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摘要：井下機電設備安全運行直接關系到井下作業(yè)人員人身以及財產(chǎn)安全，因此需要采用更為科學的方法對井下機電設備狀態(tài)進行實時檢測。分析煤礦企業(yè)機電設備傳統(tǒng)檢測技術存在的不足，提出具體的具體解決方案，并且探討煤礦機電設備無線檢測技術的實際應用。通過應用無線檢測技術，能夠確保機電設備的維護、監(jiān)督問題以及狀態(tài)檢測問題均得以有效解決，對保障機電設備安全、穩(wěn)定運行意義重大。

關鍵詞：煤礦；機電設備；無線檢測

0前言

在經(jīng)濟不斷的發(fā)展過程中，離不開煤炭資源的支持，而在煤炭資源開采過程中，借助于各種先進的機電設備，能夠顯著降低作業(yè)人員工作強度，確保煤礦開采作業(yè)能夠實現(xiàn)自動化以及智能化的目標，從而進一步提升煤炭資源開采效率[1]。不過，在煤炭資源的開采過程中，由于所應用到的機電設備數(shù)量不斷增加，導致機電設備在實際維護以及檢修過程中不可避免存在管理不到位的問題，而且在煤礦機電設備運行時，也不可避免會發(fā)生設備零件磨損以及失效問題，給煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)埋下隱患。通過不同的識別技術對煤礦機電設備的實時運行狀態(tài)加以檢測以及對機電設備的故障進行有效識別，是目前相對先進的機電設備維護與檢測方式。針對一些檢測數(shù)據(jù)進行進一步的分析，可對機電設備故障問題進行提前預警，避免出現(xiàn)突發(fā)性的安全事故。而通過利用RFID射頻技術以及無線網(wǎng)絡通信技術，能夠對煤礦機電設備運行過程中的實時狀態(tài)加以記錄，同時還可以對機電設備的維護工作開展全面監(jiān)督，還能夠利用無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)機電設備維護數(shù)據(jù)的無線實時上傳，對機電設備維護任務進行實時的推送處理，從而更好地保障機電設備能夠安全、可靠運行。

1煤礦企業(yè)機電設備傳統(tǒng)檢測技術

現(xiàn)階段，在對煤礦井下機電設備進行檢測過程中，所使用到的相關檢測技術和系統(tǒng)非常多。不過，大部分檢測技術實際檢測范圍相對不大，而且整個檢測系統(tǒng)相對而言不夠開放，不同檢測技術以及系統(tǒng)之間存在非常突出的異構性特征，無法確保在實際檢測過程中可以達到信息實時共享的目標，要想實現(xiàn)協(xié)同操作便更為困難。尤其是進行信息的輸送過程中，由于煤礦井下所涉及的設備數(shù)量以及種類等均相對多，很多機電設備的檢測信息均是借助于模擬設備完成傳輸工作，此種方式下不僅或導致井下現(xiàn)場布線工作變得非常困難，而且在實際運行過程中，要求所投入的維護成本也相對高[2]。同時，借助于有線網(wǎng)絡進行檢測信息輸送工作，因為會受到井下作業(yè)環(huán)境影響，并且井下機電設備數(shù)量較多，作業(yè)人員較為復雜，導致了采用有線傳輸?shù)姆绞绞艿綐O大限制，其安全性也變得較差。另外，由于采用有線信息傳輸?shù)姆绞?，使得整個信息輸送過程較長，若一旦出現(xiàn)突發(fā)性機電設備事故，則極易延誤最佳搶救時機。

2具體解決方案

在煤炭開采過程中，所應用到的主要機電設備包含有運輸設備、掘進設備、提升設備以及通風和排水設備等等。上述機電設備依照其運行過程中自身位置是否發(fā)生改變，能夠進一步劃分成靜止類設備以及運動類設備。之前在對煤礦設備檢測過程中，針對煤礦開采中移動設備檢測工作往往做得不到位，但是對于煤礦開采過程中移動機電設備進行檢測卻是現(xiàn)階段煤礦開采中非常關鍵的一項工作[3]。現(xiàn)階段，借助于自動化平臺可以把煤礦機電設備檢測相關數(shù)據(jù)信息均集中于特定的平臺上，能夠達到對機電設備網(wǎng)絡化監(jiān)控的目標，卻未能實現(xiàn)不同機電設備檢測數(shù)據(jù)的實時共享。而借助于無線檢測技術，能夠進一步提升信息集成度，可以更好地滿足煤炭動態(tài)開采過程相關要求，有效地對煤礦機電設備實時運行狀態(tài)加以檢測與監(jiān)督，為機電設備的安全可靠運行提供保障。

3煤礦機電設備無線檢測技術的實際應用

3.1無線檢測系統(tǒng)的結構設計

依照物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自身所擁有的3層結構，同時結合煤礦機電設備自身所擁有的特征，在此對物聯(lián)網(wǎng)結構進一步加以優(yōu)化，制定基于無線檢測技術的煤礦機電設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)的4層網(wǎng)絡結構。

3.2感知層結構

此層結構屬于最底層的結構，其中包含有WIFI智能終端設備、RFID射頻設備、各種傳感裝置以及相應的移動通訊裝置等。為了能夠更好地對井下各個機電設備實際運行狀況進行檢測，要求此層結構中的基礎設備應當達到一定的智能化要求。在所構建的無線檢測系統(tǒng)中，實際組網(wǎng)的過程利用無線傳感網(wǎng)絡，在系統(tǒng)設置無線傳輸功能模塊之后，即能夠有效提升各個節(jié)點位置的靈活性[4]。針對井下機電設備，借助于WIFI智能終端設備以及RFID射頻設備等確保能夠實時對設備運行狀態(tài)進行檢測。

3.3網(wǎng)絡層結構

在所構建的無線檢測系統(tǒng)中，該層結構除了包含所有設置的無線網(wǎng)絡之外，同時也包含有互聯(lián)網(wǎng)以及局域網(wǎng)。由于井下作業(yè)環(huán)境相對較為復雜，同時涉及的機電設備數(shù)量也相對多，存在相對較大干擾性。所以，在井下信息的通信過程中，對于網(wǎng)絡要求相對高?？梢砸勒詹煌瑱C電設備位置將其劃分成為兩種不同類型，即靜止類型(已知節(jié)點)以及運動類型(未知節(jié)點)。唯有確保能夠把對靜止類機電設備以及運動類機電設備檢測工作更好融合，使之形成完整的檢測網(wǎng)絡，確保檢測信息能夠更加及時、高速地傳輸，才能夠確保對井下機電設備運行狀態(tài)的全面檢測以及感知。因為RFID射頻技術僅僅可以針對一些距離相對較短的信號進行輸送以及接收工作，同時其信息輸送的速率相對較低，在該系統(tǒng)中主要將其應用在一些固定機電設備和一些近距離通信過程中。相對而言WIFI智能終端設備其所擁有的信息輸送能力性對強，同時也能夠應用到長度相對較大的巷道通訊中，尤其是針對井下移動設備以及一些遠距離設備而言，WIFI智能終端設備在進行狀態(tài)檢測過程中更為適宜。在所建立的無線檢測系統(tǒng)中，根據(jù)不同設備的分類情況，將兩者均應用于機電設備狀態(tài)檢測過程中，確保井下無線網(wǎng)絡實現(xiàn)全方位覆蓋[5]。

3.4業(yè)務邏輯層結構

在該層結構之中，主要是相應感知層所收集到的各種機電設備運行參數(shù)以及信息，并且對感知層所發(fā)出的各種命令請求，從相應數(shù)據(jù)庫中調取數(shù)據(jù)信息開展處理工作，同時將所收集信息進行分析。在設計的無線檢測系統(tǒng)中，目前主要是針對井下各種機電設備進行管理，在今后的應用過程中，還可以進一步拓展，將井下人員軌跡、井下車輛信息以及井下溫度顯示等等各種信息管理功能均融合進來，確保能夠實現(xiàn)井下無線檢測的集成化與系統(tǒng)化[6]。

3.5數(shù)據(jù)庫層結構

在該層結構中，涉及有各個種類的數(shù)據(jù)信息庫，同時也是無線檢測系統(tǒng)中輸出與顯示數(shù)據(jù)的來源。通過此層所包含的各個數(shù)據(jù)庫，能夠確保所收集到的各種設備檢測信息可以更好實現(xiàn)共享目標，同時也可以進一步針對不同數(shù)據(jù)加以比對，對機電設備未來的實際運行狀態(tài)進行進一步的準確預測。

4井下機電設備無線檢測中無線覆蓋方案

4.1硬件設備

（1）設置有服務器設備，該設備主要的功能是針對無線檢測系統(tǒng)進行開發(fā)以及部署，同時也承擔無線檢測系統(tǒng)的管理工作。（2）設置有數(shù)據(jù)庫服務器設備，該設備主要功能是針對所檢測到的各種機電設備信息加以儲存，確保對信息的實時查詢擁有可靠的且準確的數(shù)據(jù)源。（3）設置RFID以及WIFI定位服務器設備，其是對各個機電設備中無線終端所檢測到的機電設備運行狀態(tài)信息進行收集，同時也完成信息的傳輸工作。（4）設置UPS電源，并且要求所配置電源應當擁有特定的后備時間，避免突然斷電時無線檢測系統(tǒng)無法運行以及數(shù)據(jù)丟失的問題發(fā)生[7]。（5）設置地面工作站，主要是針對井下無線檢測系統(tǒng)所檢測到的各種數(shù)據(jù)信息進一步分析與監(jiān)控，確保井下機電設備能夠正常運行。

4.2無線覆蓋方案

在煤礦的井下作業(yè)面以及巷道之中設置有WIFI基站，同時還設置有RFID基站，所設置的WIFI基站能夠支持WIFI終端設備，不僅可以全面對安裝有WIFI終端設備的機電設備進行檢測，同時也能夠確保井下作業(yè)人員以及管理人員的手持WIFI終端設備能夠接入至網(wǎng)絡中。RFID基站其所擁有的功能是針對巷道中一些位置相對固定的機電設備和距離相對較近的機電設備加以檢測，兩者之間相互配合，從而形成對井下各個作業(yè)面全面覆蓋的無線檢測網(wǎng)絡，然后將所有檢測到的機電設備信息均匯總于無線根基站，再利用有線資源將信息輸送至地面工作站中。這樣便能夠確保井下機電設備檢測不再受到有線網(wǎng)絡輸送線路的制約，有效彌補煤礦井下網(wǎng)絡布線所存在的不足[8]。例如，在對主副井提升機電設備進行無線檢測過程中，在其上設置特定標簽，并且安裝上無線傳感裝置，借助于對標簽信息的接收，依照系統(tǒng)所設定的算法，可以對提升機電設備實時運行情況加以檢測，例如檢測提升設備運行速率以及鋼絲繩的損耗情況等，具體狀態(tài)檢測流程圖如圖2所示。

5結語

煤礦機電設備無線檢測技術的應用，能夠確保在煤礦生產(chǎn)過程中對機電設備運行狀態(tài)實時、全方位的檢測，使得機電設備管理工作能夠得以強化，而且可以針對井下作業(yè)人員的操作情況加以有效監(jiān)督。對井下機電設備所出現(xiàn)的故障問題能夠實現(xiàn)實時的反饋，確保管理人員可以及時地制定決策，從而使得機電設備的維護以及安全事故處理工作能夠爭取到更多的寶貴時間。

參考文獻：

［1］范紅斌.煤礦井下機電設備狀態(tài)監(jiān)測技術分析［J］.煤炭科技，2017（2）：89-91.

［2］余東校，趙曉柯.基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井機電設備狀態(tài)監(jiān)測技術研究［J］.建筑工程技術與設計，2015，（29）：115.

［3］張洺棋.機電設備維護無線檢測系統(tǒng)研究［D］.太原：太原理工大學，2015.

［4］陳勇.煤礦機電設備技術故障及解決策略［J］.科學技術創(chuàng)新，2018（8）：191-192.

［5］李江濤.基于模糊數(shù)學理論的煤礦機電設備故障診斷分析［J］.煤礦機械，2017（7）：130-132.

［6］雷永臻，朱倍佐，陳永康，等.基于無線Mesh網(wǎng)絡的智能車位檢測系統(tǒng)設計［J］.儀器儀表用戶，2018，25（05）：36-40.

［7］曹永剛.無線智能工具管理系統(tǒng)設計［J］.常州信息職業(yè)技術學院學報，2018，17（01）：21-23.

［8］李合菊，宋文敏，胡尊廣.基于蟻群算法的煤礦檢測無線傳感網(wǎng)絡負載平衡路由優(yōu)化策略研究［J］.煤炭技術，2013，32（12）：196-197.

作者:郭強 單位:山西焦煤集團有限責任公司東曲煤礦