煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势

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1煤矿自动化和通信技术的发展历程

1.1煤矿自动化技术

煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代，继电器是当时主要的煤矿自动化器件，当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制，而且控制器不但体积庞大，安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期，晶体管与逻辑电路开始的大量出现，它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件，它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小，并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初，开始出现了单片机，由于单片机的运算与控制能力都比较强，晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代，单片机成为了自动化控制系统的核心控制单元，这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升，煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统，各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初，随着太网信息网络技术的发展，实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输，总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式，高速信息通道的建立，使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现，使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。

1.2矿井通信

煤矿的生产指挥工作要想顺利进行，必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散，要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信，按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式，随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了，90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了，这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统，局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统，感应通信系统，矿用载波通信系统，全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。

2煤矿自动化技术

2.1高速监控网络

工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台，很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差，在我国只有几个别的矿井在装备使用，而矿用CEPON网络系统是一种新系统，视频、数据、语音等信息都可以传输，其应用前景十分广阔。

2.2自动化平台软件

管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装，Web服务软件在管理层的Web服务器中安装，它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。

2.3局部生产环节自动化

矿井局部生产环节自动化大致可以分为：安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。

3煤矿通信技术

矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善，矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术，矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。

4若干技术问题

4.1完善与提高局部生产环节自动化技术

已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择，影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化，这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点，要想使矿井自动化系统更完善，这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。

4.2开发高强度快速安装式矿用光缆

我国的矿井已经开始广泛应用光缆，但大巷是其主要应用的地方，而在工作面上的应用技术还不完善，这主要是由于工作面的生产条件更恶劣，易断是普通矿用光缆的主要特点，一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统，顶板监测系统监控的信息量都非常大，要求的信息传输速度高，更适合采用光缆传输，为了适应矿井未来的发展需求，我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。

4.3煤矿供电安全技术

电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主要具有的功能，他们一般都缺乏主动分析故障与报警的功能，这就需要我们继续在这方面加大研究力度，把井下变电所无人值守的整套设备争取能够开发出来。

5总结

实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术，而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一，历经几代人的努力钻研，开发出了一系列这方面的产品，并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中，但就目前煤矿企业的发展现状而言，它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求，为了真正满足这一需求，我们要不断利用新技术，新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术，只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。

作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿