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摘要：在中國煤礦機電運輸發展現狀的基礎上，總結了已有機電運輸的裝備技術、運行機制及其缺陷，介紹了具有代表性的機電一體化技術在運輸系統上的發展。結合“中國制造2025”的引導，煤礦引入了無人化、少人化的智能工作面，提出了機電運輸方面的發展，闡述了千米深礦井高效提升系統、智能化帶式輸送機系統、井下無人化軌道（膠輪）運輸、運輸系統數據融合分析系統的相關內容，為煤礦機電運輸提供了新的發展方向。

關鍵詞：機電運輸；機電一體化；無人化；智能化

煤礦機電運輸設備包括皮帶輸送機、轉載機、井筒提升人員（物料）設備及其他輔助提升設備。在注重經濟效益的背景下，機電運輸的發展不僅要提升煤炭的生產質量，還要保障煤礦運行安全。目前，煤礦機電運輸已經實現了機械化、一體化技術，其中，機電一體化日臻完善，正在向微型化、系統化方向發展，但其中也存在一些問題，比如集成化程度較低，注重硬件忽視軟件的地面控制系統，帶式輸送機面對落煤量隨機性、非線性的特點時不具備良好的自適應能力等。因此，無人化的智能工作面建設對機電運輸提質增效有很長遠的影響。利用“煤礦大腦”平臺，發展煤礦機電運輸，為煤炭行業安全生產的標準化、體系化、技管結合、預警與應急響應提供了支持。

1機電運輸系統介紹及發展現狀

1.1機電運輸系統介紹。煤礦機電設備主要有開采設備、掘進設備、供電設備、運輸設備、通風設備等，機電運輸設備作為貫穿生產環節的重要組成部分，其運輸問題占事故總數的20%耀30%，比如：2019年2月，內蒙古銀漫礦業運輸車造成的重大運輸安全事故。礦井的采區運輸、地面運輸、提升運輸、主巷運輸都涉及到了機電運輸系統的運行。煤礦軌道運輸主要包括大巷運輸的電機車、斜巷運輸的運煤皮帶、運送物料的調度絞車、立井的提升絞車等。礦井機電運輸格局中，主井提升系統、供電排水系統、通風機、壓風機、主運皮帶、架空乘人裝置和輔助運輸已經全部形成自動化，大大提高了生產效率，減少了崗位數量，部分崗點甚至實現了無人值守，改變了職工“枯燥無味”的工作環境，保證了礦井生產的安全、高效[1]。1.2機電運輸系統存在的問題及解決對策。由于工作人員安全意識不足，專業素養不夠，而相關部門對機電運輸特種人員的培訓工作不到位，導致作業人員的技術水平低，崗位操作不熟練，即使特種作業人員持有上崗證，但也經常出現一些違規操作的問題。企業沒有定期更新機電運輸設備，沒有定期檢測、檢驗、維護機電設備，導致機電運輸裝備無法滿足安全生產的要求。制度不規范，執行不到位，設備質量不達標，缺乏保護設施等一系列問題，是導致煤礦運輸事故頻發的主要原因。由于煤礦機電運輸設備是在井下使用的，運行環境比較復雜，時刻面臨地下水涌出、瓦斯爆炸的威脅，在保證運輸能力的基礎上還要滿足防爆要求，所以，系統結構比較復雜。因此，需要作業人員規范作業流程，落實機電運輸的工作指標，檢查設備的運行情況，制訂更高標準的操作要求，將煤礦機電運輸管理安全責任制落實到位，立足于查大隱患、防大事故，加大對重點區域、環節、人員和時段的安全監督檢查力度，實行礦井分級管理，保證安全責任制的有效落實。1.3機電一體化技術。井下運輸系統的機電一體化技術已經成為有效的發展方向，其融合了自動控制技術、計算機技術、機械技術、電子技術等多種技術，可以實現機械設備與電子設備的緊密結合與相互支撐，形成了自動化控制技術，提高了機電設備的安全性，確保了機電設備的穩定運行，實現了對機械設備的監控、自動報警與故障診斷，節約了人力成本，有效執行了“一體化減人，自動化換人”的發展思路。機電一體化技術體現在帶式輸送機上的電液軟啟動方面。中國已經成功研制出了雙電動及差動軟啟動傳動系統，它可以實現軟啟停、無極調速等智能化控制功能，大大提高了啟動的高效性和安全性。機電一體化技術還體現在運輸提升機的數字化技術方面，比如：內裝式變頻技術被應用到全數字交流式提升機上，其監測系統、安全系統和電氣控制模塊采用數字化方式進行控制，設備結構緊湊，外形尺寸大幅度減小，產生了很明顯的經濟效益。在主井應用箕斗載荷在線監測及超載預警系統，實現了對載荷動態的在線監測，有效預防了二次裝載、滯煤超限等運行現象的發生，從裝備方面保障了主井提升系統的安全。另外，機電一體化還體現在輔助運輸的無極繩絞車的可視化運輸監控，皮帶運輸的光纖監測監控，架空乘人裝置的礦井全自動集中控制等方面。為了提高運輸系統的安全性和可靠性，增強救災搜救效果，煤礦企業已經引進了物聯網、通信、信號傳輸等技術對運輸機械進行安全閉鎖控制，并利用遠程監控記錄安全生產情況，大大提高了運輸系統的安全性。通過在減速器、電動機、驅動鏈輪等關鍵部位布置傳感器，實現了對刮板輸送機的遠程控制及故障診斷與預警，初步實現了智能化。

2機電運輸系統的前景展望

2.1千米深礦井高效提升系統。隨著礦山開采深度的逐年增加，一些中老礦井及開采深度超過800m的礦井已經進入了深部開采階段，而中國東北及中東部地區開采時間較久，開采深度已達到千米以上。未達到千米深的礦井正以每年10耀25m的開采深度延伸。隨著開采深度的不斷增加，深部礦井開采需要更精準、更高效、更節能、更安全的提升系統，才能滿足物料和人員的運輸要求，這就倒逼井筒的主要提升系統面臨設備的更新、運行機制的配套、管理制度的優化健全。其中就包括利用物聯網技術的提升機監測系統，具有高檢測效率和高正確率的礦井提升機鋼絲繩損傷檢測等輔助提升設備，以及高效的提升設備，以保證運輸的高效性和安全性[2]。2.2智能化帶式輸送機系統。為了更好地配套深部礦井的三機設備，運輸機也需要優化全數字調速電控系統，有效實現對全數字調控、可控硅整流、直流電機、網絡控制、局域網信息的互相融合以及診斷監控等，完成對煤礦大功率電力拖動系統的調速控制。例如：平煤十一礦在千米深井、運輸戰線長、環節多的復雜條件下，利用人員定位系統、監測監控系統和信息通訊系統全程在線追蹤物料運輸，建立起了“井下3000m超遠距離物料速遞系統”[3]。以此為例，為了實現千萬噸示范礦井綜采智能化技術的配套，礦井應建立超長輸送帶驅動系統，以滿足連續運距達數千米、年運輸量千萬噸的高要求。在斜井皮帶輸送方面，建立具有自適應能力的隨機性載荷的輸送帶，只有適應大傾角、不打滑的驅動系統，才能夠滿足智慧礦井的運輸安全。2.3井下無人化軌道（膠輪）運輸。在現有技術的基礎上，為了避免機車運輸受到人為因素、設備本身缺陷、缺乏安全設施的影響，引發事故，可以從運輸機車本身和調度控制兩方面入手研發輔助運輸設備。井下無人駕駛軌道車、無人駕駛軌道電機車的出現，很好地避免了上述問題，這也是運輸設備的更新換代，淘汰老舊機車設備，新設備可以記錄運行速度、軌跡等重要信息，大大提高了運輸系統的安全性。在調度控制方面，煤礦井下機車運輸要求設置安全、可靠的運輸監控系統，以提高運輸的安全性和可靠性。在現有監控系統的基礎上，引進先進的數據傳輸技術和智能控制的概念，建立智能調度系統，可以更快、更好地分析、處理危險事件，避免人和物的損失。2.4運輸系統數據融合分析系統。數據傳輸技術是將煤礦機電設備操作運行過程中的信息數據及時傳遞給相關管理部門或控制總平臺。融合多網傳輸技術是機電設備運輸過程中信息數據對外交換的重要通道，是控制人員及時掌握機電運輸穩定性及信息安全主要依賴的運輸載體。利用此技術收集、量化、轉換、處理數據，可以提升數據處理的精確度[4]，比如可以通過它對井下無軌膠輪車定位、人員定位、瓦斯抽采監測、打鉆視頻監控等海量數據進行匯總。另外，建立基于大數據信息分析的災害區域監控預警系統平臺，并創建災害預警指標體系，建立以災害風險判識方法及預警模型為基礎的智能預警系統，可以為機電設備的良好運行提供有利支撐。

3結語

總結了煤礦機電運輸發展現狀及遇到的問題及對策，介紹了機電一體化技術在煤礦生產中的應用以及煤礦初步實現的智能化，提出了在智能化、無人化采礦新技術的影響下，機電運輸需建立千米深礦井高效提升系統、智能化帶式輸送機系統、井下無人化軌道（膠輪）運輸、運輸系統數據融合分析系統，統籌建立無人化的智能工作面，以提高機電設備的協同效率，有效保證運輸設備的良好運行，降低運行故障的發生率，提升運輸設備的精準管理水平，最終促進井工礦井的順利高效安全生產。

參考文獻：

［1］龐靜.淺析煤礦機電運輸系統自動化技術及其發展［J］.內蒙古煤炭經濟，2018(14)：41-42.

［2］葛世榮.智能化采煤裝備的關鍵技術［J］.煤炭科學技術，2014，42(9)：7-11.

［3］趙峰.淺析煤礦機電運輸系統自動化技術及其發展［J］.中外企業家，2018(36)：138.

［4］龔立志.淺談提升煤礦機電運輸技術水平的措施［J］.中國新技術新產品，2019(4)：67-68.

作者:苗江云 單位:山西澤州天泰能源有限公司