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煤矿机电设备的智能化管理

2023-10-27 97 上传者：管理员

摘要：智能化技术的发展越来越能够满足煤矿企业的发展需求。机电设备是煤矿生产的重要组成部分，其性能及运行状态是决定煤炭生产效率的关键因素。因此，煤矿应引入智能化技术进行机电设备的智能化管理。主要研究了煤矿机电设备智能化管理的实现。

关键词：
安全性
智能化管理
机电设备
煤矿
经济效益
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煤炭需求的不断增加和煤矿生产规模的扩大，对煤矿机电设备管理提出了更高的要求。传统的机电设备管理方式已经不能满足煤矿生产的需求，智能化管理的引入成为必然趋势。智能化管理可以提高煤矿机电设备运行的安全性、效率和可靠性，同时也可以为企业带来更高的经济效益。因此，煤矿企业非常有必要更新机电设备的管理，使机电设备管理在科技快速发展的背景下，符合煤炭行业的整体发展水平。本文围绕煤矿机电设备智能化管理展开研究，并结合皮带运输的应用实例，探讨如何将智能化管理应用到煤矿生产中。

1、机电设备智能化管理应用价值

1.1 确保煤矿生产安全

在科技的推动下，智能化技术发展越来越完善，煤炭行业更加重视煤矿智能化技术的应用。智能控制系统与远程监控系统设备的完全集成，完全满足煤炭开采现场远程监控和管理的要求，最大限度确保煤炭开采过程的顺利进行。智能机械和电气设备的安全稳定运行，先进的现代化监控、自动控制等多种技术的综合应用，实现了对整个煤炭开采过程的动态和高效率监控，满足了高质量、高效率的煤炭开采要求。与传统方式相比，煤矿机电设备智能化管理系统更加复杂，涉及的智能化技术比较多，即使存在微小的缺陷，也会对生产过程造成不同程度的影响，降低煤矿生产的安全性[1]。因此，煤矿企业需要积极进行智能化机电设备的管理，对机电设备进行日常维护，第一时间发现机电设备存在的隐患，进行有效处理，大大降低机电设备的故障概率，这有助于延长机电设备使用寿命，在确保煤矿生产效率的基础上，最大程度保障煤矿生产安全。煤矿机电设备智能化管理系统如图1所示。

图1 煤矿机电设备智能化管理系统

1.2 降低煤矿开采成本提升煤矿开采效益

智能化管理在煤矿中的应用有助于推动煤矿的整体发展，使煤矿生产越来越智能化、现代化。煤矿智能化综采技术极大程度地提高了煤矿工作面的整体机械自动化水平。但是机电设备应用方面依旧存在一些不足之处，例如对机电设备的管理不够重视，在购买时没有进行详细检查等，这些情况都会对机电设备的运行产生不同程度的影响，进而增加了设备的投入成本，严重时可能会成为事故的主要诱发因素，给煤矿造成经济损失，给社会带来不良影响[2]。因此，需要高度重视机电设备的管理，并且结合智能化技术解决资源浪费的问题，确保在机电设备出现小隐患时能及时发现，使设备运行处在可靠、稳定的状态下，提升煤矿生产效益。

2、煤矿机电设备智能化管理的特点

2.1 硬件的特点

相较于常规设备，机电设备智能化管理中涉及的部件比较多，例如控制器、微处理器、传感器等。机电设备的智能化管理系统需要借助各种类型的传感器收集相应的信息并进行有效处理，将信息转换成相应的指令发送给机电设备，从而实现对设备的调整。利用传感器还能准确了解设备工作的角度、位置等。控制器的作用是校正设备的工作状况。由此可知，机电设备的智能化管理中，需要传感器和控制器具有很高的灵敏度，这样才能保证信息的精准度。一般传感器、控制器很容易受到电磁场的影响，极有可能发生失控的现象，从而影响整个机电设备的管理效果[3]。而且煤矿生产中会有大量的粉尘、水等，这些也会降低感应装置的灵敏度，造成不利的影响。图2为智能化采煤机结构图。

图2 智能化采煤机结构图

2.2 软件的特点

将人工智能算法引入机电设备管理，就能有效地实时监测设备工作状态，同时收集数据信息。人工智能算法的应用可以实现对已有数据的深入分析，有助于进行生产预测。智能化管理中，可以将一些算法进行整合，例如混沌算法、模糊算法及人工神经网络算法，从而有效调整一些设备的运行参数，将设备运行状态调整到最佳[4]。不过在实际生产中，开采环境相对复杂，这就对设备的各项参数有了更高的要求，因此需要进行参数的优化，从而极大程度地满足实际的开采要求。

3、煤矿机电设备智能化管理的关键技术

3.1 数据采集和传输技术

煤矿机电设备智能化管理需要对设备运行状态进行实时监测和控制。数据采集和传输技术是智能化管理的基础，其主要任务是采集机电设备的运行数据，并将数据传输到后台服务器进行处理和分析。数据采集和传输技术包括传感器技术、无线通信技术和云计算技术等。

3.2 大数据分析技术

需对采集到的数据进行大数据分析，以提取有用的信息并做出相应决策。大数据分析技术包括数据清洗、数据挖掘和机器学习等。通过大数据分析，可以实现对机电设备的故障预测和维护规划，提高设备的可靠性和使用寿命。也可以借助云计算进一步分析和处理煤矿生产信息，该技术的应用不仅有助于降低资金投入，还具有操作简单的优势。依据具体的情况进行有效的信息筛选，将运行成本大幅度降低[5]。云存储能分级存储生产数据，再通过大数据分析技术确保数据的完整性、准确性，提升煤矿机电设备的智能化水平。

3.3 人工智能技术

人工智能技术是智能化管理的核心技术，包括深度学习、自然语言处理等。人工智能技术的应用可以实现对机电设备的自动诊断和智能控制，提高设备的运行效率和安全性。通常煤矿开采的环境比较复杂、恶劣，具有很多不确定性，给实际生产带来一些困扰，因此机电设备智能化管理至关重要，有助于实现对生产参数的精准控制，例如煤矿开采速度、放煤重量、倾斜角度、支架位置等。在数据支撑下，通过人工智能实现智能化生产，从而做出合理科学的决策[6]。

3.4 虚拟现实技术

虚拟现实技术可以通过仿真技术实现机电设备的虚拟化，使管理人员可以实时观察和控制设备的运行状态。虚拟现实技术可以帮助管理人员快速了解设备运行情况，并做出进行相关决策。

4、煤矿机电设备智能化管理的主要系统

4.1 机电设备智能化诊断系统

机电设备实现智能化诊断的基础依据是收集的数据。通过传感器进行设备监测，利用建模法进行分析，这样可以高精准性识别系统的错误。一般故障诊断分为系统检测和评估诊断。故障诊断需要按阶段进行。首先是详细检测设备，分析设备的性能及具体的运行信息；其次需要充分掌握故障特性，通过提取传感器数据，深入探究设备的影响因素、故障机理等；最后，通过协同方式进行故障诊断，可通过对故障的主要部件进行进一步分析，确定设备故障的缘由[7]。智能化诊断系统的应用有利于设备的维护，确保设备正常运行。煤矿机电设备智能化诊断系统如图3所示。

图3 煤矿机电设备智能化诊断系统示意图

4.2 机电设备智能化维修系统

机电设备故障诊断中，设备的状态、故障特征会被智能化系统进行详细分类，为以后的工作奠定基础。依据检修计划资料和特定的故障，建立智能化维修系统，从而制定出具有可行性的检修计划。一旦设备出现问题，就可以快速检修，确保事故在可控范围内。故障位置找到后，由专业的技术人员进行维修，并且定期维护关键部位。每次检修和维护时都应该进行仔细记录，包括故障时间、原因、检修方法等信息，从而制定故障处理标准，优化解决方案。维护设备时可运用现代科技进行辅助，促使问题得到有效解决，加快设备智能化管理体系的建立。

4.3 机电设备智能化监控系统

煤矿机电设备智能化管理中，不可或缺的一部分就是智能化监控系统的应用。随着智能化技术的发展，应用先进的监控技术可以为生产安全提供基础保障。智能化监控系统的应用具有很多优势。例如，在围岩支架耦合控制方面，可根据实际情况监控工作面围岩支护设备，主要是利用托架前端和顶部梁基部的倾角传感器有效监测托架的工作状态，避免发生倾侧问题；监测支柱压力，一旦有顶板塌陷、底板突起等情况发生，会及时收到防护指令；边坡的压强传感装置可以检测巷道支撑力，防止巷道裂缝情况的发生；煤矿生产中视屏监控技术的应用，可以严格进行设备的监控[8]，通过计算机技术追踪和解析监控影像，实现智能化管理。

5、皮带运输智能化管理的应用

皮带运输是煤矿生产的重要环节之一，它的安全性和效率也直接影响到煤矿生产的质量。智能化管理的应用可以有效提高皮带运输的效率和安全性。

5.1 皮带运输数据采集和传输

皮带运输数据采集和传输技术可以实现对皮带运输过程的实时监测和控制，提高设备的可靠性和安全性。采集到的数据可以通过大数据分析技术进行处理和分析，提高皮带运输的效率和质量。

5.2 皮带运输自动化控制

可以通过人工智能技术实现对皮带运输过程的自动化控制，提高设备的运行效率和安全性。自动化控制可以实现对皮带速度、负荷和张力等参数的自动调节，使皮带运输过程更加稳定和安全。

5.3 皮带运输虚拟仿真

通过虚拟现实技术，可以对皮带运输过程进行虚拟仿真，帮助管理人员更好地了解皮带运输的运行状态和参数。虚拟仿真可以实现对皮带运输过程的模拟和优化，提高设备的运行效率和安全性。

6、结束语

机电设备智能化管理是煤矿生产的重要环节，可以提高设备运行的安全性、效率和可靠性。智能化管理技术包括数据采集和传输技术、大数据分析技术、人工智能技术和虚拟现实技术等，这些技术可以互相结合，实现对机电设备的自动监测、自动诊断和自动控制。智能化管理和传输可以提高皮带运输的效率和安全性，通过数据采集、自动化控制和虚拟仿真等技术实现对皮带运输过程的实时监测和控制。总之，煤矿机电设备的智能化管理是一个系统工程，需要综合应用多种技术手段，实现对设备的自动监测、自动诊断和自动控制。

参考文献:

[1]段铭钰.煤矿机电设备智能化维护研究现状与发展趋势[J].内蒙古煤炭经济,2022(13):120-122.

[2]李志林.探究煤矿机电设备的智能化管理[J].中国新通信,2022,24(23):66-68.

[3]柴晓凡.煤矿机电设备健康智能化管理系统关键技术研究[J].煤矿现代化,2021(1):166-168.

[4]李梦祺.煤矿带式输送机智能化控制系统技术应用[J].机械管理开发,2022,37(1):217-218.

[5]张峰,郭盛玉.煤矿机电设备的健康智能化管理研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(23):88-90.

[6]董红涛.浅议综采工作面机电设备智能化管理[J].中国设备工程,2022(18):46-48.

[7]杨鹏.分析煤矿机电设备健康智能化管理系统关键技术[J].内蒙古煤炭经济,2022(3):136-138.

[8]王世杰.煤矿智能化机电设备维护分析[J].能源与节能,2022(1):103-104.

文章来源:郭龙龙.煤矿机电设备的智能化管理[J].能源与节能,2023(10):198-200.