煤矿安全智能化范文第1篇

【关键词】煤矿信息化；煤矿智能化；关键技术

煤矿矿井下的工作环境存在的着明显的特殊性，其中含有大量的甲烷、一氧化碳等易燃易爆气体。同时还伴有矿尘、淋水等情况。工作环境潮湿而狭小，电磁波无法正常使用，电网电压十分容易出现波动等情况。由于煤矿矿井具有特殊性，严重制约着地面自动化、信息化、智能化技术的使用。

1.煤矿信息化智能化要求

（1）由于煤矿矿井下有大量的甲烷、一氧化碳等易燃易爆型气体，因此在煤矿矿井下所使用的机械电气设备必须要满足防爆的需求。煤矿矿井所使用的监控、通信等小功率设备应该更加偏向选择安全型，电缆上传输的信号必须要是本质安全信号[1]。所使用的无线通信设备的发射功率应该要地域6W，以防止矿井下瓦斯与电雷管出现爆炸的情况。

（2）由于煤矿矿井下空间范围较小，电磁波的传输情况与地面存在明显差异。电磁波收到巷道横截面大小、横截面形状、分支、倾斜、支护等情况，从而导致电磁波的传输效果大大降低。

（3）煤矿矿井的空间狭窄，机械设备、电子设备的摆放相对集中，机电设备的功率较大，有的单一台设备的功率就达到上千瓦。并且，煤矿井下的电磁环境十分复杂，大量的大功率变频设计、电气设备启停等严重影响着矿井监控、通信等设备的正常使用。

（4）煤矿矿井的采掘工作面始终处于不断推进的过程中，需要使用移动监控设备、通信设备与监控终端设备来对其进行控制。然而煤矿井下工作场所比较分散，距离比较远，因此矿井无中继无线传输距离难以满足10km的使用需求[2]。

因此，总的来说，煤矿矿井需要使用更加符合环境需求的设备与技术。

2.煤矿信息化智能化关键技术

2.1煤矿采煤设备信息智能化关键技术

（1）采煤机信息智能化技术

在通过10余年的自主创新后我国大功率采煤机的已经达到了国际先进水平。我国自主研发的采煤机能够实现矿井下年开采千万吨煤炭，并且其自动化技术水平与国外旗鼓相当。在2011煤矿井下采掘设备远程遥控关键技术投入使用，融合了采煤机智能化的先进技术，其能够实现以下功能：1）能够在线感知采煤机运行参数、机器故障参数、机器姿态参数等数据，能够识别多项目多内容的采煤机故障预报；2）拥有采煤机截割滚筒记忆截割能力，并且能够自动根据煤岩来对参数进行记录与识别，并且自动修正截割路径；3）可以实现无线收发信号的功能，同时还可以在液压支架上安装本安型无线交换机以及防爆网关等各种传输系统，如图1所示。；4）拥有基于3DVR数字化平台的远程监督控制功能。上述采煤机的功能已经实现了与国外先进采煤机智能化功能的一致性。

图1 采煤机远程监控系统结构示意

2.2带式输送机智能化技术

我国煤矿带式输送机经过了长时间的发展已经形成了长运距、高带速、运量大以及功率大等特点。当前国产固定带式输送机的主参数能够实现运量4500t/h，运距可以达到8000m，带速能够实现5.6m/s，带宽达到2200mm，驱动总功率为5550kw。可伸缩型带式输送机的主参数已经实现了运量4000t/h，运距可以达到6000m，带速能够实现4.9m/s，带宽达到1600mm，驱动总功率为3360kw。不论是固定带式输送机还是可伸缩型带式输送机其技术已经达到了国际领先水平[3]。在大型带式输送机中其关键的智能技术就是软启动以及自适应张紧控制。双电动机差动软启动停动系统能够对大功率带式输送机实现软启动、软停车、过载保护等多项智能化控制功能，并且其优势也十分明显，主要表现在使用年限长、后续使用维护成本低、传动效率高等。我国国内研发的绞车与油缸组合的液压绞车的自动张紧装置能够实现150m拉紧形成以及200kN的最大张紧力，满足了当前大运距输送带制动防滑的共组哦需求，并且输送带的张紧程度可以针对运行的实际情况与张紧状态来进行自适应的调整。

2.2煤矿通信监控信息智能化关键技术

（1）煤矿矿井传输网络信息智能化技术

煤矿矿井的有线宽带传输网络要满足各种要求，包括带宽较大、传输距离远、可靠性强以及安全性高等。煤矿矿井有线传输网络可以采用双树或者双环冗余机构。使用拥有冗余功能的煤矿专用以太网[4]。煤矿矿井无线带宽应该足够大，以便接入有线宽带网络，相关中继设备要尽可能减少，选择小体积的设备以及小功率的设备，以实现高防护性能，低故障率。办公室网络与工业控制网络需要相互接通，中间可以使用网闸等技术来进行安全防护，当办公室网络连接互联网时，应该配置路由器、防火墙等网络安全防护设备与技术来保障网络的安全使用。

（2）煤矿矿井监控系统信息智能化技术

煤矿矿井必须安装煤矿专用有线调度阻焊用设备、矿井移动通信与广播系统。切忌使用矿井移动通信系统与矿用IP电话通信系统来替代有线调度通信系统的使用。在煤矿矿井下所使用的电话机必须要具备防爆功能[5]。煤矿矿井应装设图像监控系统，最好能够具备图像识别功能以及尽量使用光缆或无线技术。

3.结束语

伴随着经济的发展与科技技术的进步，我国煤矿开采技术与设备已经达到了国际领先水平。煤矿采煤设备的信息智能化技术大大提升了煤矿采煤的工作效率，节约了采煤时间，有效提升了煤矿企业的经济效益。然而另一方面，由于煤矿矿井环境的特殊性导致煤矿矿井中无线传输功能受限，使得地面信息化与智能化无法在煤矿矿井下正常使用，因此信息化与智能化技术需要被应用在实现远程控制、矿井通信以及监控等功能上。不论信息化与智能化技术应用在煤矿生产中的哪一方面，其都将会给煤矿生产带来积极作用。

参考文献

[1]孙继平.煤矿信息化与智能化要求与关键技术[J].煤炭科学技术， 2014， （09）：22-25+71.

[2]黄成玉 ， 张全柱 ， 邓永红.物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用研究[J].中国矿业， 2013， （12）：136-140.

[3]唐健.全面推进煤矿开采机械智能信息化建设的研究[J].煤矿机械， 2013， （07）：235-237.

煤矿安全智能化范文第2篇

关键词：物联网；煤矿；安全生产；智能体系

中图分类号：TP393；TD76 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0061-04

0 引 言

煤矿安全生产水平的提升，能够改善劳动环境，减少煤矿安全生产中的各种不安全因素，预防伤亡事故发生，从而确保煤矿生产运作的顺利进行。智能化运作作为煤矿安全技术应用的热点，已经逐步被应用到煤矿的安全生产管理中。

物联网技术随着信息化建设的深入，已成为世界各国经济科技发展的战略制高点之一，同样也是我国信息技术创新的重点突破方向。物联网是利用感知技术、网络技术、人工智能及自动化技术，并集成应用，建立起一个人与物对话的智慧世界[1]。

煤矿物联网智能系统是继数字煤矿、自动化煤矿等概念后的升华，本文基于煤矿安全生产实际情况，提出了基于物联网的智能煤矿应用模型 ，然后对模型中的系统关系进行分析，最后给出了智能煤矿的完整架构图，从而实现动态的监视并控制煤矿安全运作的全过程。

1 我国煤矿企业智能化建设中存在的问题

虽然我国煤矿安全生产已取得了很大的进步，但是与国外比较，总体水平还比较低，煤矿先进技术的应用还有较大差距，特别是信息化产品的应用，仍需要进一步的提高。

物联网技术在我国已经逐步得到应用，但是经过对煤矿监控系统的现状分析，发现其中存在着很多的问题。主要问题如下：

（1）缺乏统一的标准和接口。现有的煤矿监控系统各成体系，并没有统一的接口及标准，从而使得系统之间没法正常通信，数据漏报。

（2）缺少共享平台。不能够为第三方提供统一的接入平台。

（3）学科交叉研究不够。地质、水文、灾害机理、系统集成等多学科的研究融合深度不够。

（4）应用层面的信息融合缺失。各个应用系统之间的信息融合及联动、决策融合缺失。

（5）缺乏泛在的感知网络。缺乏统一的地下无线覆盖感知网络，地下存在着很大部分的感知盲区。

（6）设备落后及老化。感知元件单一，设备落后，不能适应复杂的井下环境。

（7）联动效率低下。在煤矿事故发生以后，省及地方联合应急效率低下，抢险救灾、安全救护及搜救效果差。

2 煤矿物联网智能体系模型设计

针对上述问题，本文提出了一种煤矿安全生产物联网智能系统，其设计共分为四个层次，分别是感知与控制层、数据集成层、管理决策应用层、信息展示层，具体设计如图1所示[2]。

感知与控制层作为传统物联网研究的热点，相对其他层次已经比较成熟。感知与控制层一共设计了四个系统，分别是安全系统、生产系统、供电系统和生产调度系统。安全系统包括安全监测、井下排水、通风、防灭火、束管监测、瓦斯抽放、人员考勤和人员监控；生产系统包括工作面、提升系统、皮带系统、供压系统、水处理、选煤厂、锅炉房、井下降温及给水系统；供电系统包括地面与地下供电；生产调度系统包括无线通信系统、调度通信系统、信息监控系统和大屏幕显示系统[3]。

数据集成层是新型煤矿物联网系统的数字化集成中心，主要由工业级实时数据库和关系型数据库组成。工业级实时数据库包含了数据分析、联动控制策略库、故障诊断库和专家库；关系型数据库主要包含管理基础库、组织机构库、业务标准库和专家知识库[4]。

管理决策层作为企业的智能管理层，分为生产智能分析和商务智能分析两部分。生产智能分析中心主要运作包括计划目标管理、物资管理、运销管理、工程项目管理、能源管理、机电设备管理、通风设计分析和安全管理；商务智能分析中心主要运作包括全面预算管理、财务管理、人力资源管理、固定资产管理、煤质管理、精细化管理、生产调度管理和三维数字开采管理。

企业展示层主要是通过企业展示网络来展示企业的相关信息。

煤矿物联网架构的自上而下的四个层级分工明细又相互协作，各个层级间共用同一的数据仓库，并通过工业以太网和企业管理网实现联通。

3 煤矿物联网智能体系架构设计

通过对煤矿物联网体系模型的研究，已经构建了比较完整的物联网智能体系。结合煤矿实际情况，以及物联网技术中的信息采集、识别与协同、信息融合、预警、传感器网络等技术，设计出了一个比较完整的煤矿物联网信息架构体系，其完整的网络架构图如图2所示[5]。

图2所示的物联网构架图在集成矿山“三个感知”核心（即感知环境、感知人员、感知设备）的基础上，融入了生产监控与管理决策系统，并在云服务平台的基础上，将安全智能分析（包括物资管理、生产管理、工程项目管理等）和商务智能分析（包括人力资源管理、财务管理等）完美地结合在一起，在很大程度上提高了矿山整体的智能化运作[6]。

在此煤矿物联网智能体系架构设计中，要求：煤矿系统各类信息都能够融入骨干网络进行传输；针对各个监控子系统建立虚拟的专用网，从而保障各个子系统能够相对独立的运作；建立一个统一网络的多子系统监控系统，通过网络传输各科室及局部中心数据；可实现数据流量的有效控制；系统具有热插拔结构、模块化，进而实现煤矿的不间断生产、维修、维护；系统进行统一的编程组态，降低煤矿用户对专业知识的要求，提高系统应用效率；建立丰富的网络诊断和管理功能，以便于对故障进行分类和设备维修等。

4 煤矿物联网智能体系建设的主要内容

通过以上对煤矿物联网智能体系模型及架构的研究，可以确定煤矿物联网智能体系主要建设内容包括井下传感器感知系统、设备健康感知系统、灾害感知系统、感知网络传输系统、感知矿山信息联动系统、生产监控指挥系统、运销管理系统、人力资源系统、专家决策系统、财务管理系统等。在系统结果图的基础上，结合物联网技术，分析研究得各主要建设子系统关系如图3所示。

5 煤矿物联网智能体系技术研究的新方向

在最新的信息技术发展政策及措施的指引下，通过研究构建起来的煤矿物联网智能体系在感知、传输、共享、处理、应用等领域都取得了一定的创新型研究成果，为提高煤矿物联网持续的创新能力巩固了基础。

在本文的物联网架构设计的基础上，在日后的实际应用中，需注意四个方面的研究。

首先要提升感知技术水平，加强人工智能技术的应用，通过把模式识别等智能技术与传感器技术的结合，提高矿山感知的可靠性、准确性及合理性。

其次要推进传感技术的突破，从而实现高并发、大容量、多元化信息的传输，以提高传输网络的承载能力，进而实现煤矿物联网在矿山各系统中的真正应用。

然后要加强处理技术的研究，以解决复杂、异构物体间的连接方式和信息的交互处理难题，在智能工业、智能商务等领域实现突破。

最后就是需巩固共性基础研究，使物联网更好地应用到企业的安全生产、精细及动态的管理中去，提高生产与业务的创新，以实现矿山各系统的智慧。

6 结 语

本文通过对煤矿物联网智能体系模型设计，清晰地展示煤矿物联网智能体系的结构关系，并在此基础上指导煤矿物联网架构的构建。本方案将系统工程技术、信息技术、感知技术、智能技术、计算机技术、控制理论技术等融合到物联网建设中，从而为智慧矿山的建设奠定了丰富的理论技术基础，最终提高了矿山智能化建设的科学性、安全性及先进性，加快我国新型智慧矿山建设的进度和步伐。

参 考 文 献

[1] 张申，丁恩杰.物联网与感知矿山专题讲座之一 ：物联网基本感念及应用典型[J]. 工矿自动化，2010（10）：104-108.

[2] 张申，赵小虎.数字矿山及其两大基础平台建设[J].煤炭学报，2007（9）：997-1001.

[3] 沈红心.矿产资源开发预警系统研究[J].浙江大学学报，2005（6）：49-64.

[4] 张申，赵小虎.论感知矿山物联网与矿山综合自动化[J].煤炭科学技术，2012（1）：83-86.

煤矿安全智能化范文第3篇

关键词：人工智能；煤矿生产；专家系统

1我国煤矿安全生产现状及问题

当前，我国的煤矿生产处于粗放型经济增长状态，投入和产出不成比例，消耗很高，而回报却很低。很多煤矿企业罔顾煤矿开采对环境造成的损害，甚至无视频发的安全事故，仅仅以追求经济效益为目标。在煤矿生产中，投入到安全和环保方面的资金被削减，生态平衡遭到极大的破坏，因安全事故而导致的人员伤亡数量不断上升。此外，从业人员的安全和防范意识差，企业在煤矿安全生产上也没有引起足够的重视，导致从业人员在恶劣的环境中肺部吸入大量的煤尘，尘肺病严重威胁着从业人员的身体健康和煤矿的安全生产。虽然煤矿生产的产量逐年上升，然而潜在的安全生产问题却不容忽视，应该引起全社会的关注和参与。

（1）经济的飞速增长，需要能源作为发展的动力，煤炭资源作为重要的基础性能源，为经济的增长提供了保障，对于煤炭的需求量也逐年增长。煤矿产业日益扩张，致使煤矿企业呈现无限制扩张和超负荷运作的状态。在经济利益的驱使下，很多企业无视自身的生产条件，盲目追求高产量，增加了很多非法矿井，严重影响煤矿的安全生产。

（2）目前，煤矿行业处于不规范、无序的状态，并且竞争十分激烈。市场迅速扩张，政府对煤矿企业的监管无法与之相适应，安全事故频发，安全生产的基础较为薄弱。

（3）我国的煤矿生产所采用的技术较为落后，高的煤炭产量是以较高的投入、环境的污染、能源的浪费为代价的，呈粗犷式增长态势，煤矿生产安全无法保障，在技术设备和生产管理上都十分落后。

（4）从事煤矿生产的人员主要以农民工为主，文化水平不高，缺乏专业的知识，技术不过硬，即使企业引进一些较为先进的设备，员工也缺乏对设备的全面了解，从而很难控制风险。同时，企业把工作的重心放在了生产上，缺乏对于员工的安全培训，进而导致员工在工作中忽视相关的安全规定，不具备应有的安全意识，一旦发生事故也很难采取有效措施自救。

2人工智能在煤矿安全生产中的运用

2.1在煤矿安全仪器仪表结构、性能改进中的应用

煤矿安全监测仪器和仪表随着智能自动技术的发展，在测量领域的应用获得了更为广阔的发展前景。在软件和硬件的智能化基础上，对于当前和以前的数据信息，通过每台仪表和仪器都能够随时进行分析。从三个层次，即低、中、高，对测量过程进行抽象的反映。人工智能技术的应用，扩展了传统测量系统的功能，同时提高了测量系统的效率和性能，煤矿安全监测仪器和仪表更为灵敏、高效、高速，功能也越来越多。将微型芯片技术，如微控制器和微处理器等技术应用于煤矿安全监测的仪器和仪表中，运用模糊推理技术，并且对于各种测量数据的临界值和模糊控制程序进行设置，由此来模糊决策事物的各种模糊关系。与其他技术相比，模糊技术有着其独特的优势，无需大量的测试数据，也不用建立被控对象的数学模型。采用模糊技术对于经验的要求较高，应用芯片的现场调试和离线计算，总结出合适的控制规则，在给定的精确度的基础上，进行精确的控制和分析。

2.2开采方案决策及参数优化设计

随着专家系统的发展，煤矿企业对矿井挖掘的方案和参数越来越合理，更贴合实际条件。近年来，很多人工智能方面的研究所和院校专注于将人工智能这项技术应用到煤矿安全生产中，比如美国阿拉斯加大学设计的专家系统，可以根据实际情况智能地实现在长壁采煤法和短壁采煤法之间选出最佳的截煤方案；俄罗斯东部矿业大学将模糊数学理论应用到煤矿生产中，设计出一项可以智能选择最佳的爆破对策以及将方案参数最优化的专家系统；澳大利亚拉瓦尔大学设计的一项专家系统，可以智能选择最佳的设备选型。将人工智能应用到煤矿安全生产领域这项技术在我国也得到了很大的发展。例如针对采矿巷道围岩支护中围岩分类的相关问题，设计出了一项专家系统，这个系统可以智能地根据实际情况将围岩进行分类。针对巷道支护的形式以及参数问题专门设计了一项专家系统；针对煤矿井下爆破挖掘方案的选择问题开发设计了一个专家系统。这些技术目前在煤矿安全生产中都得到了广泛的应用。

2.3在煤矿安全仪器仪表网络化中的应用

利用计算机的计算功能实现对于参数的快速、准确计算，将人工智能技术完美融合到煤矿安全仪器仪表中，进而使得安全仪表的功能获得最大程度的发挥。举例来说，通过网络连接数字安全监测仪器，再利用相应的模式识别软件，对于仪表的各项属性和所处的实际条件进行准确而快速的分析，进而做出适当的处理。在数据采集设备上安装智能系统，可以实现自动分类，以及在脱离网络状态下的智能的数据采集和远程测量。随着科技的进步和时展，计算机领域也获得了很大的发展和创新，计算机的人机互动和运算功能也逐渐完善起来，并且更具人性化。通过人工智能软件的设计和应用，将仪器仪表和计算机互联，对仪表和仪器进行远程操控，从而完成给定的任务。可以建立一个用于储存测量结果的数据库，便于随时查看。还可以收集仪表上的数据，并加以复制，然后再发送到相关的部门。人工智能的应用，使得用户不必亲自查看现场，对于与同一个任务或同一个仪表的数据收集和监控，不同的用户能够在不同的办公地点、在同一时间获知。数据的同时性，能够确保在问题出现后相关工作人员可以采取相应的措施，及时分析和解决问题，防止了信息的不对称性，有效缩短了解决问题所需的时间。

2.4井下故障诊断及灾害预防控制

煤矿生产过程中不但要解决挖掘方案的合理性和优化问题，最大限度地获取经济利益，最重要的还是要解决生产过程中可能出现的安全问题，以及对环境的破坏性。针对这些问题，有些技术人员便考虑将人工智能应用在故障诊断和灾害预防控制方面。智能诊断专家系统以神经网络为基础，利用神经网络强大的学习能力，将过去煤矿生产过程中出现的安全问题以及解决方案总结归纳，当问题出现时，专家系统便能迅速反应，诊断出这个问题，推理得出应对方案。

3结束语

煤矿安全生产是一个重大的系统工程，不但要关注量的增长，同时要提高质的飞跃。虽然政府对于煤矿安全生产的重视在不断加强，事故总量和死亡人数也有明显的下降，但是重大安全事故仍然时有发生，安全生产形势仍然不容乐观，煤矿安全生产仍然任重道远。

参考文献

[1]王其军，程久龙.人工智能及其在煤矿安全技术中的应用探讨[J].矿业安全与环保，2005（5）.

[2]田胜丰.人工智能原理与应用[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[3]谢贤平，童光煦.采矿科学和技术向智能化的发展[J].矿业研究与开发，1996（3）：1-2.

[4]杨威，安明燕，王秋菊.人工智能神经网络在煤矿瓦斯重大危险源评价中的定量分析[J].露天采矿技术，2007（5）.

[5]王富荣.现代煤矿生产中计算机智能监控网络的应用[J].煤炭技术，2013（2）：7-9.

煤矿安全智能化范文第4篇

关键词:煤矿;机电设备;安全问题;检修对策

煤矿事故的发生一部分是由于采矿作业场所缺乏严格的管理以及施工不当造成，另一部分是由于煤矿的机电设备出现安全问题缺乏及时检修造成，其中机电设备的安全问题占据煤矿事故发生原因的大多数。

1煤矿机电设备的安全现状以及存在的主要安全问题

1．1煤矿机电设备生产的安全现状

近年来，随着生产结构的不断调整以及科技的发展进步，国内煤矿机电设备的自主研发取得了显著的成果，机电设备的使用实现了由依靠国外进口向主要以国产为主的转变，我矿在现阶段已经采用了较为先进的综采设备，装备自身的技术含量较高，且普遍配有较为全面先进的生产监测装置，实现了机电一体化管理体系，提高煤矿业生产的安全性与高效性。在当前的多数煤矿生产过程中，存在对煤矿机电设备的检测维修不到位的现象。有的大型以及特大型的煤矿企业生产中，由于煤矿机电设备科技含量较高，因此生产过程中基本安装有对生产的实时监测体系，对机械设备的运行状态以及生产的过程进行主动检测，从而保证大型煤矿的安全生产。但是对于中小型煤矿企业来说，对生产机械设备的维修大多数还是处在被动的阶段，导致生产过程中缺乏安全保证，而安全事故一旦引发，不仅对资源造成严重的浪费，更对生产人员的生命安全构成严重的威胁。多数煤矿的生产过程中，尤其是对于中小型煤矿企业而言，往往重视生产而忽视了生产安全，这是过去许多煤矿企业生产发展的通病，也是导致煤矿生产安全事故发生的主要因素。重视生产而忽视安全的生产发展方式，往往会忽视对生产设备的定期维护，导致设备长期处在超负荷状态下工作，从而造成设备的过早老化，设备的生产安全受到威胁。

1．2煤矿机电设备在生产中存在的主要安全问题

煤矿机电设备存在的安全问题是导致煤矿生产事故发生的又一大罪魁祸首，在实际的生产过程中，煤矿机电设备存在的安全问题主要包括:①机电设备设计方面存在安全隐患。随着国内对煤矿机电设备技术研发不断进步，煤矿行业普遍使用国内自主机电品牌，部分机电设备在技术上难以满足企业发展的要求。此外，随着机电研发的数目不断增多，导致许多机电制造不仅设计标准上没有统一规范，更在核心技术上难以达到生产的实际需求，造成煤矿生产出现由设备引发的安全事故;②煤矿机电设备诊断技术不够全面，诊断力度不够。煤矿机电设备的诊断问题主要是由两方面因素造成的:一方面由于煤矿设备本身具有一定的复杂性，设备发生故障时由于设备构造的整体性与设备的规格，设备的故障排查具有很强的不确定性，这为设备的故障维修造成很大的障碍;另一方面，诊断技术上的缺失。根据目前的诊断现状来看，大部分设备的提升机故障一般可以利用智能故障诊断技术诊断出来，并且经过验证具有很好的效果。但是当通风机发生故障时，对通风机的针对性检测技术却很少，难以像对提升机的故障检测那样利用智能化技术进行故障排查，从而对这类事故的发生只能借助人工的力量进行排检;③国内煤矿机电设备的主动维系技术发展不成熟，在发展技术上存在许多不足之处，与发达国家相比，机电设备的主动检修技术仍然还有很大的上升空间。

2煤矿机电设备的检修对策

针对当前煤矿机电设备生产过程中存在的主要问题，煤矿机电设备的检修主要从三个方面着手:我们企业内部结合生产的实际情况加强对机电设备的改组创新;根据实际的生产经验，提升对煤矿机电设备检修的实际水平，增强对机电设备维修的全面性;将电子信息技术与煤矿机电设备的管理相结合，对煤矿机电设备的日常工作运行进行全方位全天候的监控。

2．1创新煤矿机电设备的设计

这种创新并非是对核心技术的全面整改或是外观上的创新，而是不同的煤矿企业根据自身生产的实际情况，对不适应实际生产的机电设备进行适当的整改与技术上的创新，使其更加适应各个煤矿企业生产的实际需求;其次，为了降低煤矿生产的实际成本，在煤矿企业的持续发展过程中，我们企业也应该坚持人才战略积极引进核心人才，根据生产的需求加强对机电设备的核心技术的创新，这样不仅由于我们煤矿企业内部生产成本的控制，更有利于国家技术水平的提高。

2．2提升煤矿机电设备维修技术

随着大型机电设备的在生产规模上的不断扩大，其构造的内部也在不断实现智能化的生产方式，这与传统的大型机电设备有所差别，因此，在维修的方法上也是大相径庭的。对于大型以及特大型的机电设备而言，设备的结构十分复杂，设备运行的许多环节也实现了智能化，这导致故障在发生时较为隐蔽，且故障牵扯的其他设备部件也是十分复杂的，从而造成设备故障检修存在极大的不确定性，仅仅依靠人工的检测根本难以发现故障的根本所在。因此，面对大型以及超大型的智能化机电设备检修，在操作过程中适宜采用先进的检修技术，在基于先进诊断仪器的基础上，检修人员能适当根据自身的生产经验做出科学的分析，从而准确确定好机电设备的故障源头所在，彻底对故障进行维修，保证生产安全稳定的进行。

2．3促进对煤矿机电设备的信息自动化管理

针对当前越来越先进的生产机电设备，不仅要求企业内部提升操作人员的操作的技术水平，加强对作业队伍的技术培训，更应该引进机电设备的信息自动化管理来应对越来越为智能化的生产过程，引进智能化的设备监管手段相比与人工的监管来说更为客观全面，监管的力度更强，同时通过计算机技术的现实，能对实际生产过程中设备出现的机械故障等问题进行准确的定位与及时的维修，从而提高生产的安全与高效性。

3结语

煤矿机电设备的安全问题在实际的操作过程中主要包括由于设计不合乎规范引发生产的安全事故，另一方面是由于设备本身构造的复杂性以及技术上不达标导致设备故障维修困难造成的生产安全事故，此外，对于设备检修技术的不符合要求，同样也是造成安全事故的罪魁祸首。针对这些问题，制定的检修对策包括，加强对设备的设计创新，企业内部提高对相关技术的投资力度，同时积极引进信息自动化的监管技术，对智能化的大型机电设备进行全面监管。

参考文献:

［1］何小冬．浅谈煤矿机电设备的安全问题及检修对策［J］．中国校外教育(基教版)，2010，12:136．

煤矿安全智能化范文第5篇

[关键词] 矿井 高压供电网络 区域选择性联锁 短路保护 保护配置策略

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：

1 煤矿井下高压供电网络中存在的问题

在我国煤矿企业安全生产事故中，由矿井供电直接或者间接引发的安全事故不断呈现上升趋势[1]。据相关资料显示，煤尘爆炸与瓦斯等严重危害煤矿的安全事故中，有2/3以上与矿井供电系统问题有关[2]。

煤矿企业安全生产对煤矿井下供电工作提出了较高要求，要求100%安全生产和安全生产零事故[3，4]。当前，多数煤矿企业建矿较早，且多次更新井下采煤设备，由于采矿工作面过度延伸，造成了高压供电网络过多分级，导致了矿井下高压供电系统多发短路现象，继电保护出现越过多级、拒动或者误动跳闸，致使停电事故频繁发生，严重时会威胁到矿井安全生产。通过考察研究我矿井生产的实际情况，发现我矿供电系统的实际结构与煤矿井下巷道的走向和分布有一定关系，在很大程度上影响了煤矿供电系统构建[5]。本文结合图论，统一规划了矿井下的高压供电网络，通过使用网络通讯技术实现煤矿矿井高压供电网络继电保护信息的一致共享，通过开关智能控制器的统一控制及综合判断，实现了煤矿井下供电线路继电之间的保护闭锁，从本质上解决煤矿井下高压供电系统中存在的越级跳闸问题。

2 图论在矿井供电网络中的应用

图论是一种运筹学分支，近年来得到了广泛应用，可以使用图论方法解决电力系统的状态估计、可靠性分析及规划等问题。通常情况下，图论研究抽象图形可以用施工流程、运输系统或者电气图形等形式表示。当前，电力系统设计规划中较多应用的是最小费用流问题、最大流问题、最短路径问题等[6]。

本文结合图论，针对煤矿井井下高压供电网络系统提出了安全可行的网络化供电系统保护策略。主要介绍如下：

⑴在煤矿井下供电系统中使用网络优化技术，实现了多级继电保护装置间的联锁保护；⑵采用矿井供电网络优化与保护配置相互结合的供电线路级数设计策略，尽量将煤矿井下供电线路级数减少到最低；⑶减小供电系统回路中出现的低压误动：通过改变欠电压释保护放回路的低压动作值来实现；⑷以保障选择性为前提，尽可能缩短各保护间的时间级差，即改变过负荷保护、无时限电流速断和限时电流速断间的时间级差，将0. 5s改成100～300ms[7]。

3 智能控制模块的工作原理及构成

本文中所述智能控制模块由光纤耦合器、光纤通信元件及单片机等主要元件构成。其中，单片机成功输入、输出各种信号，通过分析各种信号，发出跳闸或者自锁信号。信号转换工作由光纤耦合器和光纤通信元件共同完成，且网络通信在上、下级之间进行。跳闸信号或系统故障信号的开合都可以由单片机系统的控制开关（I/O）装置的分励线圈回路控制，借此实现跳闸操作。

4 煤矿井下高压供电网络区域的选择性联锁保护

煤矿井下高压供电网络的三级区域选择性保护联锁的基本结构如图2所示，即将一个智能控制模块安装在原有开关装置上，使之配合原有继电保护装置当中的电流速断保护工作，以顺利实现区域选择性的联锁保护。原有电流速断保护的信号回路中串联有该智能控制模块，所以不会改变原有的继电保护装置功能。

图2中所示的各级继电保护装置中动作闭锁功能的原理如下：在各级继电保护装置中的电流速断保护中使用智能控制模块，并对其进行延时闭锁，在各级保护间进行可行的信息传递和通信联络，也就是在发生故障后，智能控制模块能及时接到速断保护信号，在有效延时时间内行联络闭锁通信，将各级保护间的操作时间安排好。如果故障线路上安装的保护装置未能在在规定的延时时间内接到由下级继电保护装置中智能控制模块发过来的闭锁信号，则需要将本保护装置发来的闭锁信号解除，接着由本级保护装置发出的速断保护动作来执行。而系统末端开关装置中所安装的智能控制模块无需延时闭锁。

区域选择性联锁保护优化方案发挥作用的关键是要完成煤矿井下各种智能控制模块的成功通信，对各种智能控制模块控制程序的综合性判断要依据控制模块自身及各级模块传来的信号进行，并发出跳闸或者自锁的控制信号，然后结合硬件和软件，以顺利实现煤矿井下高压供电网络区域的选择性保护联锁功能，依此来解决供电系统中存在的越级跳闸问题[8]。

由以上内容可以看出，当出现线路故障时，可以借助上下级通信信号，安排各级保护装置所具有的速断保护动作，实现保护装置的保护联锁，避免越级跳闸现象的出现以及事故扩大；三级线路可以承受的最大短路能量冲击时间是0.2s，既降低了三级线路所承受的内部应力及较重电动力，又减少了故障电流带来的冲击，因此达到了较好的保护效果[2，5]。

5 结语

综上所述，区域选择性联锁保护方案指将一个智能控制模块安装到原有的矿用开关上，从而与原有速断保护装置配合工作，借此实现

煤矿井下高压供电线路的闭锁保护。该智能控制模块在仅串联在速断保护脱扣信号回路中，不改变保护装置的传统功能。该方案既能降低短路电流对供电网络系统的影响，又能实现工作配合的完全选择性，值得将其应用于煤矿井下高压供电网络中。

参考文献

[1]刘士光. 煤矿井下高压供电系统过电压的分析与预防[J]. 科技创新导报，2013，19：23.

[2]余存泰. 一种区域选择性联锁保护装置的设计[J]. 低压电器，2011，03：18-21.

[3]王光超，史世杰，张根现，邹有明. 煤矿井下高压供电网络优化[J]. 中州煤炭，2011，06：80-81.

[4]高锋. 煤矿井下3.3 kV供电网络漏电故障保护研究[J]. 科学技术与工程，2012，29：7525-7531.

[5]卫小兵. 煤矿井下高压供电系统继电保护配置分析[J]. 科技与企业，2013，13：150.

[6]任宪友. 煤矿井上、下高压供电方式的改造[J]. 电子世界，2013，11：57.