煤矿电气工程自动化中智能技术的运用路径探究

高亚超

【关键词】煤矿;电气工程;自动化;智能技术

【中图分类号】F406.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）10-0058-03

0 引言

煤矿作为重要的战略资源，随着市场需求的不断增大，对煤矿资源的开采效率与质量提出了更高的需求。传统煤矿开采体系中采用的机械化挖掘模式，极易因为信息不对称而产生开采能源过度耗用的问题，同时地下半密闭式的开采结构，易增大开采安全风险。伴随着智能化技术、自动化技术的更新与应用，煤矿开采体系逐渐向自动化方向转变，特别是在国家政策机制的导向作用下，“四化”建设和发展机制的落实，更是加强机械化、自动化、信息化、智能化之间的联动质量，进而打造出基于基础层面、主导层面、支撑层面、目标层面的一体化发展格局。从煤矿工程的运营模式来看，在现代化技术的支持下，可构建以集成操控平台为核心，企业管理网—工业网—通信网为辅助，云端服务系统—数据监管中心为平台的智慧化运营体系，进一步提升煤矿事业的发展效率，推动煤矿产业链条的革新。本文针对煤矿电气工程自动化中智能技术的应用进行探讨。

1 智能技术在煤矿电气工程自动化中的价值体现

电气工程是指通过信息化手段实现对内部机械设备的集成化操控，确保各项指令下达与执行的对接性，保证每一项机械化运作模式符合系统程序逻辑。煤矿电气工程体系的建设和应用，则是通过自动化操控体系实现对整个煤矿开采与运营过程中机械化设备进行统筹与操控，确保地下半封闭的空间信息可同步反馈到地上接收设备中，保证信息传输的实时性与对称性，强化对接效率[1]。煤矿电气工程自动化系统中应用智能化技术，可保证系统功能性的实现是建立在智能控制系统之上的，结合智能操控机制所具备的属性，实现固有信息传输下的多元操控模式，提高电气工程的运行质量，降低煤矿工作人员的投入，增强煤矿开采的安全性。

1.1 提高工作效率

智能化技术与煤矿电气工程自动化控制的整合，可实现对不同数据结构的处理，保证在固有的信息传输渠道下，数据信息可以通过双向反馈的模式强化数据传输质量，能深化操作系统运行的精准性，避免数据信息在传输过程中产生差异问题。搭载智能系统可以直接下达指令，不用再将数据信息局限在整个自动化程序之内，而是通过人工智能优化的模式，针对系统在运行过程中可能产生的数据指令行为进行预测，此数据信息精准运算的过程可有效缓解岗位人员的工作压力。此外，在智能技术的支撑下，煤矿电气工程自动化运作模式不需要人员操作便可实现针对化处理，实现了真正意义上的智能化、自动化操控平台，规避了因为人工操作产生的误差问题。智能化操作模式可有效降低人力成本，通过智能平台可对整个电气工程的运作模式实现智能化操控，提高了系统的运行效率。

1.2 优化工程设计

煤矿电气工程自动化控制体系的建设是以整个煤矿开采和运营体系下呈现出的自动控制模式为切入点，保证联动工序的实现，可以通过数据搭载模式界定更为精准的数据运行模式，强化系统的整体操控质量。在此过程，要想电气工程的运作紧密贴合自动化运行体系，则需要进行前期的规划设计，针对电子操控模式、终端显示部件，制定相应的控制措施，使电子控制系统实现多程序指令的操控，利用模式精准阐释数据传输、指令下达应当遵循的工序条件[2]。只有这样，才能确保相关工作原理和工作机制是建立在系统且完善的工序之上实现的操作，提高自动化处理效果。在智能技术的支撑下，可为整个工程设计体系提供相对应的数据操控指标，保证后续工程设计符合数据本体运行参数且可通过内部系统的自动优化处理，智能地调节当前设计中存储的参数误差，进而提高整体设计的准确性，简化运作程序，提高系统整体控制性能，使各项操控工序可更为迅速地反应，强化整体操控质量。

1.3 增强控制精准度

从电气设备的运行模式来看，受到电子结构、操控模式等因素的影响，增大了设备运行的复杂性，而传统的自动化处理模式已经呈现出滞后性，甚至在实际操控过程中可能产生冗余风险，降低电气工程设备的运行质量。为此，电气工程中必须做好数据监测工作，分析每一项操控视域下数据信息在实际对接过程中可能存在的一系列问题，通过对数据信息的实时化、动态化监测，查证当前操控视域下电气设备运行中存在的各项质量问题。在此过程中，智能化技术的应用可为整个电气自动化控制体系提供基准参数，保证各项控制指标与实际操控功能之间的对接性，避免出现控制误差问题。与此同时，在智能化框架下，整个操控模式可以进行虚拟化操控，摆脱传统实体类操作的局限性，保證各项指令操控精准地落实到个体中，提高实际操控性能[3]。

2 煤矿电气工程自动化中智能技术的运用路径

2.1 通风系统

通风系统作为煤矿电气工程的重要组成部分，因为整个煤矿资源的开采环境近乎密闭状态，并且在开采过程中设备的运行和煤矿本身会产生一定的污染问题，还会在矿采空间内呈现出持续积累的现象，如果不能进行及时处理，将对内部矿井人员健康和设备造成严重的损害。通风系统可以保证矿采空间内的通风质量，为工作人员提供一个更为安全的工作环境。在智能技术的支持下，通风系统的构建可以通过主集成操控机构下达指令，实现复合型的操控，其本身是立足于各个信息传输终端之上的，利用传感器设备将整个地下开采空间内的各个信息检测点设定相应的检测系统，例如通风速率、瓦斯气体浓度及温度值、湿度值等，通过传感器将采集到的信息实时反馈到主系统中，可以确保整个系统中各类电子设备的精准运行，还可以通过相关指令的调控与识别，查证通风系统运行是否符合当前主系统的操控需求[4]。如果经由传感器采集到的信息与数据库内的基准数据呈现出较大差异时，则通风系统自动将此类信息界定为危险标识，并触发警报系统，帮助工作人员及时了解当前地下开采空间中出现的各类问题。当然，此类数据检测可以通过设定阈值界定整个空间内反映出的危险状况是否达到一定的程度，如果未能达到报警指标，则智能化系统将自动对相关设备进行指令操控，例如提升风机设备的运行效率，提高地下空间的空气置换率，以此保证整体工作环境的安全性和稳定性。

2.2 采掘机设备

煤矿开采工作是一种复杂的开采体系，单纯依靠人力无法实现对整个煤矿资源的有效挖掘，这就需要有效应用机械设备和智能操控系统，实现在固有空间下的自动化挖掘。在智能化技术的支撑下，依托自动化控制机械化设备等，可以实现基于整个驱动系统的各类精准化控制，保证煤矿开采设备在运行过程中可以针对各类驱动结构制定相应的指令，令每一项开采工序贴合整个开采环境。例如，以电牵引为驱动主体的煤矿开采设备，主要通过动力驱动实现对整个设备的操控，此过程中，智能化技术的应用是针对系统本身运行中呈现出的各类属性界定出相应的操作模型，然后以数字信息、数字信号等形式在整个系统的传递模式中进行逐一审判与标定处理，通过故障诊断和基准核定，实现操控体系的智能化运行，保证操控设备的每一项运行工序符合整体规划设计的诉求。此外，搭载智能技术实现的人工智能操控平台，可以实现对设备和开采工艺的智能化管理，而在此过程中则不需要人员在现场操作，只需通过终端显示界面了解当前设备在运行过程中产生的驱动路径，引用主系统的操控功能便可远程控制设备运行，并且智能操控软件本身具备自主优化属性，可有效避免因为误操作而产生的开采事故，保证整体开采工程的顺利进行。

2.3 安全监测

煤矿电气工程自动化系统中，基于智能技术实现的安全监测功能主要针对整个煤矿开采和运营环境进行全过程的监控，其本身是以信息技术、智能技术为基础，结合测量工具，对整个开采空间环境和内部运营信息等进行全过程的采集、存储、分析及处理。通过对数据库中的基本信息进行比对，可以提升整体监控系统的安全系数。从现阶段应用的煤矿开采运营模式来看，大多数是依据机械化设备实现对整体采矿传输的一体化加工，而在此过程中，整个自动化体系的运行是依靠主体系统进行统筹化的控制，只有这样，才能保证各个独立的操控机构可以在主系统指令的协调下实现逻辑性运转，降低各类设备在运行过程中产生的冗余性问题，提高生产过程的安全性[5]。此外，应用智能技术对煤矿开采工作进行监督的过程中采集的信息，可以为工作人员提供更为精准的数据支持，保证后续管理工作质量，提高整体开采质量。

2.4 电气工程自动设计

电气工程自动化设计，是通过主系统下达的指令和编程程序等，实现对现有人工操作模式的转变，以计算机设备为载体替代人工操作，可以有效提高控制系统的运行效率，同时可避免设备在运行过程中产生误差。在智能化技术的支撑下，可以进一步提升整体设计质量。依托内部人工智能体系、精密算法及控制理论等，对前期自动化设计提供相应的数据支撑。例如，在设计挖矿机械设备时，该设备在整个操控体系中应用的指令运行模式是以现阶段采矿工程设定的指标为约束点，而应用人工智能技术可以优化整个操控模式，提供当前时间段、空间点的最佳挖掘点，然后以内部数据信息数字信号传输模式为基准进行最佳运行路径的解析，可以精准地阐述设备在现阶段的挖掘路径，提高整体挖掘质量。但是，目前我国电气工程自动化设计体系与国外相比，仍然存在一定的差距，特别是在部分复杂程度较高的运行体系中，人工智能技术的可实现性较低，这就需要承接相关设计和技术的人员具备扎实的理论基础与实践技能，以煤矿自动化工程大环境为主体，结合技术的实际效用，确保每一类自动化操控程序的设计与实现是符合现阶段整体煤矿开采工程建设需求的。

2.5 光互联系统

基于人工智能技术实现的光互联平台在整个煤矿电气工程体系中可以实现数据信息点对点的同步传输，能将机电设备自动化系统运行过程中呈现出的缺陷予以及时查证。与此同时，以光互联技术为路径的信息传输模式，可以有效规避外界因素的干扰，例如传统通信模式在运行过程中会受到机械设备产生的电磁干扰而对信号传输造成一定的影响，导致地上接收器与地下环境信息的不对称性。通过光互联技术可进一步提高数据信息传输的精准性，使地下开采环境信息可以通过数据进行精准映射，进而为自动化、智能化工作的开展提供基础保障。

2.6 故障智能诊断

煤矿电气工程自动化系统运行具有持续性、负荷性的特点，在长时间的运作中，内部机械部件、联动机构等面临严重的破损问题，当故障产生的损耗值超出设备固有的承受极限值时，会产生机械自动化设备损毁的风险。基于智能技术实现的故障智能诊断功能，是将智能监测系统应用到整个煤矿电气工程中，结合主系统的集成功能、专家系统的数据库功能等，依据传感器机构对整个电气运行系统进行动态化监控。在电气设备运行期间，通过实时监測功能可以进行当前操控视域下的各类数据信息的采集、识别与存储，按照遗传算法、神经网络算法等，深度挖掘系统运行期间存在的数据异常问题，一旦数据检测值超出系统基准值时，则可将此运行模式界定为故障类型，然后结合自动化处理系统和报警系统等，帮助操作人员明确电气设备存在的问题并针对性地予以解决，提高电气系统运行的可靠性。

3 结语

综上所述，基于智能技术的煤矿电气工程自动化体系，可以提高信息技术与煤矿自动化控制体系之间的对接度，增强系统运行的精准性，为工作人员创建一个更为安全的施工环境。期待在未来发展过程中，智能技术可以实现精细化层面的发展，不断强化智能控制的操控属性，降低人员投入，真正令煤矿企业实现降损增益。

参 考 文 献

[1]牛丽.基于智能技术的电气自动化控制系统设计与分析[J].黑龙江科学，2021，12（6）：112-113.

[2]童文.电气工程及自动化智能化技术在建筑电气中的应用[J].中国设备工程，2021（4）：183-184.

[3]汪精浩.探索煤矿电气工程自动化中智能技术的应用[J].内蒙古煤炭经济，2020（9）：160.

[4]白艳明.煤矿电气工程自动化中智能技术的应用分析[J].石化技术，2020，27（2）：237，239.

[5]李腾.煤矿电气工程自动化中智能技术的应用研究[J].中国战略新兴产业，2018（24）：21.