煤礦自動化和通信技術的現狀與發展趨勢

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1煤礦自動化和通信技術的發展歷程

1.1煤礦自動化技術

煤礦自動化技術在我國的發展起始于20世紀60年代，繼電器是當時主要的煤礦自動化器件，當時的煤礦自動化也只是簡單的開停與閉鎖控制，而且控制器不但體積龐大，安全性與可行性也很差。20世紀70年代和80年代中期，晶體管與邏輯電路開始的大量出現，它們的出現取代了繼電器成為主要的煤礦自動化控制器件，它們的應用使控制器的體積得到了大幅度的縮小，并且把控制器的功能改進了。80年代末90年代初，開始出現了單片機，由于單片機的運算與控制能力都比較強，晶體管與邏輯集成電路控制系統很快被其取代，單片機成為了自動化控制系統的核心控制單元，這使得煤礦自動化控制系統的安全性與可靠性都得到了大幅度的提升，煤礦自動化控制與檢測系統才真正具有了實用功能。但這個時期形成的煤礦自動化系統還屬于獨立系統，各系統之間不能進行信息交換。簡單的調制方式是其內部信息傳輸的主要方式。直到21世紀初，隨著太網信息網絡技術的發展，實現了煤礦各專用監控系統之間的信息傳輸可以用高速信息網絡來傳輸，總線傳輸技術也逐步成為各專用監控系統內部之間信息傳輸的主要方式，高速信息通道的建立，使煤礦各專用監控子系統的集成與實時監控得到了實現，使煤礦自動化系統的自動化水平躍上了一個新的臺階。

1.2礦井通信

煤礦的生產指揮工作要想順利進行，必須要做好礦井通信工作。由于煤礦企業的生產工序較多且作業地點分散，要想用一種通信系統和方式來把全礦覆蓋很難。按使用方式可把礦井通信大致分為固定通信與移動通信，按通信覆蓋區域可把煤礦通信系統分為全礦井通信與局部礦井通信。防爆磁電電話是我國早期主要采用的礦井調度通信方式，隨著時代的發展礦用模擬程控調度通信系統在20世紀80年代開發出來了，90年代時數字程控調度通信系統也開發出來了，這時已經幾乎能滿足礦井調度通信的需求。礦用透地通信系統、礦用泄露通信系統、礦用感應通信系統、礦用載波通信系統、礦用小靈通通信系統以及礦用CD-MA通信系統是礦用移動通信系統的主要形式。其中應急救災時主要用到的通信系統是礦用透地通信系統，局部通信主要用到的通信系統是漏泄通信系統，感應通信系統，礦用載波通信系統，全礦井無線通信主要用到的通信系統是礦用小靈通系統與CDMA通信系統。

2煤礦自動化技術

2.1高速監控網絡

工業以太網、專用工業控制網、CEPON網以及MCIP系統是我國目前主要使用的高速監控網絡。其中冗余工業以太網是我國煤礦自動化系統的主要傳輸平臺，很多礦井都在使用。由于專用工業控制網的開放性比較差，在我國只有幾個別的礦井在裝備使用，而礦用CEPON網絡系統是一種新系統，視頻、數據、語音等信息都可以傳輸，其應用前景十分廣闊。

2.2自動化平臺軟件

管控軟件和Web服務軟件是自動化平臺軟件的兩種主要形式。管控軟件在控制層的管控服務器內安裝，Web服務軟件在管理層的Web服務器中安裝，它們是煤礦自動化控制的重要實現手段。

2.3局部生產環節自動化

礦井局部生產環節自動化大致可以分為：安全監控系統、電力監控系統、水泵自動化系統、調度控制礦井機車系統、礦井數字化工業電視系統、工作面巷道監控中心。

3煤礦通信技術

礦井有線通信主要使用的是礦井程控數字調度通信系統與工作面局部擴音通信系統。隨著礦井大規模應用網絡技術以及IP語音通信技術的逐漸完善，礦井有線通信一個重要的發展方向便是礦井IP調度通信系統。人們還在不斷的探索和研究礦井移動通信技術，礦用透地通信系統、礦用泄漏通信系統、礦用感應通信系統、礦用載波通信系統、礦用小靈通通信系統、礦用CDMA通信系統等等。

4若干技術問題

4.1完善與提高局部生產環節自動化技術

已有多種高速監控網絡方案供煤礦自動化控制選擇，影響煤礦自動化正常運行能否實現的一個重要因素已經成為局部生產環節自動化，這主要是由于監控量大、面廣、并且種類繁多是局部生產環節監控系統的主要特點，要想使礦井自動化系統更完善，這就需要各生產廠家不斷完善與提高自身的技術。

4.2開發高強度快速安裝式礦用光纜

我國的礦井已經開始廣泛應用光纜，但大巷是其主要應用的地方，而在工作面上的應用技術還不完善，這主要是由于工作面的生產條件更惡劣，易斷是普通礦用光纜的主要特點，一旦這種普通礦用光纜斷裂后很難修復。而工作面液壓支架電液控制系統，頂板監測系統監控的信息量都非常大，要求的信息傳輸速度高，更適合采用光纜傳輸，為了適應礦井未來的發展需求，我們必須開發開發高強度快速安裝式礦用光纜。

4.3煤礦供電安全技術

電參數測量以及各種保護功能是目前防爆開關設備等供電設備主要具有的功能，他們一般都缺乏主動分析故障與報警的功能，這就需要我們繼續在這方面加大研究力度，把井下變電所無人值守的整套設備爭取能夠開發出來。

5總結

實現煤礦高效安全開采的關鍵技術之一便是煤礦自動化技術，而礦井通信技術又是煤礦生產指揮必須具備的手段之一，歷經幾代人的努力鉆研，開發出了一系列這方面的產品，并已經被廣泛應用于煤礦企業的安全生產中，但就目前煤礦企業的發展現狀而言，它們還遠遠不能滿足煤礦企業安全高效生產的需求，為了真正滿足這一需求，我們要不斷利用新技術，新手段完善與提高煤礦自動化技術與通信技術，只有這樣才能保證我們煤礦企業的安全、高效生產。

作者:王博翰 單位:陜西陜煤黃陵礦業一號煤礦