煤矿机电设备智能化运维管理关键技术研究

引言

煤矿机电设备是保障煤炭安全高效开采的核心物质基础，其运行状态直接关系到整个矿井的生产秩序与安全态势。当前，我国煤矿生产环境复杂多变，设备运维工作依然面临着数据采集维度不足、故障隐患发现不及时、维修响应滞后等严峻挑战。传统的定期维修与被动响应式管理模式，已难以适应智慧矿山建设对设备高可靠性、高效率运行的迫切需求。因此，深入研究并应用先进的智能化技术，构建一套贯穿设备全生命周期的智能化运维管理体系，对于推动煤炭行业的技术革新与高质量发展具有至关重要的理论价值与现实意义。

、智能化运维的核心技术体系

煤矿机电设备的智能化运维是一个由数据感知、智能分析到精准执行的闭环管理过程，其实现依赖于一个整合了信息技术与工业技术的综合性技术体系。该体系旨在通过先进技术手段，全面提升设备管理的精细化与智能化水平。

（一）多源异构数据感知与融合技术

精准的数据感知是实现智能化运维的基石。煤矿井下环境恶劣，单一的传感技术难以全面反映设备的真实运行状态。因此，必须构建一个集成了多种传感技术的多源异构数据感知网络。该网络不仅包括对温度、振动、电流等关键运行参数的在线监测，还应引入如近场通信（NFC）等新型识别技术。NFC技术凭借其无需外部供电、数据存储容量大及抗干扰能力强的优势，能够有效解决井下设备身份自动识别、历史维修信息快速读取等难题，实现设备静态信息与动态数据的高效关联。将这些多源异构数据进行有效融合与处理，能够为上层分析应用提供全面、准确、高质量的数据基础。

（二）基于模型的智能故障诊断与预测技术

传统的故障诊断高度依赖人工经验，存在主观性强、效率低下的弊端，难以应对日益复杂的机电系统。智能化运维的核心在于实现从“事后维修”向“预测性维护”的根本性转变。这需要运用人工智能算法，构建精确、可靠的设备故障诊断与健康状态评估模型。一种有效的路径是，将基于规则的专家系统与基于案例的推理（CBR）技术相结合，形成混合诊断模式。专家系统能够固化领域专家的知识与经验，进行快速的逻辑推理；而案例库则通过存储大量的历史故障实例，利用相似度匹配算法为当前问题提供参考解决方案，二者互为补充，显著提升了故障诊断的准确性与覆盖面。

更进一步，利用机器学习或深度学习算法，可以从海量的历史运行数据中挖掘设备运行参数与潜在故障之间的深层关联，构建设备健康状态的预测模型。例如，通过长短期记忆网络（LSTM）等时间序列分析模型，可以预测关键参数的未来趋势，实现对潜在故障的超前预警。这种模型不仅能够判断设备是否即将发生故障，还能评估其剩余有效寿命（Remaining Useful Life, RUL），为企业制定更为科学、前瞻的维护计划提供定量依据，从而最大限度地减少非计划停机时间，保障生产的连续性。

（三）一体化运维管理与决策支持平台技术

数据的价值最终体现在对业务流程的优化与科学决策的支持上。构建一个集成的智能化运维管理平台，是打通数据、分析与业务流程之间壁垒，实现管理闭环的关键。该平台需要具备强大的数据集成与可视化能力，通过统一的数据接口和标准，将分散在各个子系统中的设备静态信息、动态运行数据、故障诊断结果、维修工单记录等进行汇聚整合，并以三维可视化、虚拟仿真等形式进行直观呈现。

平台应内置智能工单与资源调度系统，一旦预测到设备故障风险，系统能够自动生成维修任务，并根据故障类型、紧急程度以及备件库存、人员技能等信息，智能推荐最优维修方案，并将任务精准推送至相关人员的移动终端。此外，通过引入数字孪生技术，可以在虚拟空间中构建与物理设备实时同步的数字化模型。利用该模型，不仅可以对维修方案进行仿真验证，还可开展远程专家指导、维修人员技能培训等应用，从而全方位优化维修策略，提升维修质量与效率。这个一体化平台最终将演化为一个智能决策中心，为运维成本控制、资源配置乃至整个生产流程的全局优化提供强有力的支持。

二、关键技术应用面临的挑战与路径

尽管智能化运维技术展现出广阔的应用前景，但在煤矿领域的实际落地仍面临诸多挑战。首先，不同厂商、不同类型的设备之间通信协议与数据标准不统一，形成了“数据孤岛”，严重制约了系统间的数据共享与协同工作。解决这一问题，需要行业层面加快推动统一的标准规范体系建设。其次，智能化系统的有效运行需要大量既懂煤矿工艺又掌握信息技术的复合型人才，而当前人才短缺问题十分突出。煤矿企业必须通过与高校合作、加强内部培训等方式，建立完善的人才培养机制。最后，智能化改造的前期投入较大，企业需要进行科学的投入产出效益分析，采用效益导向的项目管理模式，分步实施，确保技术改造的可持续性。

三、结语

综上所述，构建以多源数据感知、智能诊断预测及一体化管控平台为核心的智能化运维管理体系，是推动煤矿机电设备管理模式变革的必由之路。该体系的应用，不仅能够显著提升设备可靠性与运维效率，更能通过优化能源利用和减少非计划停机，为煤矿企业带来可观的经济效益与安全效益。展望未来，随着 5G、工业互联网、人工智能等新一代信息技术的深度融合与发展，煤矿机电设备的运维管理将向着更加自主化、协同化、智慧化的方向演进。这套关键技术体系的不断成熟与完善，必将为实现智慧矿山的全面建设，促进我国煤炭工业安全、高效、绿色的高质量发展贡献核心力量。

参考文献

[1]付延利,孔政,李国强.基于NFC技术的煤矿机电设备智能化管理系统[J].通信电源技术,2025,42(4):16-18