统的基础上构建通风系统，即通过主集成控制体系下达命令，同时利用通风系统自身独立的控制通道，实现复合型操控。不管是由主集成控制机构系统进行控制，还是由独立的自身系统进行控制，都立足于各个信息传输终端上。此外，相比传统的通风系统，智能化通风系统的职能不仅是流通空气，还包括利用传感器对地下开采空间内各方面的空气参数值进行测量，其中涵盖矿井空气浓度、通风速度、瓦斯浓度等数据。通风系统是针对矿井工人生命安全的一项智能系统，能在一定程度上改善工程的施工生产环境，促进煤矿生产效率和质量的提高。此外，智能技术投入使用后，会对矿井空气中各组分的浓度设置相应的基准阈值，并以此作为矿井内部环境的评判标准。如果传感器感应到某种有害气体的浓度超过基准阈值，相关控制系统会将矿井内部空气环境状况认定为危险，加快通风系统的运行效率，同时触发警报系统，防止矿难发生。矿井内部环境危险程度的评定需要根据监测的实时数据与基准阈值之间的差距判断。通风系统关系到矿井工作人员的生命安全和矿井内部电子设备的使用，必须注意对其进行日常维护和定期检修，保证系统的灵敏度。此外，在煤矿开采过程中，不管是地上开采还是井下开采都要严防明火，防止火灾发生［4］。

2．3故障智能诊断在煤矿电气工程自动化中，智能技术的应用途径是由智能技术本身的特点决定的。煤矿电气工程自动化系统持续运行中的负荷较大，而经过长时间的运行后，内部的关键零部件和联动机构必然会产生严重的损耗，甚至会影响到自动化系统的整体运行效率。当机械零部件的损耗程度超出设备固有的承受极限时，会对相关的机械设备产生不可逆的损伤。基于智能技术的故障诊断功能，是将智能检测系统运用到煤矿的电气工程中，借助传感器系统对电气运行系统进行动态监控，确保工作人员通过终端显示页面所得的信息准确、及时，能对损毁问题进行及时解决。监测功能的覆盖范围是极为广泛的，几乎可以涵盖整个自动化系统，这是故障诊断系统天然具有的特性，因为故障无法预知，只能预防。如果控制系统哪一部分出现了故障或损毁，其相关数据的变动必然会呈现在终端显示屏幕上，而如果数据检测异常程度超出了系统基准值规定的范围，电气工程自动化系统便会将其认定为故障并划分类型，然后结合自动化处理系统和报警系统，帮助操作人员明确故障的具体位置和实际情况。以往依靠人工进行故障诊断难免会由于各种影响因素出现误差，但在智能化的前提下，借助计算机的精确化特性能有效减少诊断过程中出现的失误，确保故障诊断工作及时、顺利地进行，提高整体的故障分析能力，完善工程的生产过程［5－6］。

3结语

综上所述，在煤矿电气工程自动化控制系统中，智能技术起到的作用越来越重要，这是新时代计算机技术和电气工程技术结合的成果。在煤矿电气工程自动化控制的发展阶段，智能技术的引进和应用使系统自动化运行和控制效能不断提高，各项目的运行指标都能得到明显优化，对煤矿开采行业、自动化和智能化意义重大。时至今日，已经有越来越多的智能技术被应用到煤矿电气工程自动化控制体系当中，这一现象反映了智能技术水平的显著发展，可以预见煤矿开采行业由智能技术的应用带来的巨大变革。

参考文献:

［1］高亚超．煤矿电气工程自动化中智能技术的运用路径探究［J］．企业科技与发展，2021(10):58－60．

［2］张永．煤矿电气工程自动化中智能技术的应用研究［J］．内蒙古煤炭经济，2020(15):69－70．［3］李经伟．智能化技术在煤矿电气工程自动化中的应用研究［J］．矿业装备，2019(02):148－149．

［4］史瑞山．煤矿电气工程自动化中智能技术的应用研究［J］．能源与节能，2018(02):156－157．

［5］杜鹏．煤矿电气工程自动化技术应用概述［J］．现代矿业，2019，35(03):161－162+165．

［6］宋喻．智能技术在电气工程自动化控制中的应用研究［J］．电子技术与软件工程，2015(20):155.

作者:姚明 单位:国能神东高端设备研发中心