謝冬冬

[摘 要]近年來(lái)對(duì)于煤炭的迫切需求，極大的推動(dòng)了煤炭行業(yè)的蓬勃發(fā)展，作為能源的重要部門(mén)，煤炭業(yè)為我國(guó)各個(gè)產(chǎn)業(yè)源源不斷的輸送燃料。對(duì)于煤礦的開(kāi)采工作是保證煤炭供應(yīng)的基礎(chǔ)工作，無(wú)論從能源的使用還是儲(chǔ)備的角度來(lái)說(shuō)都有著重要的意義。所以應(yīng)該給予采礦工程以更多的關(guān)注，不斷的發(fā)展煤炭的源頭工業(yè)，根據(jù)工程的特點(diǎn)，更新原有模式中的不利之處，推廣新的開(kāi)采模式。將針對(duì)采礦工程新時(shí)期下的新模式進(jìn)行探討。

[關(guān)鍵詞]采礦；新模式；無(wú)人開(kāi)采技術(shù)；數(shù)字化

中圖分類(lèi)號(hào)：F426.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）01-0377-01

一、我國(guó)當(dāng)前采礦工業(yè)的現(xiàn)狀分析

我國(guó)的礦產(chǎn)資源面臨的這樣一個(gè)問(wèn)題，人口基數(shù)的龐大使豐富的礦產(chǎn)資源人均占有率直線(xiàn)下降，處于人均使用匱乏的狀態(tài)，并且隨著我國(guó)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，煤炭的需求總量與日俱增，能源需求增加供應(yīng)減少的態(tài)勢(shì)日趨明顯，煤炭的開(kāi)采也越來(lái)越不能夠滿(mǎn)足發(fā)展的需求，其中很重要的原因是由于采礦工程的技術(shù)與新時(shí)代工業(yè)發(fā)展技術(shù)的脫軌，依然保留了傳統(tǒng)開(kāi)采的原始方法，另外由于不合理不科學(xué)不正規(guī)的開(kāi)采使近年來(lái)礦工的人身安全無(wú)法保證，無(wú)疑會(huì)給采礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益上帶來(lái)很大的損失。對(duì)于煤炭的使用不科學(xué)，不能夠進(jìn)行高效的利用，對(duì)煤炭能源來(lái)說(shuō)是一種極大的浪費(fèi)，就更加重了采礦業(yè)的負(fù)擔(dān)，另一方面對(duì)使用者本身也會(huì)影響到成本的增加，長(zhǎng)此以往必然會(huì)對(duì)全國(guó)的煤炭使用產(chǎn)生影響。

二、遙控采礦新模式特點(diǎn)以及組成部分

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，其作用相當(dāng)于人的大腦，負(fù)責(zé)接受外圍信息、發(fā)出控制指令。傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制指令，提供不同電流電壓，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和力矩大小。監(jiān)控系統(tǒng)起監(jiān)控保護(hù)作用，提升機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。上位機(jī)系統(tǒng)為人機(jī)接口，顯示提升機(jī)運(yùn)行的各種重要參數(shù)、故障信息、生產(chǎn)報(bào)表、速度曲線(xiàn)等?？刂茍?zhí)行系統(tǒng)主要由中間繼電器和接觸器構(gòu)成，它主要是執(zhí)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的各種指令，具體控制提升機(jī)的各個(gè)設(shè)備。傳感器系統(tǒng)可以感知提升機(jī)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將感知的信號(hào)反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主電機(jī)是提升機(jī)的重要設(shè)備，主電機(jī)帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)從而使得罐籠箕斗在井筒中上下運(yùn)動(dòng)。

利用數(shù)字化直流提升系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，維護(hù)工作量小，動(dòng)態(tài)性能、靜態(tài)性能指標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制，各種保護(hù)完備。在豎井提升系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值， 數(shù)字化直流提升系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（PLC）、傳動(dòng)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、主電機(jī)、輔助設(shè)備構(gòu)成。 輔助設(shè)備為罐籠箕斗運(yùn)行提供必要支持。

三、遙控采礦新技術(shù)

1.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送及監(jiān)控系統(tǒng)。

在整個(gè)提升系統(tǒng)和選礦生產(chǎn)流程如破碎車(chē)間、磨浮車(chē)間、氰化車(chē)間、冶煉車(chē)間等關(guān)鍵部位設(shè)置彩色攝像單元，然后將圖像分別傳至各流程控制室，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)控；同時(shí)，再次將圖像進(jìn)一步傳送至礦信息中心服務(wù)器，各分管礦長(zhǎng)、技術(shù)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)終端隨意吊取、查看某一時(shí)段的生產(chǎn)情況，在關(guān)鍵部位設(shè)置長(zhǎng)時(shí)間錄象機(jī)，以便于及時(shí)全天候記錄相關(guān)圖像資料，以備查詢(xún)，為安全生產(chǎn)提供第一手資料，同時(shí)本系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)圖像源源不斷的自動(dòng)送入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，使得系統(tǒng)信息的查看，不在受地點(diǎn)、時(shí)間的限制，只要需要，系統(tǒng)的管理人員可在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間，通過(guò)撥號(hào)上網(wǎng)，就可以輕松隨意的查看系統(tǒng)的各級(jí)圖像信息；企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層，不管他們?cè)谕獬霾?，還是在那里，本系統(tǒng)都將在第一時(shí)間將現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況，如企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，物資的存儲(chǔ)等圖像送到眼前，雖然身在異地，也能運(yùn)籌帷幄，決勝千里。

2.礦山井下集成信息通信系統(tǒng)（井下人員定位系統(tǒng)）。

過(guò)去礦山購(gòu)買(mǎi)的基礎(chǔ)設(shè)施，如無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)、電話(huà)系統(tǒng)或者遙感系統(tǒng)，有人已注意到了這些系統(tǒng)如何配合本部門(mén)其它設(shè)備協(xié)同工作，但卻很少有人考慮能否連入到其它部門(mén)的設(shè)備上，每個(gè)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)不得不為自身有限的購(gòu)買(mǎi)經(jīng)費(fèi)而絞盡腦汁?，F(xiàn)在這種情況已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，所有的礦山都在使用一些更現(xiàn)代的電子設(shè)備幫助他們工作，以努力爭(zhēng)取最大的效益，這些設(shè)備應(yīng)選擇專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商提供的具有可靠技術(shù)支持的產(chǎn)品，因?yàn)榈V山需要的是一套可升級(jí)的通訊基礎(chǔ)設(shè)施，能夠安全地使用于非危險(xiǎn)及危險(xiǎn)地區(qū)，并采用了最新的連接及通訊技術(shù)，以保證系統(tǒng)連續(xù)可靠地運(yùn)行，以及在意外事故發(fā)生時(shí)至少有一種通訊方式可以正常使用?！皊mart com”系統(tǒng)如同一種通訊高速公路，高度集成的系統(tǒng)允許控制室人員存取礦山設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使得全面的井下通訊成為可能。

（1）人員定位。類(lèi)似于車(chē)輛定位系統(tǒng)，人員定位系統(tǒng)通過(guò)確定人員所在位置，同樣能對(duì)生產(chǎn)有極大的幫助。將信標(biāo)器安裝在礦燈電池盒中，發(fā)射出的信號(hào)由安裝在不同位置的讀數(shù)器讀出。讀數(shù)器可安裝在礦井和巷道入口處，以及禁止進(jìn)入地區(qū)的入口處，當(dāng)某人經(jīng)過(guò)讀數(shù)器時(shí)，讀數(shù)器自動(dòng)讀出其身份號(hào)碼，此信息同樣以無(wú)線(xiàn)方式傳送到控制室。當(dāng)一個(gè)工人從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域時(shí)，會(huì)有多個(gè)讀數(shù)器跟蹤其運(yùn)動(dòng)。如需要與該工人聯(lián)系，最后一次的位置信息可用于與該人員聯(lián)絡(luò)。所有的讀數(shù)器都有讀多個(gè)信標(biāo)的能力，避免了號(hào)碼沖突。此外，該系統(tǒng)可將人員的工作時(shí)間送到財(cái)務(wù)部門(mén)，作為員工的考勤系統(tǒng)。礦山可根據(jù)需要自行增加/減少信標(biāo)器和讀數(shù)器，例如信標(biāo)器丟失、損壞、維護(hù)移動(dòng)等。

（2）交通調(diào)度。交通調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)追蹤車(chē)輛的運(yùn)行，在控制軟件中，將定義每一個(gè)交通區(qū)段，交通區(qū)段為兩個(gè)讀數(shù)器之間的距離。系統(tǒng)不斷地跟蹤機(jī)車(chē)位置、狀態(tài)（卸車(chē)、延誤、備用和就緒等）、到達(dá)及運(yùn)行時(shí)間、裝載和卸載時(shí)間等，利用這些信息，主控計(jì)算機(jī)將通過(guò)泄漏電纜將控制信號(hào)下傳到信號(hào)燈控制器，自動(dòng)轉(zhuǎn)換交通燈的顏色。所有井下運(yùn)行的信息都通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不斷地送到中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、存貯和分析。這樣，調(diào)度員和運(yùn)輸主管能隨時(shí)監(jiān)督設(shè)備運(yùn)行，以便更好的管理運(yùn)輸。此外，當(dāng)裝載點(diǎn)、卸載點(diǎn)臨時(shí)不用或車(chē)輛發(fā)生故障時(shí)，調(diào)度員可通過(guò)中心計(jì)算機(jī)手動(dòng)發(fā)送指令，改變交通燈和道岔的狀態(tài)，將受影響的機(jī)車(chē)調(diào)派到新的地點(diǎn)去，以減少空閑時(shí)間。

三、采礦工程中新模式的探討

資源的稀缺一直是一個(gè)全世界人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展付出的代價(jià)是全球資源的枯竭和環(huán)境的惡劣，直接影響著人類(lèi)的生存問(wèn)題。如此開(kāi)始對(duì)于能源使用便成為研究的重點(diǎn)課題。未來(lái)的國(guó)家綜合實(shí)力競(jìng)爭(zhēng)中會(huì)包含能源的占有率和儲(chǔ)備量。我國(guó)GDP在逐年的增加，但是資源卻顯得日益貧乏。所以未來(lái)能夠解決煤炭行業(yè)中的問(wèn)題，找到一條適合社會(huì)發(fā)展并能夠充分利用能源的新模式刻不容緩。

3.1 開(kāi)發(fā)可再生形式

在我們國(guó)家的資源不斷減少的情況之下，我們能夠做的就只有盡可能的減少不可再生資源的使用量，若單純減少不可再生資源的使用量，會(huì)導(dǎo)致我們國(guó)家發(fā)展的緩慢甚至是停滯不前，這就需要一種一舉兩得的辦法來(lái)解決。我們目前唯一可以做的就是配合能源需求以及礦資源特點(diǎn)，從采礦工業(yè)入手，進(jìn)行類(lèi)別和方法的探討。找到一條新模式遵循可持續(xù)發(fā)展的道路。

3.2 實(shí)現(xiàn)開(kāi)采工業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型

雖然采礦工程技術(shù)也在逐年的更新，但是無(wú)法追上時(shí)代的腳步，小小的更新不過(guò)是杯水車(chē)薪，距離世界的先進(jìn)水平還有很大的距離，導(dǎo)致我國(guó)礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重?fù)p失，我們可以先要停止一些采礦企業(yè)，讓其進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)型，往環(huán)保方向和可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的方向去進(jìn)行改造。然后再根據(jù)國(guó)家礦業(yè)的實(shí)際需求量來(lái)給每個(gè)采礦企業(yè)實(shí)施限量的開(kāi)采定額，讓其在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行規(guī)定量的礦業(yè)開(kāi)采。

3.3 利用更多自然能源

風(fēng)能以及水能的發(fā)電可以取代我們國(guó)家利用煤炭來(lái)發(fā)電的事實(shí)，同樣的可以為后代爭(zhēng)取一點(diǎn)點(diǎn)的時(shí)間，隨著這些一點(diǎn)點(diǎn)的時(shí)間的不斷累積，我們的后代就會(huì)擁有更加多的時(shí)間來(lái)解決這個(gè)全球性的大問(wèn)題。