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煤矿机电设备的智能化建设

摘要：按照现代科技的发展趋势，煤炭的采掘与加工业必将由传统的劳力密
集型向高科技密集型转型。煤矿机械装备在煤矿生产、运输和加工过程中起到了
举足轻重的地位。为此，需要对矿井的机械、电气、电气等装备进行更新、改进，
并实现其智能化。对矿井机电设备的发展状况进行了讨论，并对矿井机电设备中
的各种先进技术进行了分析和介绍，为矿井机电设备的管理和智能化建设提供了

一种行之有效的方法。

关键字：电子机械；矿井；智慧型建筑；物联网；状况监视制度

前言

中国的煤炭资源对中国的经济发展起着举足轻重的作用，而中国的煤矿资源
开发也有着悠久的历史。以往的煤矿大多是以产出与利润为核心的劳动密集型企
业，其生产中往往忽略了员工的生命与健康，从而导致了环境与环境同时存在的
问题。伴随着中国信息化进程的加快，以及网络技术的不断完善，煤矿生产也随

之进入了一个新的阶段。

1智能监控系统的发展和构建

机电设备自动化的实现促进了中国煤矿生产规模的扩大和生产能力的提升，
使企业机电设备的操控步入信息化时代，煤炭工业的机械化程度不断提高，产
生了海量的煤炭工业生产过程。另外，由于各种仪器之间的信息是相互隔离的，
所以对仪器的使用也有一定的影响。传统的人工单通道的数据处理和传输方式，

已经无法再与现代化管理的要求相适应[1]。因此，要将企业用户的实际需要和数
据的多样性和高通量等特征相结合，构建一种集数据采集、转换、分布式存储、
挖掘和分析为一体的智能化管理平台，从而达到机电管理系统设备信息共享、数

据的高效利用，从而提升资源的利用率。
图1是一个以Hadoop为基础的智能大数据处理系统的开发平台。从图1可
以看出，这个平台一共有五个层次。该系统包括系统、硬件和人员三个主要组成
部分，是系统的基础，也是一切信息的源头；资料储存层面，利用架构式的设计
法，收集资料层面上的各种元素资讯，再储存到相应的伺服器，以便透过云进行
资料的二次解析；在平台层，可以对上一层的数据展开抽取和关联，通过使用机
器学习算法，构建出合适的清洗模型，从而可以对设备的运转状况展开快速的分
析和处理，从而掌握到设备的失效模式和特征，从而可以对设备的运转状况进行
实时的监测，并对出现的故障展开预警。应用层为满足公司的经营需要，提供设
备互联，优化操作，提高公司的运营效率；服务层可以被划分成三个方面，分别
是设备监测服务、大数据分析服务和企业运营优化服务，将前端的数据函数进行
了更深层次的集成和打包，并对其进行了个人化的设计，以便能够更好地适应具

体使用者的各种需要，从而达到对系统进行规范化管理的目的。

图1基于Hadoop的大数据智能化管理设计平台图

2物联网在设备状态监测系统中的开发与应用

矿山机械装备的应用对于提高矿山的采煤效率和生产效率起到了重要的推动
作用，但由于矿山机械装备的工作条件非常复杂，且矿山内灰尘较多，温度、湿
度变化较大，难以确保机械装备的安全高效运转。以往采用的手工拍摄、凭经验
判定等方法，很难对机电设备的故障做出预先的判定，所以，利用逐渐成熟的物
联网技术，对其进行通信感知与处理，构建一个以物联网为基础的矿井装备的状
况监控与预见性维修体系，能够对矿井装备的故障进行有效的判定，并对可能存

在的隐患做出精确的预报，从而保证矿井装备的安全高效运行。

物联网技术这一理念于2005年被人们提出来，也就是通过利用各种传感器、
数据采集设备，并通过有线和无线传输方式，来实现对象与网络的互联。目前，

随着我国煤炭行业的发展，物联网技术已成为一种趋势[2]。物联网技术除了在矿
山电力系统监测平台中进行了开发应用外，还应用于矿山人员搜救、煤炭物流管

理、井下有毒有害气体以及易燃易爆气体监测、环境监测等方面。

煤矿井下机电设备的监测与诊断系统，既能对生产设备展开监测，也能对井

下技术人员展开监测，它的具体内容有：a）安全监控模块。对生产设备进行实
时监控，可以更好地掌握井下作业过程。分别采集并形成具有煤矿二维地理视图
的传感节点，如果设备在操作过程中出现了意外状况，那么网络中的所有节点就
会立即切换到预警状态，并发出警报，提醒作业人员注意到设备出现的异常状况，
并利用系统服务器来查找发生了事故的确切地点，为及时处理问题争取了时间。

b)一个装置控制模块。在矿山的工作中，每一个机电设备的参数都是对其进行监
控和诊断的一个重要的数据源，假如井下的机电设备的软件和硬件出现了问题，
那么一方面要对监控网络中的节点信息进行修改，另一方面也要对矿山设备的生
产信息进行修改。该方法既可以有效地防止由于电源短缺而造成的生产计划延误，

又可以增加监测系统的可靠性。c)一个纪录校验模块。通过记录检验模块，不仅
可以对装置运行状况进