煤矿机电运输系统智能化技术探究

0 引言

煤炭长期作为我国基础能源，在经济发展里贡献突出。煤矿生产流程繁杂，机电运输系统贯穿煤炭开采、运输、提升等环节，是保障煤矿高效、安全运转的关键。传统机电运输系统依赖人力，效率低、安全风险高，难以契合现代煤矿大规模、高效率生产需求。随着信息技术、自动化技术迅猛发展，智能化技术融入煤矿机电运输系统，为行业带来革新契机。智能化机电运输系统借助先进技术实现设备自动控制、智能调度、故障预警，能大幅提升运输效率，降低人力成本与安全风险，推动煤矿产业向安全、高效、绿色方向迈进。

1 煤矿机电运输系统智能化的重要性

1.1 提升生产效率

智能化机电运输系统可依据煤流实时状况、设备运行状态，运用智能算法自动调节运输设备运行参数，如带式输送机速度、提升机提升频率等，让设备在最佳工况运行，减少空载、轻载时间，提升运输效率。系统能对运输任务智能调度，合理规划运输路线，避免设备冲突与等待，进一步提升整体生产效率。

1.2 增强安全性能

传统机电运输系统因人为操作失误、设备故障等因素，易引发安全事故。智能化系统搭载各类传感器，实时监测设备运行参数与运输环境，如温度、振动、烟雾等。一旦出现异常，系统即刻预警并自动采取停机、制动等措施，预防事故发生。人员接近预警、防疲劳驾驶预警等辅助安全技术的应用，可有效降低因人为因素导致的安全风险，保障工作人员生命安全与煤矿财产安全。

1.3 降低人力成本

智能化机电运输系统实现设备自动化运行与远程监控，减少现场操作人员数量。以往需多人值守的岗位，如今通过远程监控中心，少量工作人员即可对整个运输系统集中管控，降低人力成本，缓解煤矿行业招工难问题，减少人为因素对生产的干扰，提升生产稳定性。

2 煤矿机电运输系统智能化架构及关键技术

2.1 系统架构

煤矿机电运输系统智能化架构通常涵盖感知层、传输层、决策层与执行层。感知层由各类传感器组成，如煤量传感器、速度传感器、温度传感器、位置传感器等，负责采集设备运行状态、运输环境、煤流信息等数据。传输层利用工业以太网、5G、Wi-Fi 等通信技术，将感知层数据高速、稳定传输至决策层，同时把决策层控制指令下达给执行层。决策层借助数据处理、分析与智能算法，对采集数据深度挖掘，做出运输调度、设备控制、故障诊断等决策。执行层依据决策层指令，控制运输设备运行，如带式输送机驱动装置、提升机提升机构、机车牵引系统等。

2.2 关键技术

关键技术是煤矿机电运输系统智能化的核心支撑，主要包括四类。高精度、高可靠性的传感器至关重要，如煤量传感器为智能调速提供数据，温度传感器监测设备温度防过热，振动传感器可及时发现故障隐患。通信技术是智能化基础，工业以太网凭借高带宽、低延迟适用于固定设备传输，5G 技术则以大带宽、低时延、广连接特性满足无轨胶轮车等移动设备实时通信需求，支持远程控制与高清视频传输。自动控制技术实现设备自动化运行，带式输送机变频调速节能高效，提升机自动化控制保障安全，机车自动驾驶减少人为失误。智能决策技术作为核心，借助大数据分析、人工智能等处理数据，建立各类模型，实现故障预测与调度优化，提升系统效率与可靠性。

3 煤矿机电运输系统智能化面临的挑战

3.1 技术层面

技术层面存在两方面问题。一是设备可靠性与稳定性待提升，煤矿井下高湿度、高粉尘、强电磁干扰的恶劣环境，对设备构成严峻考验，部分智能化设备易出故障，且不同厂家设备通信协议和接口不统一，导致系统集成难，兼容性与扩展性降低。二是智能化技术成熟度不足，现有方案成本高、精度低、适应性差；智能决策技术在复杂场景中，模型准确性、可靠性及数据质量、算法适应性等均有待提升。

3.2 人员层面

人员层面面临两大问题。一是专业人才短缺，智能化需懂煤矿知识且掌握信息技术、自动化技术的复合型人才，当前行业此类人才匮乏，现有人员知识结构难以适应需求，制约系统建设与运维。二是员工接受度与培训难度大，智能化转型改变工作模式，部分员工接受慢且有抵触情绪，培训内容多、难度大，加之员工文化水平参差不齐，影响智能化推广。

3.3 管理层面

管理层面存在两方面问题。一是管理理念与模式滞后，部分煤矿企业理念传统，对智能化建设重视和投入不足，现有管理流程与制度在数据共享、协同工作等方面有缺陷，难适应精细化、信息化管理需求。二是安全管理压力大，智能化系统引入使安全管理更复杂，网络安全风险凸显，设备自动化程度提高也对故障应急和人员防护提出更高要求，传统体系需完善升级。

4 煤矿机电运输系统智能化发展建议

4.1 加强技术研发与创新

加强技术研发与创新需从两方面着手。一方面要提高设备可靠性与稳定性，加大适应井下恶劣环境的设备研发投入，提升其防护等级与抗干扰能力，同时制定统一通信协议和数据接口标准，促进设备互联互通与系统集成，鼓励企业与科研机构联合攻关关键技术。另一方面要推进智能化技术创新与应用，针对井下特殊环境研发专用技术，如高精度定位、可靠通信、智能感知等，加快新技术试点示范与推广，开展产学研项目以提升企业创新能力。

4.2 强化人才培养与引进

强化人才培养与引进需内外协同。内部培养方面，煤矿企业应构建完善培训体系，定期组织员工参与智能化技术培训，邀请专家授课并开展技术交流，提升专业技能；同时鼓励员工自主学习，对成效突出者给予奖励，营造良好学习氛围。外部引进方面，企业需制定优惠政策，吸引高校相关专业毕业生及行业优秀人才；与高校建立联合培养机制，提前锁定优秀人才，为智能化发展储备力量，以解决复合型人才短缺问题，支撑系统高效运维。

4.3 优化管理模式与安全保障

优化管理模式与安全保障需双管齐下。管理模式上，煤矿企业管理层要转变观念，重视智能化建设并加大投入，引入数字化、精益管理等先进理念，优化流程以提升效率；同时建立智能化管理平台，实现生产数据实时采集、分析与决策，增强管理的科学性和精准性。安全保障方面，需构建涵盖网络、设备、人员的全方位体系，加强网络安全防护，定期评估修复漏洞；完善设备巡检维护制度与应急预案并演练；强化人员安全培训，提升安全意识与应急能力，确保智能化系统安全稳定运行。

5 结论

煤矿机电运输系统智能化是行业发展必然趋势，对提升生产效率、增强安全性能、降低人力成本意义重大。尽管当前面临技术、人员、管理等多方面挑战，但随着技术不断进步、人才培养加强、管理模式优化，这些问题将逐步解决。未来，应持续加大研发投入，推动智能化技术创新与应用，加强人才队伍建设，完善管理与安全保障体系，助力煤矿机电运输系统智能化水平提升，实现煤矿产业高质量、可持续发展，为国家能源安全稳定供应提供坚实保障。

参考文献

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[2] 顾晨晨，郑茂举，陈振.基于智能技术 ].设备管理与维修，2021，（20）：105-107.