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關鍵詞:煤層;自然發火;規律;防滅火;措施
1礦井煤層自然發火基本規律
在實際生產中有很多種因素都有可能影響到煤層自燃,經長期研究,人們發現煤層要達到自燃,有兩個條件必不可少,一方面應具有自燃傾向性,另一方面能夠進行連續供氧,同時還要具備較為充分的儲熱時間以及足夠的氧化。在自燃的過程中,煤會受到較多因素的影響,比如煤的特性、采煤的方法、以及地質條件與通風方式等。在長期的生產和應用煤的過程中,人們發現了煤自燃的規律性特征,比如在切眼或者巷道高冒區以及交叉點處的三角煤等地都為煤層易自燃區、之所以這些區域為易自燃區采動影響以及礦壓影響是兩個很重要的方面,這些因素會導致煤壁出現一些裂縫,嚴重的會發生破碎,給氧化升溫創造了更好的條件,進而導致發火現象的出現。
2礦井防滅火綜合技術措施
2.1系統優化
在對礦井進行擴建時,應樹立先進的設計理念,取消井田內存在的一些不合理的多盤區,想方設法應用條帶式布置。若實際生產條件允許,可把長壁綜采工作面直接布設于主要巷道兩側。同時應科學、合理的改進優化那些不合理的礦井生產系統劃分方式。比如可以將其按照兩級的方式進行劃分,一般來說可以按照工作面與礦井兩級的標準進行劃分,通過這種方式能夠有效縮減開拓及準備巷道工程量,進一步簡化礦井生產系統,讓礦井實現集約化生產。另外應努力創建斷面大,風壓比較低并且實際風量比較大的通風系統,并有效降低礦井的通風負壓,以更好的對漏風進行控制,進而促使整個系統實現降“壓”防“漏”的目標,進而有效降低煤層自然發火危險。
2.2推廣應用先進技
應重視推廣應用新技術,如可通過逐步推廣全面推廣“四快”(快掘、快采、快撤、快閉)新型防滅火技術,以有效防火。如對掘進工藝進行優化,可選用掘錨機雙巷掘進技術,把之前的掘錨機單巷掘進工藝,采用更加科學的方式將其向雙巷掘進的方向拓展,進而實現快速支護與掘進以及短距離的局部通風目標,同時對裂隙進行預防,最終達到防止煤巷自燃的目的。
2.3注氮防滅火技術
采用氮氣滅火時,注入的氮氣可逐步擴散至空間各位置,以排擠出氧氣,讓火中因含氧量大幅降低最終來熄滅火源,同時注入的氮氣還能有效預防礦井爆炸,借助液態氮可吸除大量熱量,大幅度的降低火區的溫度,并且在滅火的過程中所使用的氮氣并不會對設備造成損害,在滅火之后,巷道在滅火完成之后也能夠快速的恢復生產。
2.4阻化劑防滅火技術
在日常生產作業中,我們常用的阻化劑有很多,其大致包括CaCl2、MgCl2、NaC1、水玻璃等。對于采用阻化劑滅火其主要是通過讓阻化劑附著于煤表面,把控制中含有的水分迅速吸除,以在煤層的表面形成含水液膜,進而對煤氧進行隔離,達到滅火的目標。并且這些鹽類的存在會使得煤長期處于潮濕含水的狀態,隨著煤層表面水的蒸發,會吸收大量熱量來給煤體降溫,這樣可抑制煤的自熱以及自燃,這樣可起到有效防滅火的作用。
2.5膠體防滅火技術
作為現代新型的防火技術,膠體滅火技術能夠達到堵漏、固結水以及降溫等功能的充分結合,確保在一定的時間與范圍內,水溶液能夠充分進行膠凝,進而對高溫源進行包圍,也能夠徹底發揮水的降溫吸熱功能,同時也能夠有效解決在注水與灌漿的過程中所出現的泄露等方面的問題,確保能夠實現安全滅火。此外,該技術還能夠對煤的表面活性基進行鈍化,以對氧氣進行隔絕,進而實現防溫降火的目標,還能夠降低水煤氣發生爆炸的可能性,確保工作人員安全作業。
2.6三相泡沫防滅火技術
所謂的三相泡沫,主要是水和氮氣以及黃泥漿等三相物質所組成的發泡劑,能夠降低漿液表面的張力,對固體顆粒表面的濕潤性進行改變;氣體和漿液通過發泡器利用氮氣和漿體對混合液進行做功,最終達到利用三種物質的特性實現吸熱降溫與防滅火的目標。
2.7均壓通風防滅火技術
該技術主要是通過對風機或者風門進行調節或者改變風流的路線等方式,對漏風通道兩側的風壓進行調節,進而實現防火的目標。在實際的生產過程中,可以充分結合現場情況的差異,對礦井進行防滅火操作時可以采用不同的方式。
3礦井防滅火的其他策略
3.1完善束管監測系統
可以在工作面事先埋下監測束管,以實現對相關的防火指標的數據進行采集和分析鑒定的目的,并對防火變化的曲線進行繪制,進而為實際開展防滅火工作提供科學的依據,同時還能實現監控和監測的目標。
3.2提高工作面同采率
通過提高同采率,可以控制出現遺煤的情況,從根本上將煤炭自燃與發火的可能性降到最低,對于采空區來說,遺煤越多,發生自燃的概率也就越大。因此,需要在日常工作中,控制住浮煤與遺煤的數量,對底部的浮煤進行及時的清除,盡可能地防止出現火災的情況。
3.3合理控制工作面通風
要結合工作面瓦斯的涌出量,對通風系統進行調節,確保其穩定性,同時控制住采空區漏風的情況。如果要進一步加快推進工作面的速度,則可以有效降低自燃的可能性。因此,在開展防滅火工作時,需要綜合考慮,只使用一種方法取得的效果也必然非常有限。此外,礦井通風系統是否合理在一定程度上決定了礦井滅火的難度,不斷對其進行優化,以提升其合理性,是確保防火有效性的前提。
4結語
礦井自然火災的防治屬于一項長期系統工程,一方面要科學的判定與處理自燃危險區,厘清煤的自燃機理,也要注重防火措施額合理性。要結合各礦井的實際情況,選擇恰當的技術,同時使用一些新技術與新材料等,防微杜漸,確保礦井安全生產。
關鍵字:煤礦安全監控系統;技術管理;應用
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A
1概述
煤炭作為我國主要能源之一,它在一次能源比例中占據了70%。而煤炭行業作為一項高危的行業,地熱、火災、水災、煤塵以及瓦斯等都直接影響煤礦工業健康的發展。煤礦事故的頻繁發生,讓我們意識到科學管理、合格人才、可靠裝備以及先進技術作為安全生產保證的重要性。煤礦安全監控系統技術的運用則實現了安全監測控制多方位、多層次管理,增強了管理嚴密性以及時效性,使得監控信息掌握更為準確、直觀、快捷以及方便,同時為安全生產提供了保障。
2煤礦安全監控系統技術管理探討
2.1煤礦安全監控系統組成結構和工作原理分析
煤礦安全監控系統通常由接線盒、電纜、網絡的接口、遠程的終端、UPS的電源、、大屏幕、打印機、服務器、系統的軟件、顯示器(主機)、傳輸接口(主站)、電控箱(電源箱)、分站、執行的機構以及傳感器等部分構成,具體結構間圖1。
第一,傳感器會把被測的物理量變化成電信號,電信號具備聲光報警與顯示功能,但是不排除部分傳感器不具備聲光報警與顯示功能。
第二,含有顯示設備與聲光報警執行結構把控制信號變化成了被控的物理量。
第三,分站接受傳感器傳來信號,同時根據先前預約復用方式,通過遠距離給傳輸接口或主站傳送。與此同時,并接收傳輸接口或主站里多路復用的信號。對于分站來說,它具備邏輯的運算、超限的判別以及線性校正等較為簡單數據處理的功能,可以對運輸接口或主站傳輸信號以及傳感器所輸入信號處理,執行控制機構的工作。
第四,電源箱把交流電網其電源變化成了系統需要本質安全的直流型電源,該電源同時具備能夠使電網在停電之后可以仍舊正常供電,且供電大于2小時蓄電池。
第五,分站通過遠距離所發送信號,傳輸接口會接收,同時將信號傳輸到主機進行處理。傳輸接口在接到主機信號之后,再運送到相應的分站。此外,傳輸的接口同時具備控制分站接收與發送、自檢系統、調制和解調多路復用的信號等作用。
第六,主體通常選取的是多機或雙機備份、普通微型的計算機或者工控微型的計算機。主機它主要作用是聯網、控制輸出打印、控制輸出、人機的對話、聲光的報警、顯示、磁盤的存儲、統計數據、判別報警、校正、接收檢測的信號等。
2.2煤礦安全監控系統的作用
第一,通風及瓦斯監控,也就是監測局部的通風機停開(特別重要)、風筒的狀態、風門的狀態、饋電的狀態、風壓、風速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風機掘進巷道出現停風狀況或出現停止運行現象時或瓦斯出現超限時,相應的煤礦其安全監控的系統就會自動切斷各自區域電源,同時閉鎖與報警,這一措施可以達到以下目的:(1)規避與降低了因電氣設備違章作業或失爆、或電氣設備出現故障的危險溫度或電火花導致瓦斯爆炸的發生率;(2)規避與降低了運、掘、采等設備在運行狀態下因危險溫度或摩擦碰撞出火花而導致的瓦斯爆炸的發生率;(3)可以提到提醒作用,督促生產的調度員、領導及時把工作人員安置到安全位置;(4)督促生產的調度員、領導及時處理好事故的安全隱患,提前預防瓦斯爆炸事故的發生。
第二,瓦斯抽放系統的監控,(1)監測抽放管路里閥門開度、溫度、壓力、流量、甲烷的濃度以及一氧化碳其濃度等各管道的參數;(2)對瓦斯抽放泵站室里甲烷的濃度以及井下臨時的抽放瓦斯泵站其下風側的柵欄外的甲烷濃度環境參數進行監測;(3)對抽放泵軸溫、抽放泵的真空度以及電機溫度等進行監測;(4)監測冷卻水池的水位、水溫以及水壓與水量等供水的參數;(5)監測功率因素、電壓、電流等供電的參數;(6)對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數進行監測;(7)監測密封的水溫、密封的水位、罐內其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲氣罐的參數;(8)對瓦斯抽放供水、閥門、泵等狀態進行監測;(9)對瓦斯抽放純瓦斯量和混合量進行監測;(10)對瓦斯抽放閥門與泵進行控制。
第三,監控火災,也就是監測煙霧、壓差、溫度、氧氣的濃度以及二氧化碳和一氧化碳的濃度等,并控制好注氮、風窗、風門來達到均壓滅火目的。
第四,瓦斯的突出預警,對瓦斯的涌出量、煤巖體聲的發射等進行監測,并有效結合瓦斯的地質信息,從而達到煤和瓦斯的突出預警目的。
第五,監測和預警礦山壓力,預警頂板其大面積的來壓以及沖擊地壓等,監測鉆孔的應力、錨桿的拉力、頂板其離層的位移、巷道其頂底板的位移、單體液壓和液壓支架支柱工作下縮量及阻力、聲發射等。
第六,事故調查與應急救援中煤礦其安全監控的系統也起著不可忽視作用,若煤礦井下出現瓦斯爆炸事故,系統監測記錄就是事故火源、爆源以及事故時間確定的主要依據。
3煤礦安全監控系統技術管理的應用
隨著計算機軟硬件技術、電子技術的飛速發展以及我國企業發展的自身需求,我國各個主要生產廠家以及科研單位在一直退出各類監測監控的系統,例如:KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJF2000以及KJG200
0等,同時還有WEBGIS、MSNM煤礦安全數字化與綜合化的網絡監測的管理體系,這些系統生產規模、企業的性質以及專業技術的服務能力和可靠性、穩定性、軟硬件的功能等都基本反映出了煤礦其監測監控體系技術水準。
煤礦安全監控系統安裝的報警斷電的執行機構、工作站以及傳感器是采取連續工作的模式,它能隨機監測瓦斯的含量,當瓦斯含量出現異常,就會聲光報警且斷電執行區域,預防事故的發生,同時隨時定時把測量數據運輸黑地面的調度室以及調度室中計算機內,這樣調度人員就可以隨時掌握哪里存在異常,并按照實際狀況采取必要措施來緩解隱患,例如覺得人員是否撤出、怎樣撤出、調度風量的大小等,煤礦安全監控系統能保障煤礦的安全,在礦井減災、防災上和增強生產效率上有著重要的作用。伴隨著計算機的不斷發展以及現場總線運用,我國煤礦安全監控系統巡檢速度與運行的可靠性得到了很大提高。今后,我國煤礦安全監控系統會朝著更廣覆蓋面、采取微處理器、制定統一專業技術的標準、構建統一先進網絡系統方向發展,以實現資源的共享和安全系數的大大提高。
綜上所述,煤礦安全監控系統的應用有效轉變了安全現狀,降低了事故發生率,做到了從源頭預防,在煤礦的安全生產里發揮著不可或缺作用。作為系統管理人員,要嚴格遵守標準規定,正確的安裝與使用,合理的管理與維護系統,規避和降低瓦斯爆炸事故發生率。
參考文獻
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關鍵詞:煤礦;大數據;安全管理
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.059
0 引言
安全工作是煤礦所有工作中的重中之重,它滲透于煤礦生產、加工、銷售等各個環節,如何有效增強煤礦的安全管理,是提升煤礦綜合管理水平,促進煤礦長遠發展的重要保證。信息時代的到來對煤礦生產管理帶來了許多機遇與挑戰,不少煤礦已經投入信息化建設之中,并未安全管理積累了海量的數據,如監測數據等。由于分析工具的不完善,這些數據并沒有得到充分地開發利用,因而其價值也并未完全實現。大數據的出現對解決此一問題提供了很好的契機,筆者從此出發,就大數據助力煤礦安全管理做了相應的研究。
1 大數據的概述
大數據是信息技術發展到一個新階段的產物,它最早由美國數據科學家提出,后經由麥肯錫研究院發表的研究報告而盛行全球。大數據,顧名思義,以“大”為特征,它強調數據的海量性,數據規模甚至了超過了傳統數據庫軟件的工作能力范圍,不得不依托于云計算來處理。總而言之,大數據有以下五個重要表征:體量大、類別多、速度快、真實性高以及價值密度低[1]。大數據是大數據時代的信息處理技術,它以云計算為基礎,將大量結構化、半結構化乃至非結構化的數據分布到不同計算機構成的信息資源池中,從而獲得分析與預測的結果。大數據相比于傳統的信息處理技術而言,它有著多重價值。
首先,大數據以海量的數據為基礎,這符合當前信息時代數據爆炸的現狀,是應對時展的必然產物;其次,大數據強調速度與價值,它能在最短的時間內對數據進行分析處理,從而在無數的數據中挑選出最有價值的部分,也就是說大數據的洞察力是其存在的客觀依據;最后,大數據與云計算是不可分割的整體,隨著信息時代的深入發展,它們已在全球范圍內引發了一場商業與技術的雙重變革,大數據正是大數據時代不可或缺的重要工具。
2 大數據應用于煤礦安全管理中的策略研究
安全問題長期以來是制約我國煤礦發展的老大難問題,盡管2014年我國的煤炭百萬噸死亡人數比率已經下降到0.255,但相比于其他產煤大國如美國、澳大利亞等,仍然有不小的差距[2]。大數據的出現為煤礦加強安全管理提供了一個窗口和契機,并且煤礦數據本身也存在著體量大、變化快、價值密度低等大數據的特點,因而,將大數據應用于煤礦安全管理之中是必然之舉。
2.1 強化技術認知,轉變管理思維
信息化建設是煤礦為應對時展而采取的改革舉措,經過多年的努力,已取得初步成效,并誕生了大量的數據,諸如礦山地質數據、礦圖數據、環境監測數、視頻監控數據等,這些數據分結構化數據與非結構化數據兩種,其中非結構數據占絕對主體。管理者必須轉變過往的管理思維,由抽樣分析轉變為全樣本數據分析。大數據以分析煤礦結構化以及非結構化的全體數據為工作內容,它相比于抽樣分析而言,盡管在數據的精確性上有所不如,但全面性大為增強,不僅如此,大數據還能發掘不同數據之間的關聯性,并有效地捕捉傳統分析工具中容易忽視的細節,從而逐步降低煤礦安全管理中的人為性錯誤。
2.2 落實重點管理,做到實時監測
煤礦安全管理是一個系統性的工程,它包含很多層面的內容,如安全作業制定的制定、礦工安全作業的培訓等等。面對如此復雜的管理內容,管理者要善于把握重點,如此才能做到高效管理,提升煤礦的安全水平。目前,隨著煤炭事業的不斷發展與轉型,煤礦機械化與自動化程度與日俱增,甚至可以說,礦山設備能否安全運行對煤礦的安全生產起到了決定性的作用。在傳統的管理模式中,通常是在設備出了問題之后再進行檢修,這不僅耽誤了煤炭的生產,還會給煤礦工人帶來安全風險。大數據則為化解此一難題提供了很好的契機,管理者可以在重點礦山設備如礦井通風機上安裝遙感器,記錄并收集諸如風速、振幅等數據信息,通過大數據對所有數據進行分析和對比,及時將異常現象呈現出來,從而盡早安排工作人員在故障發生之前就進行相應的檢修,降低設備損失,提升安全性能。
2.3 強化事故分析,做好預先防范
安全事故是煤礦開采中難以避免的現象,同時也是煤礦安全管理過程中所極力防范的現象。盡管,我國每年由于煤礦事故而死亡的人數已由2002年的7000余人將至2014年的931人,但我國仍然是礦難死亡人數的主要國家之一,采礦事業仍然未脫去高危行業的帽子。事故分析是安全管理的重要內容,它能夠通過事故發生原因的追溯、相關責任人的懲辦來起到安全教育的作用。但這種分析仍然是浮于表面的,它對安全管理的效用也十分有限。大數據的出現為事故分析提供了一個新的視角,它能夠從數據分析的角度來重新找尋事故發生的規律、模式,從而為煤礦采取針對性的防范措施提供可靠的建議。就以瓦斯事故爆炸而言,傳統的事故原因分析大都從火源、甲烷濃度以及設備、管理等要素入手,缺乏全面性與細致性,有時候得出的結論也缺乏說服力。大數據則會全面收集瓦斯爆炸區域的所有數據,包括空氣參數、抽采參數等等,進而分析與推測,并形成相應的結論。這種事故分析方式更具科學性,對未來的安全管理工作也更具指導性,是煤礦做好事故預先防范的基礎。
3 結語
大數據時代的到來為各行各業的安全管理帶來了不小的機遇,煤礦事業也不例外。大數據在數據的收集、處理、分析上更具全面性,對于煤礦的安全管理也更為有效。因此,煤礦管理層應該從將大數據應用于煤礦的日常管理之中,從管理思維、管理重點以及事故分析三個層次做好相應的工作。
參考文獻:
[1]方巍,鄭玉,徐江.大數據:概念、技術及應用研究綜述[J].南京信息工程大學學報,2014(05):405-419.
英文名稱:Coal Engineering
主管單位:國家煤礦安全監察局
主辦單位:中煤國際工程設計研究總院
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1671-0959
國內刊號:11-4658/TD
郵發代號:80-130
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1954
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
期刊簡介
《煤炭工程》(月刊)創刊于1954年,由國家煤礦安全監察局主管,中煤國際工程設計研究總院主辦,是全國中文核心期刊和礦業工程類核心期刊。我們的辦刊理念是:技術為本、服務在先、與時俱進、勇創精品。辦刊宗旨是:在“三貼近”原則指導下,積極宣傳煤炭工業有關政策法規,報道國內外煤炭生產、管理、設計、施工、科研、機械制造等方面的新成就、新經驗和新動向,全心全意為企業和讀者服務。
[關鍵詞] 物聯網 數字化煤礦 生產監控
引言
在我國經濟發展中,煤炭行業占據著舉足輕重的地位,同時煤礦安全生產也關系到人民群眾的生命和財產安全,各級政府也在不斷地采取新措施來保證煤礦的安全生產[1]。隨著物聯網時代的到來,物聯網技術同樣可應用到煤炭行業,進而加快煤礦的數字化建設。本文將物聯網技術應用到數字化煤礦生產監控系統建設中,以降本增效為目標,能夠提升我國煤礦企業的數字化水平。
一、物聯網的相關概念
1 物聯網的定義物聯網,是在“互聯網”的基礎上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信的一種網絡概念。嚴格而言,物聯網的定義是[2]:通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。
2物聯網的體系架構感知、互聯、智能是物聯網存在的基礎,因此學術界將物聯網劃分為三個層次:底層是用來采集數據的感知層;中間層是進行數據傳輸的網絡層;最上層則是應用層。
物聯網感知層能夠獲取真實世界中的數據,是物聯網發展和應用的基礎。通常,感知層包括數據的采集、近距離傳輸:首先通過傳感器等先進的設備來采集數據;而后通過藍牙、紅外、現場總線等數據傳輸技術來傳遞采集的數據。
物聯網網絡層的基礎是現有的通信網及互聯網,是對現有網絡技術的拓展,能夠利用長距離有線和無線通信技術、網絡技術等各種數據傳輸技術,把感知層采集到的數據信息可靠安全地進行傳送,為數據在遠端進行智能處理和分析決策提供強有力的數據支持。
物聯網應用層是數字化信息技術與行業專業技術的深度融合,能夠結合行業需求,進而實現智能化。應用層充分體現了物聯網智能處理數據的特點,把感知和傳輸來的信息進行分析處理,并提供正確的決策,實現智能化的管理,為用戶提供豐富的特定服務。
二、數字化煤礦的概念
“數字化煤礦”主要指利用計算機和各種網絡技術來實現對井下設備的自動控制,同時把煤礦的井下環境信息、設備工況信息呈現在統一的網絡平臺上。調度室能夠實時把握以網絡為核心的物聯網系統,構成數字化、網絡化、模塊化的新型煤礦生產監控系統。
建立完整的煤礦四維地理信息系統是實現數字化煤礦的基礎。以此能夠建立起精細的煤礦三維地質模型、二維電子礦圖、井巷工程以及數字化地面物理模型,這樣能夠對煤礦按照時間順序、空間順序(地理位置)進行可視管理和透明管理。同時利用先進可靠的傳感器和監控監測技術,管理地面的各種生產活動,動態的監控井下一通三防、機電運輸、水文地測、采掘工程各種生產情況變化,進而能夠實時的掌握煤礦的生產設施、生產進度的各項數據指標。
建設數字化煤礦,能夠提高煤礦生產效率、增加安全系數、增強企業的活力與競爭力。煤礦數字化建設,也是資源調度、指揮決策、搶險救災的重要手段,能大幅度地提高抗災救災能力。
三、物聯網技術在數字化煤礦生產監控中的應用
煤礦安全生產關系到國家經濟的發展和人民群眾的生命財產安全。如何強化煤礦安全管理模式,實現管理的現代化、數字化已成為國內外煤礦企業關注的重點。基于物聯網的全面感知、可靠傳送、智能處理這些特點,將物聯網技術應用于煤礦生產過程中,不僅能夠提高煤礦的安全生產,同時也能推動其信息化、數字化發展。以下就物聯網在數字化煤礦生產監控中的應用進行分析與展望。
1監控礦井環境煤礦的井下生產系統復雜、工作場所黑暗狹窄、采掘工作面隨時移動、地質條件不斷發生變化,這就要求對煤礦的生產環境進行準確的監控,主要包括對井下空氣的監測、對井下設備的監測等。基于物聯網的安全監控系統,主要用來監測空氣質量以及設備的運行情況,具體來說就是對井下的空氣中的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳濃度的監測,同時監控風速、溫度等環境參數,并實時監控地面、井下的各種設備的開/停、饋電等狀態,為煤礦生產提供實時的、連續的、遠程的管理。基于物聯網的安全監控系統,分為井下和地面兩部分,井下部分利用各種設備來采集各種有效數據進行,然后傳送到地面中心站;地面機房中心站主要負責接收從井下傳輸過來的數據,然后通過地面監控子系統對各種數據進行處理分析,以曲線、圖形或報表等形式顯示數據;并支持各種查詢統計功能。
2 監控井下人員建立可靠實用的井下人員定位系統,提高對井下人員的監控和調度,增強發生事故時井下人員的快速反應能力,以改善煤礦的安全生產管理有著重要的現實意義,因此,基于物聯網的人員定位系統應運而生。基于物聯網的人員定位系統主要由無線信息采集網絡和以太網有線網絡組成。無線網絡可以覆蓋整個巷道,進行人員信息的采集和傳輸;有線網絡主要進行數據在井上的傳輸和處理。基于物聯網的人員定位系統工作原理為:識別卡由下井人員攜帶;讀卡器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號;讀卡器和識別卡之間利用無線射頻方式進行非接觸雙向數據傳輸。當識別卡進入讀卡器的天線信號有效區域內時,讀卡器對接收的信號進行解調和解碼,然后通過工業總線傳輸到分站;分站通過采集讀卡器傳過來的識別信息,發送至地面傳輸接口或環網交換機,最后經數據采集程序處理寫入數據庫服務器。
3 監控生產環節煤礦的生產系統比較復雜,要實現對整個煤礦的實時監控,就也要關注煤礦的生產環節,這樣就可以杜絕領導指揮與礦井實際生產情況相脫節的現象,實現了網絡控制與礦井實際同步,真正推動了煤礦安全生產“物聯網”的發展。基于物聯網的數據上傳系統,能夠利用計算機網絡、通信、數據庫等技術,把煤礦監控系統采集的瓦斯數據和人員定位系統采集到的人員信息數據等傳送到上級管理部門,以便建立上級部門與煤礦之間的聯系。通過上傳的各種數據,上級管理部門能快速地掌控下屬各煤礦的生產情況及安全形勢,實時預測煤礦的潛在危險,及時發現事故隱患并進行排查整改,為進一步的管理決策提供了強有力的實時監控數據支持。
基于物聯網的工業電視監控網絡系統,也是煤礦安全生產“物聯網”重要組成部分。工業電視系統采用國內外先進的各種監控設備,在井下采煤面、煤倉、皮帶機以及地面重要區域安裝攝像頭,將收集到的圖像視頻傳輸到調度室。利用工業視頻監控系統,地面監控調度人員可以直接對井下的各個環節進行實時監控,及時發現問題及時解決。
本文主要介紹了物聯網的相關知識,同時分析展望了數字化煤礦的應用前景,然后結合目前我國煤礦行業的發展水平,把物聯網技術應用到數字化煤礦安全監控系統中。利用安全監控系統、人員定位系統、數據上傳系統、工業電視系統等先進的物聯網技術,實時監控煤礦井下生產中的各個環節,從而為生產指揮調度提供了有效的手段,也為各級領導監督指揮決策提供了重要的依據。
參考文獻:
關鍵詞:遵循 PDCA 防范 事故
中圖分類號:TD791 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0078-03
PDCA循環又叫戴明環,是美國質量管理專家戴明博士提出的,是能使任何一項活動有效進行的一種合乎邏輯的工作程序,特別是在質量管理中得到了廣泛應用并獲得了經濟成效。P、D、C、A 4個英文字母所代表的意義如下:P(Plan)――計劃,包括方針和目標的確定以及活動計劃的制定;D(DO)――執行,執行就是具體運作,實現計劃中的內容;C(Check)――檢查,就是要總結執行計劃的結果,分清哪些對了,哪些錯了,明確效果,找出問題; A(Action)――行動,對檢查的結果進行處理,認可或否定。成功的經驗要加以肯定,或者模式化或者標準化以適當推廣;失敗的教訓要加以總結,以免重現;這一輪未解決的問題放到下一個PDCA循環。
冀中能源股份有限公司結合公司具體情況,遵循全面質量管理所遵循的科學程序、全面質量管理活動的全部過程即PDCA循環,開創性地推出了煤礦安全管理重點項目分級制、重點部位兩級防控、兩級點檢制度,實現了煤礦安全隱患的全過程閉環管理,將PDCA有效地運用到煤礦安全管理之中,使煤炭企業的安全管理工作由過去的“群眾運動式管理”“安全月、安全年式管理”轉化為連續、動態循環式的過程管理,由此大大強化了企業全方位的、系統的安全管理工作,提高了煤炭企業的安全管理水平。制度推行以來安全管理效果明顯,具有很高的科學性和實用性,走出了一條安全管理的改革創新之路。
1 安全生產重點管理項目制度的意義及內涵
煤礦上的重大安全事故是由千千萬萬個物的不安全狀態、人的不安全行為及管理的不安全因素所造成的。而這些不安全的因素存在于煤礦的各個方面,要想完全消滅這些因素是不可能的。但是采用“突出重點”“以點帶面”的方式,把礦上的重點部位、區域、項目、設備等監控起來,就有可能把重點部位的不安全因素消滅與防患于未然,從而大大降低煤礦安全事故發生的概率。
冀中能源股份有限公司創立的安全生產重點項目制度實質就是將發生事故概率較大的或曾經發生過安全事故的地區、生產環節;受水、瓦斯、頂板、運輸、煤塵、火等一個或多個因素影響較大的生產區域列入安全生產重點項目,確定紅、橙級別,分級管理。紅色代表著存在高度風險需要公司上下高度關注的項目;橙色代表著存在重大風險需要公司相關部室重點關注的項目。
2 確定月度安全管理重點部位、實施“五定”管理(P)
公司每月月底召開由公司安全副總經理組織、各生產職能管理部室負責人參加的月度重點項目會,會上對各礦下月生產中的所有采掘頭面逐一討論,最終確定每個工作面的紅、橙等級等。對確定的重點項目進行定方案、定措施、定時間、定任務、定責任人的“五定”管理,由公司和礦兩級部門從施工開始至結束進行全程監控、全方位管理,保障其依規生產,實現正規循環,從根本上消除隱患。
重點項目按照易發隱患所屬專業(采、掘、機、運、通、地測防治水)確定下月點檢部位、重點點檢部門等,并形成書面和電子材料公布執行,接受監督,點檢實行公司與礦兩級監控。
會議具體包括三方面內容:排查、確定生產環節的關鍵部位,作為公司、礦兩級點檢對象;根據點檢對象,確定點檢內容、人員、次數;督促點檢制度的落實和正常運行。
3 落實“五定”內容,實施公司、礦兩級管理(D)
公司確定的安全重點項目牽涉的礦、公司部室根據要求明確方案、措施、時間、任務及責任人。“五定”確定后進行全程兩級點檢監控管理。
公司點檢人員按照公司專題會議確定的點檢內容及點檢次數按時、按規定地點對煤礦重點部位進行檢查,點檢次數不得少于規定,檢查完畢后認真填寫各專業專門制定的點檢記錄。點檢記錄,共一式3份,一份留礦,一份交礦山安全部,一份自留。
礦級點檢記錄,由各礦建立點檢記錄臺賬,礦點檢人員升井后及時填寫,并于每月28日前傳公司礦山安全部。礦山安全部負責審核統計并形成當月兩級點檢記錄總賬。
對查出的隱患,點檢人員要求責任單位限期完成,完成后由檢查人進行復查保證整改質量。
4 管理創新回頭看,深挖細查找問題(C)
2008年推行該制度以來,安全成效明顯,制度得以迅速在全公司推廣,并延伸到了地面洗選、電力等行業。“再好的管理制度如果一成不變,也會變為落后的不適用的方法。”秉承這一理念,安全管理人員經常回頭看制度在實際運作過程中的不足之處或不適用之處,3年多來發現了一些問題。
一是點檢密度的分配不太合理,同一地點可能連續3 d進行檢查,又可能連續10 d未檢查;二是由于檢查出來的隱患記錄在紙質材料上,統計工作量大,難以對隱患進行分類、分級,難以針對性管理;三是公司各部室及各礦的點檢質量難以評估,不能保證制度真正落實并發揮其先進作用。
5 梳理問題及時整改,建立制度長效機制(A)
5.1 重點部位動態更新,點檢密度合理分配
(1)關鍵部位點檢表內容覆蓋了水、火、瓦斯、頂板、運輸、機電等井下各個易發生事故點。根據井下工程進展、作業場所變更情況及時調整點檢部位和點檢內容,及時更新公司級點檢部位、礦級點檢,確保了兩級點檢部位都是當前最需要加強安全監督管理的部位。
(2)公司各部室、礦領導、礦職能科室的點檢次數合理安排點檢日期,將點檢次數平均分配到每個月中,使安全重點部位受到均衡、持續的監管,避免了扎堆點檢的現象,保證了點檢密度、點檢效果。
5.2 管理系統統計分析,科學制定針對措施
冀中能源股份公司與中國礦業大學合作為重點項目的檢查流程量身定做了安全信息管理系統,該系統通過對重點項目從確定到隱患整改復查結束進行全面統計分析,旨在可以掌握生產過程中事先預測事故發生的可能性,摸清和掌握事故發生的規律,進而做出定性的和定量的分析,以期向生產人員提供預報事故可能發生的危險并采取相應的預防措施。各級點檢人員點檢后將所查出的隱患信息輸入公司與中國礦業大學合作開發的安全信息管理系統中,通過系統功能分析當前隱患的類別、數量等,從中發現隱患發生的規律,從而制定針對性的辦法。例如2011年公司根據前3年點檢的結果,通過系統統計分析總結得出了煤礦井下經常發生的隱患,制度了習慣性“三違”治理辦法,對井下經常發現的隱患進行專項治理,取得了良好的效果。系統具有以下幾大功能。
5.2.1 實現了公司級點檢信息的閉環控制處理
系統在一定程度上實現了點檢信息在公司和礦級的自動化流轉,對點檢的流程進行全過程的監控,記錄了各環節的信息,同時可以在每個階段查詢到錄入的信息。
5.2.2 實現了報表的綜合查詢和統計分析功能
綜合閉環處理過程產生的各種信息,生成關鍵的報表,同時對關鍵指標進行統計分析,給各級安全管理人員提供決策支持。
5.2.3 實現了GIS的信息展示功能
可以通過GIS地圖直觀的顯示本礦具體地點發現的所有點檢信息,以及可以調出點檢信息列表,便于查詢信息的分布情況。
5.3 考核兩級機構,促進制度落實
(1)考核分兩個層次:一是對公司各點檢部室的考核,安全部每半月將點檢情況匯總成表,在公司調度室上墻公布,接受公司領導的監督;二是對各礦點檢情況要求其每月對點檢次數、點檢內容、點檢時間進行統計,報礦山安全部備案。安全部不定時到各礦進行抽查核實點檢工作執行和落實情況。
(2)月底主管安全的公司、礦領導分別組織各部室(單位)召開公司、礦點檢分析會,總結分析當月點檢制度落實情況、取得的成果及暴露出的問題,并安排布置下月的點檢任務,此舉使得點檢制度在反復的實踐與總結中進一步得到完善。
6 重點項目兩級防控、兩級點檢制度推行以來效果顯著
6.1 杜絕了重、特大事故,實現了安全生產
點檢制度的實施,從時間上、內容上、空間上避免了漏檢,尤其杜絕了偏遠、難點地區的漏檢現象,將以往檢查的主觀隨意性變為強制規范性,誰發現隱患誰負責處理隱患,提高了點檢人員責任感,對預防重大事故起到了重要作用。煤礦安全管理重點部位兩級防控、兩級點檢制度運行近4年來,公司本部6對礦井共有近260個采掘工作面進行生產,原煤產量完成8 000萬t,進尺86萬m,礦井安全質量標準化保持一級水平,精品工程覆蓋率達54%以上,杜絕了重大及以上事故的發生,2008年更是原煤生產零工亡,實現安全年,保障了職工的生命安全和身體健康,促進了企業科學發展。
6.2 建成了有效防范生產事故的安全管理體系
公司本部所屬礦井通過實行重點部位兩級防控、兩級點檢制度進一步完善了安全管理制度,形成了公司特色的安全管理體系,各礦井防范事故的能力得到進一步加強,為企業實現科學發展提供了可靠保障。
參考文獻
[1] 百度百科[EB/OL].
[2] 王建國:煤礦生產系統危險源結構及煤礦事故預防[J].礦業安全與環保,2008,35(1):85-88.
關鍵詞:煤礦;生產調度;信息化
Abstract: In today's information-based high-speed development use informationization to promote industrialization,using industrialization driving informatization, informatization the dispatching work of safety production is the goal of the coal enterprises for a long time, we have to strengthen the analysis and application of production scheduling process information, to make coal industry production adapted to modern enterprise informatization. Therefore information construction in coal mine production scheduling can be more reasonable and effectively coordinated command safety in production, has profound significance to the coal mine safety production. Article mainly to the coal mine production scheduling concepts and characteristics, coal mine production scheduling information system structure and system are expounded.
Keywords: Coal mine;Production scheduling;Informatization
中圖分類號: 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
1、引言
眾所周知隨著計算機技術、通訊技術、監控技術、傳感器技術的發展,煤礦生產、安全等可采集的信息種類數量會大大增加,而且這些信息以數字的形式通過網絡傳輸,使信息得到更大的共享。正因如此生產、安全、管理的信息不僅生產調度使用,而且各個部門之間也可以相互得到利用,使所采集到的信息可以發揮更大的作用;實現少人甚至無人化是煤炭工業信息化追求的主要目標。以生產過程控制為主的生產調度信息化,逐步發展為全礦井生產自動化,不但可以大大減少井下生產人員,提高礦井的安全水平,而且生產系統可以得到優化,進一步提高煤礦的生產效率,節約能源;信息化的另一個發展趨勢是利用所采集到的信息,實現生產設備故障預測預報、礦井安全狀況的預測預報、預報瓦斯、水、煤塵等災害突出的危險性;最終達到礦井高度信息化、自動化、高安全、高可靠、高效率及高效益的目的。
2、煤礦的生產調度概念及特點
那么什么是生產調度呢?生產調度工作有狹義和廣義之分,從狹義上說生產調度工作是指生產調度的業務工作,也就是生產調度管理方面的技術性工作,其內容是生產調度對生產經營動態的了解、掌握、預防、處理,對關鍵安全生產環節的控制,對不同部門進行協調平衡,對產量、質量、安全、效益等重點環節實行銜接一致的保證。
從廣義上說,生產調度部門的行政管理方面的具體事項包括業務上、科技上的研討活動,在崗人員職業道德和專業知識的教育,業務能量的具體發揮等。可見廣義的生產調度工作,其具體活動事項要比生產調度管理大得多,將生產調度管理籠統地等同于生產調度工作產不準確的。概括地說,生產調度工作是生產調度管理的具體表現,生產調度工作的完成是生產調度管理在實際上完成的具體表現。
信息化是指培養、發展以計算機為主的智能化工具為代表的新生產力,并使之造福于社會的歷史過程。企業信息化是當代企業現代化的一個重要標志,決定企業的興衰和競爭能力的強弱,關系到企業在激烈的競爭中能否脫穎而出。在企業管理方面,企業需要在經營管理和過程控制之間,建立能夠進行雙向信息交互、對生產過程進行直接管理的信息系統。于是,生產過程調度的信息化正成為企業仿佛的一個關鍵環節。
生產調度信息化在其實現過程中應以網絡技術為核心,采用先進的采煤方法、工藝和設備,在實現以現場控制為主的局部控制基礎上,擴展在調度室集中操作、分布控制為主的生產全過程控制。
特點:
(1)具有很強的連續性。現代化煤礦的生產過程具有高度的連續性,各級調度人員就必須堅守崗位,堅持24小時調度值班,不間斷地組織協調安全生產的正常進行。
(2)嚴格的時間性。調度人員對安全生產過程中發生的各種問題都要及時了解清楚,領導指示和基層反映的問題要及時傳達、匯報和處理。尤其是礦井發生事故時,時間性的要求更嚴格,稍有耽誤就會造成嚴重后果,可能失去搶救事故的最佳時機,嚴重時可能造成無法挽回的重大損失。
(3)調度的權威性。生產調度是煤礦安全生產管理上的綜合部門,調度員雖然是一般的管理人員,但必要時可以按照領導指示代表領導指揮安全生產。煤礦企業的各個安全生產環節和部門對調度下達的通知、指令等必須堅決執行。
(4)業務保安的重要性。煤礦生產是地下作業,經常受到自然災害的威脅,不安全因素多。因此,煤礦生產調度在組織生產中,必須堅持安全第一,生產調度人員掌握安全生產方針和政策,切實搞好調度業務保安。
3、煤礦生產調度信息化系統結構和系統組成
煤礦生產調度信息化系統,按照“高質量,高效率,高標準”目標,進行系統網絡規劃。該系統應用計算機技術、通信技術、網絡傳輸及工業控制技術,對礦井各類資源和信息系統進行集成、控制和管理,實現礦井內外資源、信息共享和有效利用系統以安全性、可靠性、開放性為設計指導思想。將現代成熟、先進的自動化技術引進煤礦生產中,并參考國內的成功經驗,根據“管控一體化”思想,運用現代控制技術及網絡技術,選用先進的工業控制產品,構建起高度集成的現代化全方位網絡體系。系統實現了數據采集離散化,設備控制分布式、智能化,調度操作集中化,生產管理信息化,實現了從生產第一線、調度、管理科室和領導辦公室的層層聯網及信息共享。為實現預期的礦井建設目標,打下良好基礎。它由五個單元構成。
(1)生產調度指揮中心:實現生產、運銷調度、安全監測和調度通信等的集控管理和信息。
(2)安全管理信息系統:實現礦井瓦斯監測、防滅火信息監測和礦井工業電視監視,同時完成安全設施管理以及生產安全信息管理。
(3)自動化監測控制系統:實現礦井井下工作面、井上下煤流、地面生產和輔助生產系統的實時在線監測控制和變電所綜合自動化系統以及主井帶式輸送機、副井提升機、主扇通風機、制氮站等的監測監控。
(4)經營管理系統:主要功能為企業管理信息系統,實現礦井辦公自動化、事務管理、經營管理、技術管理和能源管理等。
(5)礦井通信系統:實現礦井行政通信、調度通信、視頻會議、應急通信、井下漏泄通信、電力調度通信、有線電視以及與集團公司的通信和信息聯絡。
4、結論
總之,在煤炭企業在信息化過程中,必將實現數據采集、生產調度、經營管理、決策指揮的電子化、科學化;實現監測網與管理網互聯、內部網與互聯網連接、局域網與廣域網互聯,通過建立智能決策支持系統,實現業務處理自動化和無紙化辦公,不斷提高企業的生產效率和經濟效益。
參考文獻
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【關鍵詞】無線網絡技術;ZigBee;GIS;定位跟蹤;礦井安全
1.前言
礦產資源是一個國家經濟發展的命脈。隨著礦山安全事故的頻發,國家對礦山安全尤其是煤礦安全的重視日益加大。所以開發新型的礦井人員管理系統,隨時清楚掌握每個井下作業人員的位置及活動軌跡,有著重要的現實意義。
2礦井人員定位跟蹤系統發展狀況
2.1目前礦用人員定位跟蹤系統的基本組成
從結構上劃分,人員定位跟蹤系統主要包括主站、分站和移動分站。圖1-1(a)中,主站與分站、分站與傳感器均通過現場總線連接,形成二級網絡結構,目前推出的人員定位系統多屬于此種結構。圖1-1(b)中,主站與分站采用現場總線連接,讀卡器與分站通過專線連接,較早推出的系統多屬于此種結構。圖1-1(c)中,主站與基站采用現場總線連接,讀卡器變為移動分站,其不僅擔負數據采集任務,且擔負數據的轉發任務,這種結構系統擴展方便,多用于采用WSN技術的人員定位系統此外還有一種結構,是在安全監控系統中設置人員位置監測分站,兩個系統共用一套數據傳輸系統,而數據分別由各自的監控軟件處理。
2.2 目前國內跟蹤與定位系統發展概況
到目前為止,現有的無線定位系統大致分為以GPS為代表的定位系統和以SUPER-RFID、ZigBee、微功率為代表的無線網絡定位系統。
目前國內已經取得安標的井下人員定位跟蹤系統的基本情況如表1-1[2]所示:
從表1-1可以看出,井下人員定位跟蹤系統按通信技術類型分,大致可分為兩類:一類是采用RFID技術,另一類是采用WSN(315MHz一2.4GHz)技術。
2.3 目前人員定位跟蹤系統存在的主要問題
(1)從煤礦人員定位發展情況看,有源標識卡取代無源標識卡已經是不爭的事實仁為解決標識卡的供電問題、延長標識卡的工作時間,出現了燈卡合一的標識卡,嚴格地講,這樣會破壞礦燈的防爆性能。因此,開發低功耗、高效率的標識卡技術是當前人員定位系統發展中需要解決的一個問題;
(2)由于在高速條件下定位人員漏檢率較高,提高系統在高速、大流量下識別的準確性是人員定位系統面臨的一個難題;
(3)由于井下無線電傳播信道的復雜性和非線性,人員定位系統定位精度低,急需發展此種情況下的精確定位技術。
2.4人員定位系統未來發展
隨著人員定位跟蹤系統的不斷普及,對系統應用的深度和廣度要求不斷提高,未來的人員定位跟蹤系統將主要著眼于增強網絡能力,提高井上、井下人員間的交互性,以及在災害條件下事故救援及決策支持能力。主要發展方向如下:
(1)與其它礦用監控系統的一體化。人員定位跟蹤系統作為礦用安全監控的主要組成部分,必將與礦用安全監控系統、生產監控系統融為一體,信息統一進行處理與分析。
(2)系統可以接受多種類型卡。如簡單的人員標識卡,手持式人員定位器,帶有指示和開關的多功能標識卡,支持語音、圖形和傳感器的多功能標識卡等。
結語 論文通過查閱近十年來國內外礦山人員定位跟蹤系統研究資料,從安全的角度提出了一套較新的系統方案。
參考文獻:
【關鍵詞】煤礦機電產品;檢測;自動化
中圖分類號:X752文獻標識碼: A
一、前言
近年來,煤炭開采逐步機械化,涌現出了很多大型復雜的機械化設備,提高了勞動生產率,增加了煤炭產量,減少了重大惡性事故的發生。隨著現代工業的不斷發展,煤礦生產設備結構越來越復雜,功能越來越多。由于各種不可避免的因素的影響,導致設備出現各種異常,以致降低或失去其預定的功能,造成嚴重的甚至災難性的事故,國內外接連發生的由設備故障引起的各種爆炸、倒塌、斷裂、毀壞等惡性事故,造成了極大的人員傷亡和經濟損失。生產過程中接連發生的設備事故,使機器設備遭受損壞或生產過程不能正常運行,造成極大的經濟損失。所以確保設備的安全運行,防止突發性事故發生,減少事故損失,是十分迫切的問題。故障檢測診斷技術是一項集合了信息技術、傳導技術和電腦技術等多個領域為一體的先進技術手段,近年來在煤礦行業中得到了廣泛應用與普及。機械設備故障診斷技術是了解和掌握設備的運行狀態、識別設備的異常表現、早期發現設備潛在故障并預報故障發展趨勢的技術,它涉及機械、信息、計算機人工智能等許多學科知識,已經成為一門獨立的跨學科的綜合技術,是以可靠性理論、信息論、振動理論、控制論和系統論為理論基礎,以現代測試儀器和計算機為技術手段,結合各種診斷對象的特殊規律而形成的一門新興學科。由于煤礦井下工作環境惡劣,對各種設備的機械性能、使用可靠性以及安全性能的要求很高,因此對煤礦機電產品進行合理地檢測與故障診斷就顯得尤為重要和迫切。
二、故障檢測技術在煤礦機電產品中的應用
1、采煤機故障診斷技術
采煤機是煤礦生產的關鍵設備,它增加了煤炭產量,減少了事故發生率。由于煤礦環境惡劣,加上采煤機自身結構復雜,在工作時不但容易受到來自煤、巖石等沖擊,而且還受到煤塵和水霧的污染,出現故障比較頻繁。采煤機一旦出現故障,將會造成整個煤礦生產系統癱瘓,因此對采煤機進行正確的故障診斷是具有非常重要的意義的。隨著當前煤礦工業的發展,采煤機功能越來越多,且自身的結構和組成愈發復雜,導致故障發生的原因也隨之復雜化。同國外先進的采煤機比較,國產的采煤機在故障檢測診斷技術方面還相對落后,主要表現在檢測參數的缺少和檢測范圍的不全面,并且無故障診斷功能。目前常用的采煤機故障診斷方法有:溫度監測,對于采煤機而言,采用在線溫度監測比較實用,比如當采煤機截割滾筒內軸承損壞發生嚴重摩擦時,滾筒溫度將急劇上升,通過溫度監測可以快速地定位故障部位,連續對這些部位進行溫度監測并記錄歷史變化數據,不但能夠監測采煤機的現況,還能夠預測采煤機的故障發展趨勢;專家系統,采煤機故障具有復雜性和隱蔽性,傳統的診斷方法難以做出快速準確的判斷,存在著誤判的可能。專家系統能夠綜合運用領域內專家的知識,模擬專家的思維過程,從而對故障進行分析。利用專家系統對采煤機進行故障診斷,首先要對現場故障診斷數據進行歷史記錄和分類總結,然后建立知識庫,但是專家系統在知識獲取及推理技術等方面存在著缺陷;人工神經網絡,由于采煤機從故障初始征兆到故障源的映射通常具有復雜的非線性映射關系,將人工神經網絡應用到采煤機故障診斷中,可以從監測到的采煤機故障信號中,找到故障原因和故障部位的非線性映射關系,但是由于人工神經網絡學習周期較長及收斂速度慢等缺點,會影響采煤機故障診斷的及時性。
2、礦井提升機故障診斷
礦井提升機常被人們稱為礦山的咽喉,是礦山最重要的關鍵設備,是地下礦井與外界的唯一通道,它在整個綜合機械化生產中占有非常重要的位置,提升機不僅是它的重要組成部分,同時也是礦山重要的大型固定機械設備。肩負著提升煤炭、下放材料、升降人員等的重要運輸責任。提升機運行的安全可靠性不僅直接影響整個礦井的生產能力,影響整個礦山的經濟效益,而且還涉及到井下工作人員的生命安全。一般來說,主井提升設備只負責將井下采掘到的有用礦物從井底提升到地面;副井提升設備負責提升巖石、下放材料、升降設備和人員等工作。現代提升設備的提升容器一次有效提升量可達到 30 到 50 噸之巨,其在井筒內運行的速度可達每秒 20 到 25 米,一臺提升機的驅動電機的容量最大可達 1 到 1.5 萬千瓦。所以使它們安全、可靠、經濟地運轉對確保礦井安全,經濟生產就具有非常重要的意義。目前,各種以計算機為主體的自動化診斷系統問世并相繼投入使用,反應了當前設備診斷技術發展方向。把分散的診斷裝置系統化,與電子計算機相結合,實現狀態信號采集、特征提取、狀態識別自動化,能以顯示、打印繪圖等各種方式自動輸出診斷報告;利用人工神經網絡、遺傳算法及專家系統組成的智能化專家系統是診斷技術發展的必然趨勢;集機電液一體化的診斷技術得到了迅速發展;信息融合技術已成功應用于眾多領域,其理論和方法已成為智能信息處理及控制的一個重要研究方向,信息融合技術的發展和應用為診斷技術注入了新的活力,使基于多傳感器或多方法綜合的診斷技術具備了系統化的理論基礎和智能化的實現手段,以傳感器技術和現代化信號處理技術為基礎,以信息融合技術為核心的智能診斷技術代表了當今診斷技術的發展方向。
3、煤礦通風機的故障診斷
在煤礦生產中,礦井風機是一種非常重要但又耗能較多的設備,它必須 24 小時不停運轉。煤礦通風的目的,是為井下作業區域輸送適量的新鮮空氣,是保證煤礦安全生產很重要的一環,瓦斯及火災的防治,都是建立在良好的通風之上的。煤礦通風機是氣體壓縮和輸送的機械設備,煤礦通風機主要由葉輪、電機、軸承、機殼、導流片等部件組成。由于煤礦的生產條件十分惡劣,煤礦通風機經常發生各種故障,所以應對煤礦通風機故障展開故障診斷研究,這樣可以有效地減少瓦斯事故和其他類事故的發生概率,促進煤礦安全穩定的生產。傳統上對煤礦故障診斷常采用快速傅里葉變換的分析方法。快速傅里葉變換,是信號頻域分析的有效工具。但是快速傅里葉變換無法分析通風機故障的暫態特征,而這些暫態特征信號里往往包含著故障的重要信息,同時快速傅里葉變換對故障的局部信號分析也無能為力。在煤礦通風機設備故障診斷中,利用小波變換進行動態系統故障檢測與診斷具有良好的效果,小波分析可以將一個信號分解成多個不同尺度的信號,所以在信號檢測中得到了廣泛應用。小波分析能將采集到的通風機振動信號, 小波變換具有空間局部化性質,利用小波變換能有效分析突變信號的時頻局部特征。同時神經網絡具有非線性擬合能力,因此可以構建出小波神經網絡,建立起故障特征分量和故障類型之間的映射,從而正確診斷出煤礦通風機故障。
三、結語
煤礦機電設備是煤礦生產的重要環節。由于煤炭行業和礦井開采條件的特殊性,機電故障現象比較復雜。目前,我國煤礦行業因為各種因素,機電設備故障檢測診斷技術仍處于較為簡單的階段,煤礦設備故障檢測診斷技術應用尚不廣泛,但尚有許多研究成果,應綜合考慮有關機電設備可靠性和經濟性等因素,合理適當選擇監測和診斷方法。同時,還應加強與各個行業間故障檢測診斷技術的交流與合作,并進行新技術的推廣與應用,使煤礦機電設備的安全性、可靠性得到進一步提高。
參考文獻:
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