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1煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1煤礦自動(dòng)化技術(shù)煤礦自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展起始于20世紀(jì)60年代，繼電器是當(dāng)時(shí)主要的煤礦自動(dòng)化器件，當(dāng)時(shí)的煤礦自動(dòng)化也只是簡(jiǎn)單的開(kāi)停與閉鎖控制，而且控制器不但體積龐大，安全性與可行性也很差。20世紀(jì)70年代和80年代中期，晶體管與邏輯電路開(kāi)始的大量出現(xiàn)，它們的出現(xiàn)取代了繼電器成為主要的煤礦自動(dòng)化控制器件，它們的應(yīng)用使控制器的體積得到了大幅度的縮小，并且把控制器的功能改進(jìn)了。80年代末90年代初，開(kāi)始出現(xiàn)了單片機(jī)，由于單片機(jī)的運(yùn)算與控制能力都比較強(qiáng)，晶體管與邏輯集成電路控制系統(tǒng)很快被其取代，單片機(jī)成為了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心控制單元，這使得煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性與可靠性都得到了大幅度的提升，煤礦自動(dòng)化控制與檢測(cè)系統(tǒng)才真正具有了實(shí)用功能。但這個(gè)時(shí)期形成的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)還屬于獨(dú)立系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間不能進(jìn)行信息交換。簡(jiǎn)單的調(diào)制方式是其內(nèi)部信息傳輸?shù)闹饕绞?。直?1世紀(jì)初，隨著太網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了煤礦各專用監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息傳輸可以用高速信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，總線傳輸技術(shù)也逐步成為各專用監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部之間信息傳輸?shù)闹饕绞?，高速信息通道的建立，使煤礦各專用監(jiān)控子系統(tǒng)的集成與實(shí)時(shí)監(jiān)控得到了實(shí)現(xiàn)，使煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化水平躍上了一個(gè)新的臺(tái)階。

1.2礦井通信煤礦的生產(chǎn)指揮工作要想順利進(jìn)行，必須要做好礦井通信工作。由于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工序較多且作業(yè)地點(diǎn)分散，要想用一種通信系統(tǒng)和方式來(lái)把全礦覆蓋很難。按使用方式可把礦井通信大致分為固定通信與移動(dòng)通信，按通信覆蓋區(qū)域可把煤礦通信系統(tǒng)分為全礦井通信與局部礦井通信。防爆磁電電話是我國(guó)早期主要采用的礦井調(diào)度通信方式，隨著時(shí)代的發(fā)展礦用模擬程控調(diào)度通信系統(tǒng)在20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)出來(lái)了，90年代時(shí)數(shù)字程控調(diào)度通信系統(tǒng)也開(kāi)發(fā)出來(lái)了，這時(shí)已經(jīng)幾乎能滿足礦井調(diào)度通信的需求。礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄露通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)以及礦用CD-MA通信系統(tǒng)是礦用移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要形式。其中應(yīng)急救災(zāi)時(shí)主要用到的通信系統(tǒng)是礦用透地通信系統(tǒng)，局部通信主要用到的通信系統(tǒng)是漏泄通信系統(tǒng)，感應(yīng)通信系統(tǒng)，礦用載波通信系統(tǒng)，全礦井無(wú)線通信主要用到的通信系統(tǒng)是礦用小靈通系統(tǒng)與CDMA通信系統(tǒng)。

2煤礦自動(dòng)化技術(shù)

2.1高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)是我國(guó)目前主要使用的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。其中冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國(guó)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的主要傳輸平臺(tái)，很多礦井都在使用。由于專用工業(yè)控制網(wǎng)的開(kāi)放性比較差，在我國(guó)只有幾個(gè)別的礦井在裝備使用，而礦用CEPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種新系統(tǒng)，視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等信息都可以傳輸，其應(yīng)用前景十分廣闊。

2.2自動(dòng)化平臺(tái)軟件管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動(dòng)化平臺(tái)軟件的兩種主要形式。管控軟件在控制層的管控服務(wù)器內(nèi)安裝，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中安裝，它們是煤礦自動(dòng)化控制的重要實(shí)現(xiàn)手段。

2.3局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化礦井局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化大致可以分為：安全監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、水泵自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度控制礦井機(jī)車系統(tǒng)、礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)、工作面巷道監(jiān)控中心。

3煤礦通信技術(shù)

礦井有線通信主要使用的是礦井程控?cái)?shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)與工作面局部擴(kuò)音通信系統(tǒng)。隨著礦井大規(guī)模應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及IP語(yǔ)音通信技術(shù)的逐漸完善，礦井有線通信一個(gè)重要的發(fā)展方向便是礦井IP調(diào)度通信系統(tǒng)。人們還在不斷的探索和研究礦井移動(dòng)通信技術(shù)，礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄漏通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)、礦用CDMA通信系統(tǒng)等等。

4若干技術(shù)問(wèn)題

4.1完善與提高局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化技術(shù)已有多種高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方案供煤礦自動(dòng)化控制選擇，影響煤礦自動(dòng)化正常運(yùn)行能否實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要因素已經(jīng)成為局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化，這主要是由于監(jiān)控量大、面廣、并且種類繁多是局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，要想使礦井自動(dòng)化系統(tǒng)更完善，這就需要各生產(chǎn)廠家不斷完善與提高自身的技術(shù)。

4.2開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度快速安裝式礦用光纜我國(guó)的礦井已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用光纜，但大巷是其主要應(yīng)用的地方，而在工作面上的應(yīng)用技術(shù)還不完善，這主要是由于工作面的生產(chǎn)條件更惡劣，易斷是普通礦用光纜的主要特點(diǎn)，一旦這種普通礦用光纜斷裂后很難修復(fù)。而工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)，頂板監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控的信息量都非常大，要求的信息傳輸速度高，更適合采用光纜傳輸，為了適應(yīng)礦井未來(lái)的發(fā)展需求，我們必須開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度快速安裝式礦用光纜。

4.3煤礦供電安全技術(shù)電參數(shù)測(cè)量以及各種保護(hù)功能是目前防爆開(kāi)關(guān)設(shè)備等供電設(shè)備主要具有的功能，他們一般都缺乏主動(dòng)分析故障與報(bào)警的功能，這就需要我們繼續(xù)在這方面加大研究力度，把井下變電所無(wú)人值守的整套設(shè)備爭(zhēng)取能夠開(kāi)發(fā)出來(lái)。

5總結(jié)

實(shí)現(xiàn)煤礦高效安全開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)之一便是煤礦自動(dòng)化技術(shù)，而礦井通信技術(shù)又是煤礦生產(chǎn)指揮必須具備的手段之一，歷經(jīng)幾代人的努力鉆研，開(kāi)發(fā)出了一系列這方面的產(chǎn)品，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)中，但就目前煤礦企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，它們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足煤礦企業(yè)安全高效生產(chǎn)的需求，為了真正滿足這一需求，我們要不斷利用新技術(shù)，新手段完善與提高煤礦自動(dòng)化技術(shù)與通信技術(shù)，只有這樣才能保證我們煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

作者：王博翰 單位：陜西陜煤黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦