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王永存¹?馬治欽²

（1.河南龍宇能源股份有限公司車集煤礦，河南商丘  476600；2.濮陽綠宇新材料科技股份有限公司，河南濮陽  457004）

摘?要：隨著科技的不斷發展，煤礦行業也在不斷追求技術創新和效率提升。目前，煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統已經取得了一定成效。基于此，本文開展煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的研究與實踐，旨在通過應用先進的信息技術和自動化設備，對煤礦機電設備進行監控、調度和優化管理，以提高生產效率、降低能源消耗，并減少對環境的影響。

關鍵詞：煤礦智能化；機電設備能耗優化管理；研究實踐

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2024）15-0012-02

 

1煤礦智能化技術能耗優化管理系統研究

1.1智能化技術的發展歷程

煤礦智能化技術的發展歷程是一個逐步演進的過程。最初，煤礦生產主要依賴人工勞動，工人們在礦井中進行各種作業，這種方式存在較大的安全隱患，生產效率不高。煤礦機電設備在煤礦開采過程中發出的噪音可能會對環境造成不利影響，隨著信息技術和人工智能的飛速發展，以及環境背景噪聲的有效控制，煤礦智能化技術得到了進一步推廣和應用。智能監測系統可以實時監測礦井內各種參數，提前預警可能出現的安全隱患；智能調度系統可以優化礦井內各種設備和人員的調度，提高生產效率和資源利用率；智能裝備如智能采煤機器人等可以代替人工進行危險作業，降低工人的勞動強度和提高了安全性。煤礦智能化技術的發展歷程是從依賴人力到自動化再到智能化的演進過程，不斷引入先進技術和理念，提高了煤礦生產的效率和安全性^[1]。

1.2智能化技術在煤礦行業的應用現狀

智能化技術在煤礦行業的應用現狀是一個備受關注的話題。隨著科技的不斷發展，智能化技術在煤礦行業中扮演著越來越重要的角色，這些技術包括自動化設備、無人機、傳感器技術、人工智能和大數據分析等。首先，自動化設備在煤礦中的應用日益普及，可以提高生產效率和安全性，例如，自動化采煤機械能夠減少人工作業，降低事故風險。其次，無人機技術被廣泛運用于煤礦巡檢和安全監測，可以實現全面、高效的礦區監控，傳感器技術的應用使得煤礦能夠實時監測地質構造和瓦斯濃度等關鍵參數，有助于預防事故發生。此外，人工智能和大數據分析在煤礦行業中也發揮著重要作用。通過分析大量數據，企業可以優化生產計劃、提高資源利用效率，并預測設備故障，從而減少停機時間。智能化技術的應用不僅提升了煤礦生產效率，還改善了工作環境和安全條件^[2]。

1.3能耗管理系統的定義和作用

能耗管理系統是一種用于監控、分析和優化能源消耗的系統，其主要作用是幫助組織有效管理和控制能源使用，以降低能源成本、提高能源利用效率，同時減少對環境的影響。能耗管理系統通常包括數據采集、監測、分析和報告功能，通過實時監測能源消耗數據，系統可以幫助用戶了解能源使用情況，識別能源浪費和潛在的節能機會；通過定期生成能源消耗報告，系統可以幫助用戶跟蹤能源消耗趨勢，評估節能措施的有效性，并及時調整管理策略。能耗管理系統是一種重要的工具，可以幫助企業全面管理和優化能源消耗，實現節能減排、降低成本、提高效率的目標，通過有效利用能耗管理系統，企業可以在實現可持續發展的同時獲得經濟和環境效益^[3]。

1.4相關技術和方法綜述

能耗管理系統需要準確、實時采集能源消耗數據。常用的數據采集技術包括傳感器技術、智能電表、數據采集設備等，這些技術可以幫助系統獲取各種能源消耗數據，為后續分析和優化提供基礎。數據分析是能耗管理系統的核心，通過數據分析，系統可以識別能源消耗模式、發現潛在的節能機會。常用的數據分析方法包括統計分析、機器學習、數據挖掘等，這些方法可以幫助系統從海量數據中提取有用信息，為節能決策提供支持。智能控制技術在能耗管理系統中扮演著重要角色。通過智能控制技術，系統可以實現能源消耗的動態調整和優化。例如，智能控制系統可以根據實時能源需求和成本情況，調整設備運行模式，實現能源消耗的最優化。能源監測與診斷技術可以幫助系統實時監測能源消耗情況，并及時發現異常。通過能源監測與診斷技術，系統可以提前預警能源浪費或設備故障，采取相應措施，避免能源損失。能耗管理系統涉及多種技術和方法，包括數據采集、數據分析、智能控制和能源監測與診斷等。這些技術和方法的綜合應用可以幫助企業有效管理和優化能源消耗，實現節能減排目標^[4]。

2煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統設計

2.1系統架構設計

系統的數據采集層是系統的基礎，用于實時采集各種機電設備的能耗數據，這包括傳感器、智能電表等設備，用于實時監測設備的能耗情況，并將數據傳輸至系統的數據處理層。數據處理與分析層是系統的核心部分，用于對采集到的能耗數據進行處理、分析和挖掘，通過智能控制技術，系統可以實現設備的智能化管理，提高能源利用效率。用戶界面層是系統與用戶交互的接口，提供直觀的操作界面和數據展示功能，用戶可以通過用戶界面查看能耗數據、分析報告，設定節能目標，監控節能效果等。安全與穩定性層是系統的基礎保障，用于確保系統的安全運行和數據的穩定性，這一層包括數據備份、故障恢復、權限管理等功能，保障系統的可靠性和穩定性。煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的系統架構設計應包括數據采集層、數據處理與分析層、智能控制層、用戶界面層和安全與穩定性層，以實現能源消耗的有效管理和優化^[5]。

2.2功能模塊設計

煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的功能模塊設計是系統實現各項任務的關鍵。該模塊負責實時采集各種機電設備的能耗數據，包括電力消耗、設備運行狀態等信息。該模塊與傳感器、智能電表等設備進行數據通信，確保數據的準確性和及時性。該模塊應用數據分析技術，生成能耗報告、能源消耗趨勢分析等，為節能決策提供支持，根據數據分析結果實現對機電設備能耗的動態調整和優化。該模塊可以實現設備的智能化管理，包括能源消耗的優化調整、設備運行模式的智能控制等功能，根據數據分析結果提出節能優化方案，為煤礦提供節能建議和措施。該模塊可以根據實際情況制訂節能計劃、設定節能目標，并監測和評估節能效果，通過實時監測能耗數據，發現能源浪費或異常情況時及時報警。該模塊可以設定報警閾值，幫助及時發現和解決能源消耗異常問題。該模塊提供直觀的操作界面和數據展示，用戶可以通過該模塊查看能耗數據、分析報告，設定節能目標等。用戶界面模塊友好，方便用戶操作和管理系統。煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的功能模塊設計包括數據采集、數據處理與分析、智能控制、節能優化、報警與預警、用戶界面等模塊，以實現能源消耗的有效管理和優化^[6]。

2.3數據采集與分析

在煤礦智能化機電設備能耗優化中，數據采集與分析是至關重要的一環。數據采集階段涉及使用各種傳感器和監測設備來獲取設備運行狀態、能耗數據等信息，這些數據包括設備的運行時間、電能消耗、溫度、濕度等多種參數。通過有效的數據采集，可以實現對設備能耗情況的全面監測。數據采集后，接下來是數據分析階段。在煤礦生產和管理環境中，數據分析可以采用多種方法，如統計分析、數據挖掘和機器學習等技術。通過對采集到的數據進行深入分析，可以發現設備運行中存在的問題、能耗高峰時段以及潛在的節能機會，這些分析結果將為能耗優化提供重要的參考和支持。在設計煤礦智能化機電設備能耗優化系統時，需要綜合考慮數據采集與分析方法的選擇。確保數據的準確性、完整性和安全性也是設計過程中需要重視的內容，通過科學的數據采集與分析，煤礦可以實現對能耗情況的精準監測和優化管理。通過實踐應用煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統，可以有效提升煤礦的生產效率，降低能源消耗，減少生產成本，同時也有利于減少對環境的影響^[7]。

3結語

開展煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的研究與實踐，旨在通過應用先進的信息技術和自動化設備，對煤礦機電設備進行監控、調度和優化管理，以提高生產效率、降低能源消耗，并減少對環境的影響。總的來說，煤礦智能化機電設備能耗優化管理系統的研究與實踐有利于實現煤礦生產的智能化、高效化和節能減排，為煤礦行業的可持續發展提供技術支持和保障。

 

參考文獻

[1] 曹鵬,朱燁,李千順.礦山機械智能化的應用及發展趨勢[J].世界有色金屬,2019(22):18-20.

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[3] 武曉鳴,薛世潤.礦山企業電能智能化管理方案分析[J].現代礦業,2019,35(7):26-28.

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[6] 趙康.煤礦機電一體化技術在煤礦機械中的應用研究[J].機械管理開發，2021,36(1):255-256.

[7] 弓仲標.煤礦機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].內蒙古煤炭經濟,2021(1):134-135.

 

作者簡介：王永存（1976—），男，河南永城人，工程師，研究方向：礦井機電管理。

 

Research and Practice of Energy Consumption Optimization Management System for Intelligent Mechanical and Electrical Equipment in Coal Mine

WANG Yongcun¹,MA Zhiqin² 

(1.Cheji Coal Mine, Henan Longyu Energy Co., Ltd., Shangqiu  Henan  476600;

2. Puyang Lvyu New Material Technology Co., Ltd., Puyang  Henan  457004)

Abstract:With the continuous development of science and technology, the coal industry is also constantly pursuing technological innovation and efficiency. At present, the coal mine intelligent mechanical and electrical equipment energy consumption optimization management system has made some achievements. Based on this, this article conducts research and practice on an intelligent energy consumption optimization management system for coal mine electromechanical equipment, aiming to monitor, schedule, and optimize the management of coal mine electromechanical equipment through the application of advanced information technology and automation equipment, in order to improve production efficiency, reduce energy consumption, and minimize environmental impact.

Key words:intelligent coal mine;mechanical and electrical equipment energy consumption optimization management;research practice