智能化技术对煤矿机电运输影响研究

摘要：为确保煤矿机电运输系统的安全稳定性，通过分析智能化技术在提升机、供电系统和皮带输送机中的具体应用，来探究智能化技术对煤矿机电运行系统的重要影响。研究表明：智能化技术在提升运输过程稳定性、供电系统可靠性和优化运输效率等方面具有显著效果，能有效提升煤矿机电运输系统整体性能，为煤矿生产安全和经济效益提升提供有力支撑。

关键词：煤矿 机电运输系统 智能化技术 供电系统

Research on the Influence of Intelligent Technology on ElectromechanicalTransportation inCoal Mines

LU Baizhou 1 LU Xiang 2

Fucun Coal IndustryofZaozhuang Mining Group Co.， Ltd. ;2. Gaozhuang Coal Industry of Zaozhuang Mining GroupCo.， Ltd.， Jining， Shandong Province，277605 China

Abstract：In order to ensure the safety and stability of the electromechanical transportation system in coal mines， this paper analyzesthe specific application of intelligent technology in elevators， power supply systems and belt conveyors to explore its important impact on the electromechanical transportation system in coal mines. Research has shown that intelligent technology has significant effects in improving the stability of the transportation process andthe reliability of the power supply system， and optimizing transportation efficiency， which can effectively improve the overall performance of the electromechanical transportation system in coal mines， so as to provide strong support for the production safety of coal mines and the improvement of their economic benefits.

Key Words：Coal mine; Electromechanical transportation system; Intelligent technology; Power supply system

煤矿机电运输系统作为煤矿生产关键环节，在保障安全生产方面作用巨大。基于科学技术不断发展，智能化技术在煤矿机电运输中的应用逐渐成为行业发展的趋势，在发挥技术优势基础上提升煤矿机电运输系统的性能，给煤矿行业发展提供充足动力。在后续发展中，应该立足智能化技术开展实时监测、数据分析和智能控制等手段，实现优化煤矿机电运输系统运行状态的目标，降低安全风险。

1煤矿机电运输系统构成

煤矿机电运输系统是煤矿生产过程中关键的组成部分，它有效地保障了矿井原煤的运输任务。该系统由多个关键设备共同构成，如提升机、供电系统和皮带传输机等，每种设备都发挥着不可或缺的功能，确保煤炭和其他物料的安全、高效运送。提升机作为系统的核心部件，通常依赖于强大的电动机或液压系统作为动力来源，依据作业需要，沿导轨上升或下降。皮带传输机是机电运输系统中另一个关键的设备，它将采煤机下采取的煤炭或其他物料输送至提升机处，进一步运往其他区域。一条标准的皮带传输机可能长达数公里，宽度达1.2m，运行速度可达5m/s，设计负载能够支持每小时输送上千吨的物料。其驱动装置通常采用大功率电机，如500kW，托辊和支撑结构则确保了输送带的平稳运行和长期耐用[1]。

2智能化技术在煤矿机电运输中的应用

2.1提升机中的应用

智能化技术在提升机中应用涵盖监测预警、故障诊断维护、调度优化和人机交互等多个方面，智能化技术在提升机中的应用充分发挥了提升机的作用，推动煤矿机电运输系统智能化发展[2]。

第一，智能监测系统通过传感器和数据采集设备实时监测提升机运行状态，重点分析提升速度、负载情况、温度等参数，通过数据分析可识别出异常情况并发出预警信号，便于工作人员及时采取对策，以免发生意外事故。第二，提升机在智能化技术应用支持下能实现故障诊断的智能化发展，根据实时检测数据分析故障类型，结合实际情况给出合理的维修计划，也能在技术支持下实现远程监控，以此降低人工干预带来的风险。第三，在“智能算法+优化模型”的支持下，系统能根据生产需求自动调整提升机运行参数，尤其能实现提升机能耗控制，保障煤矿生产效率[3]。

2.2供电系统中的应用

在煤矿机电运输系统中，供电系统作为保障设备正常运行的关键部分，通过应用智能化技术能在降低能源消耗基础上提高电力设备运行效率，如表1所示。

2.3皮带传输机中的应用

皮带传输机主要将采煤机所采原煤或其他物料从井下输送至提升机处，智能化技术在皮带传输机中的应用给系统安全运行提供了技术支持，给煤矿行业可持续发展注入更多动力。在煤矿皮带传输机中应用的智能化技术极大地提升了系统的安全运行能力。通过在关键部位安装各类传感器，如张力传感器、速度传感器、温度传感器和烟雾传感器，可以实时监测传输系统的运行状态，对参数如张力、速度、温度进行详细分析，及时识别并处理潜在的异常情况。这些技术的应用不仅确保了传输系统的高效运行，还大幅降低了安全事故的发生概率。张力传感器关注输送带的张力，一旦监测到张力值异常（如从正常的 15～25 kN变化到异常的10kN或30kN），系统会自动触发报警，提醒操作人员采取必要的调整措施。速度传感器则监控输送带的运行速度，以确保速度保持在3～5m/s的理想范围内，任何偏离此范围的速度都会导致系统报警。温度传感器用于监控关键部件的温度，当温度超出预设阈值（如60℃）时，表明存在过载运行或摩擦过热的风险，系统将自动介入以防止潜在的火灾事故。烟雾传感器在检测到烟雾的第一时间内，能触发紧急停车保护操作，并激活洒水灭尘装置来实现冒烟保护。煤位传感器的应用在监控煤仓或煤漏斗的煤位方面起到了关键作用。这项技术使操作人员能实时了解煤炭存量，一旦数据显示煤位接近满载（如容量的90%），系统就会自动采取措施，如切断皮带输送机的电源，以防止溢出或堵塞等问题的发生[4]。

3智能化技术对煤矿机电运输影响

3.1提升了运输过程的稳定性

通过智能监测与预警、智能调控与优化及智能故障诊断与维护等手段，智能化技术有效降低了设备的故障率，保障煤矿机电运输系统的稳定安全性[5]。

第一，在煤矿提升机系统中引入智能监测与预警系统，系统通过高精度传感器实时监测提升机运行状态，每秒采集电机转速、负载情况、温度参数等数百条数据。系统具备较高精准性，整体预警准确率超过95%，平均响应时间不到0.1s，能有效识别过载等异常情况，保障煤矿生产连续性。

第二，针对皮带传输机系统智能调控与优化技术，系统在数据分析技术下能自动调整传输带运行参数，保障最佳运输效率。例如 ：根据煤矿生产需求动态调整提升机提升速度，根据物料输送量和距离调整皮带传输机运行速度，确保系统平稳持续运行。

第三，智能化技术应用提升煤矿机电运输系统故障诊断与维护效率。通过先进的数据分析和机器学习算法，系统能快速准确地识别出潜在的故障隐患，根据实际情况给出具体的维修建议，降低因为停机故障导致的生产损失。以传感器记录的五次数据为例。转速阈值为600RPM，振动幅度阈值为0.05 mm，温度阈值为35℃，电流阈值为75A，电压阈值为410V。据表2数据分析可知，第五次记录转速、振动幅度和电流数据均超过系统规定的阈值，认定存在异常情况。系统发出预警信号后停止皮带传输机运行，由技术人员进行异常情况处理，确保煤矿皮带传输机的安全运行。

3.2提升了供电系统的可靠性

智能化技术在煤矿机电运输系统供电系统中应用显著提升其可靠性，能更加智能地监测、预测、诊断和调控电力设备，给煤矿安全生产提供可靠的电力保障。分析如下。

引入智能传感器和监测装置能实时监测供电系统各个关键设备的运行状态，及时检测到电力设备异常情况，第一时间发出预警信号。需要运用电压谐波含量计算公式进行计算：谐波含量=√（〖H2〗^2+〖H3〗^2+…〖Hn〗^2 ）/H1x100%，H1是基波幅值，H2，H3……Hn 是各阶段谐波幅值，谐波含量过高可能导致设备异常运行。

第二，系统利用大数据分析技术快速准确地诊断出电力设备可能存在的故障类型，在分析原因基础上制定合理的解决措施，也能通过历史数据分析预测可能出现的故障，通过提前采取措施方式保障系统稳定运行。其中，运用P=I2+R公式计算电力损耗情况，其中，P是电力损耗，I是电流，R是电阻。

第三，实现对供电系统的远程监控和远程维护，维修人员在智能化技术支持下远程监控电力设备的运行状态，通过远程诊断与技术维修方式缩短故障处理时间，进而提高系统可靠性。

3.3提升了运输过程的效率

智能化技术提升煤矿机电运输系统运输过程的效率，通过实时数据采集与监测等手段运用，能保障运输过程更加智能化，给煤矿生产提供可靠的运输保障。

第一，智能传感器每秒采集数百条数据，监测系统的响应时间在毫秒级别，实时监测各个运输设备的运行状态，将所采集的数据传输到中央控制中心，这样就实现对整个运输系统的实时监控。

第二，系统通过每分钟甚至每秒数据变化自动调整设备运行参数，提升皮带传输机等设备的运行效率，实现最佳运输效率。同时，通过优化控制算法应用，平均每次调整可提高运输效率10%～ 20%，保障系统运行中各项能源效率。

第三，系统根据实时电力需求和设备运行状态自动调节供电系统运行参数，尤其是通过预测性维护提前解决潜在故障，以免因为故障停机导致的生产中断。基于PID控制的电压调节公式

P_调节 （t）=K_p.e（t）+K_i . ∫_0^t▒e（t） dt+K_d .de（t）/dt其中，e（t）表示时刻t的误差，Kp，Ki，Kd 分别为比例、积分和微分系数。管理人员在智能化技术支持下实现远程监控，分析各项设备的运行状态，当出现异常情况之后迅速采取措施进行应对，这样能提高运输过程中整体生产能力。

4结语

智能化技术在煤矿机电运输中应用具备多重价值，通过实时监测、智能预警和自动调控及时发现并处理运输过程中异常情况，给煤矿生产提供坚实保障；通过实时监测、智能故障诊断和远程维护能够迅速处理电力设备问题，在降低生产成本基础上提高能源利用效率，给煤矿生产提供可靠的电力保障；通过实时数据采集与监测、智能调控与优化等手段能提高生产运输效率，在提升运输过程灵活性基础上给煤矿生产提供更大生产空间，促使煤矿机电运输系统更加完善。

参考文献

[1]任富强，李刚，康宇全.煤矿机电运输系统中的自动化技术分析[J].新型工业化，2022，12（8）：76-79.

[2]龚立志.浅谈提升煤矿机电运输技术水平的措施[J].中国新技术新产品，2019（4）：67-68.

[3]白宁.煤矿提升机电控系统智能化设计与应用[J].煤矿现代化，2023，32（3）：70-73.

[4]郑宏才.煤矿主井提升机电控系统改造与应用[J].中国煤炭工业，2023（11）：64-65.

[5]李博文，张斌，吕晓明.煤矿机电设备智慧检修系统研究与应用[J].中国煤炭，2023，49（11）：87-91.