淺談煤礦機械設備自動化技術應用

摘要：機械自動化是目前先進科學技術的核心和工業(yè)現代化的標志。由于煤炭行業(yè)具有自身的特殊性，煤炭是不可再生資源，每個煤礦的地質狀況等條件不盡相同，其開采工作是～-～統的工程。陽煤集團的煤礦機械設備在不斷提升產品性能和質量的同時，與自動化技術的結合越來越緊密。本文擬從以下幾個方面進行分析，淺析在礦初械行業(yè)內關于自動化技術的應用。

近年來，隨著國家對煤礦安全生產的重視不斷加強，傳統的粗放的煤礦生產模式已經舉步維艱。參考先進的經驗，現代化的煤礦生產模式具有經濟性、安全性、可靠性、操作人性化等特點，而煤礦機械設備的電氣自動化則是實現煤礦生產現代化的重要基礎，他提高了生產效率，減低了成本，減少了停機時間，增加了設備使用年限，并大大提高了生產安全性。

1.礦井運輸提升設備的電氣自動化

隨著經濟對煤炭資源的需求的大量增加，對井上、井下的提升和運輸系統的要求隨之增強。在陽煤這樣的大型煤礦，對較厚煤層的運輸已經普遍采用膠帶運輸的方式，與之配套的工況監(jiān)控系統的研發(fā)已經大幅度運用，在生產一線的應用也正在普及之中。得益于PLC技術的發(fā)展，綜合性的系統化保護也已經逐步取代了單一式的保護。已經有科研機構成功研制出膠帶機集中監(jiān)控系統和全數字直流調速設備，投入使用后總體表現良好，以后在使用中不斷改進可望取得顯著應用前景。

在科學技術水平高速發(fā)展的現在，與先進煤礦相比，陽煤的煤礦機械設備的信息化應用還處在一個比較低的水平，相關部門有必要扶植政策和提供技術支持來提高煤礦機械行業(yè)的信息化水平。同時，隨著社會的進步和產業(yè)升級的壓力，煤礦生產企業(yè)不得不提高設備的現代化水平以提高生產效率降低生產成本，這些都使得電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用越來越廣泛。

2.采煤設備的機械化

上世紀70年代，我國自主設計制造了第一套綜合性機械化采煤設備，標志著我國的煤礦綜合機械化水平有了本質的重大的飛躍。最近幾年來，大部分國家主流的煤礦采掘設備的發(fā)展展現出從液壓牽引發(fā)展到電牽引的趨勢，并取得了可觀的進步。與液壓牽引比較，電牽引有顯著優(yōu)勢[2]：①牽引性好，不僅在在采煤機前進時提供向前的牽引力，在采煤機下滑時可實施發(fā)電制動，提高電能利用率。②大傾角煤層的良好適用性，其設計制動力矩可達到電機轉矩的2倍，故電牽引采煤機最大適用煤層可達40°～50°傾角。③使用壽命長，可靠性高，其本身結構決定了其磨損較液壓牽引少，需要的維修保養(yǎng)較少。④靈敏性好，電控制系統可以迅速調制各項參數，使其始終處于最佳工作狀態(tài)。⑤能量轉換效率高，由于電能向機械能的轉換只經過一次，較液壓采煤機的二次轉換提高了電能利用效率。

計算機應用技術和傳感器技術的結合與進步，極大的提升了煤礦機械設備的電氣自動化控制水平，較傳統設備在可靠性、精確度以及生產效率上有了顯著提高。采掘面使用的工作面輸送機呈現出多樣化及重承載的方向發(fā)展，在部分先進煤礦已開始試用雙速電機，并用計算機技術對工況情況進行實時監(jiān)控。

在液壓支架的發(fā)展方面，由于高壓、大流量的供液系統以及依靠電子技術的電液控制，支架的移架速度已經達到7秒/架左右，這種高可靠性和大功率的一體化綜合采掘設備，大大提升了煤礦的開采效率。

于此同時，還應該看到，我國雖然是煤炭開采大國，但我國的采掘設備自動化水平并不先進。目前最大的裝機功率只有830千瓦，液壓牽引在500千瓦水平。與國外電牽引為主流相比，我國大多仍是液壓牽引，少數電牽引設備多為進口。液壓支架的自動化電液控制系統仍在研發(fā)，自動診斷故障的電子控制技術仍不成熟，總體來說，我國在煤礦礦機的機械自動化技術發(fā)展及應用方面仍有很大的發(fā)展空間。

3.安全監(jiān)控系統的機械化

煤礦生產的安全監(jiān)控系統和設備制造技術方面，雖然我國最初依靠從國外引進，但近年來自主研發(fā)方面也取得了很大的進步。推出的KJ4、KJ2、K190、AVI等，多采用DCS結構，在世界范圍內與發(fā)達國家相比已不分伯仲。

在我陽煤公司的很多正規(guī)煤礦企業(yè)已經安裝使用了安全監(jiān)控系統，多配備瓦斯遙測儀，紅外線自動噴霧裝置、斷電儀等，已經顯著提升了煤礦的安全水平。美中不足的是我國在傳感器的生產水平方面仍有待提高，目前的傳感器壽命不長、品種不多、靈敏度不高的缺陷仍存在，都在一定程度上降低了安全監(jiān)控系統的可靠性，這也是目前我國煤礦安全監(jiān)控系統推廣主要障礙。如這一問題得以解決，將來我國的煤礦安全狀況將明顯改善。

4.通風控制系統和排水控制系統

由于煤礦生產的作業(yè)環(huán)境非常惡劣，所以自動化通風系統的設計就顯得尤為重要，該系統應利用光纖傳輸，環(huán)形網絡以及多機備用等方式，確?？煽啃?。并要在功能設置上達到下列要求：半自動與全自動控制，現場可以手動控制，數據顯示和故障記憶功能，報警功能和一定的擴展功能。

我集團公司的煤礦機械設備自動化水平有了長足的進步，自動化技術已經應用到了煤礦生產的各個環(huán)節(jié)，但與發(fā)達地區(qū)相比，仍有不小的差距，要趕上世界先進水平，個人有幾點思考：①計算機是自動化技術的核心裝置，隨著技術的進步，其功能越來越強大，而體積越來越小，應盡可能選用高性能、高可靠性而體積小的計算機以適應煤礦的工作環(huán)境。②盡快提高我國電氣自動化設備的標準化、通用化和系列化的程度，避免資源的無謂浪費。

總之，煤礦設備的機械自動化，曾經極大的提升了煤礦企業(yè)的生產效率和安全程度，是煤礦企業(yè)向信息化、現代化發(fā)展的方向。我們要加強煤礦機械與計算機技術的結合，繼續(xù)提高煤礦設備的自動化水平，不斷趕超世界先進水平，我國的煤礦開采工業(yè)才能步入先進國家行列。

參考文獻：

[1]譚得?。何覈旱V自動化現狀及發(fā)展趨勢[J]：中國礦業(yè)大學：2010.09，P1213

[2]張剛，孫亞軍.國內外煤礦綜合自動化系統網絡平臺比較分析[J].山東煤炭科技，2009（6）：112～114.

[3]張念超.我國煤礦機電一體化技術的發(fā)展現狀淺析[J].學術探討2008，8

作者簡介：葛曉峰（1984.3.3）男，漢族，山西陽泉，2007年畢業(yè)于山西農業(yè)大學，專業(yè)：機械設計制造及其自動化，本人自2010至今從事煤礦機電設備安裝工程工作。