煤礦機電自動化技術發(fā)展及應用分析

賀文斌

摘要：隨著科學技術的發(fā)展，通過自動化技術改變當前傳統(tǒng)煤炭工業(yè)生產方式，既能大幅降低由于人為因素造成的安全事故風險，提高煤炭企業(yè)安全生產水平，又能高效益的提升生產效率，是當今煤炭企業(yè)發(fā)展的必然趨勢和必由之路?；诖耍疚闹饕接懨旱V機電自動化技術的發(fā)展和應用。

Abstract： With the development of science and technology， changing the current traditional coal industry production methods through automation technology can not only significantly reduce the risk of safety accidents caused by human factors， improve the safety production level of coal enterprises， but also improve production efficiency with high efficiency， and it is the inevitable trend and the only way for the development of today's coal enterprises. Based on this， this paper mainly discusses the development and application of coal mine electromechanical automation technology.

關鍵詞：自動化技術;煤礦機電;發(fā)展;應用

Key words： automation technology;coal mine electromechanical;development;application

中圖分類號：TD67? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）36-0245-02

0? 引言

本人從事工作的國能集團寧夏煤業(yè)棗泉煤礦是一家生產能力800萬噸/年，國有大型煤礦，在國家近年來大力提倡煤炭行業(yè)減人提效保安，大力推動煤礦自動化、信息化、智能化發(fā)展，提高煤礦本質安全水平的背景下，棗泉煤礦正在積極推進本礦的自動化建設。目前棗泉煤礦已實現井下水泵房自動化無人值守，同時按計劃逐步實現全礦井生產輔助系統(tǒng)自動化無人值守。結合本人所在煤礦自動化建設方面的經驗和技術，對當前煤礦機電自動化技術的發(fā)展和應用進行分析。

當前部分煤礦存在機電設備落后，更新和升級不及時的問題，不僅嚴重影響了煤礦的生產效率，更威脅到了煤礦作業(yè)人員的人身安全?；诖耍治雒旱V機電自動化技術發(fā)展及應用具有十分重要的現實意義，對于解決上述問題大有助益，于煤礦而言，經濟效益和安全效益實現雙贏。

1? 自動化內涵的概述

自動化作為一種更高效、更安全的作業(yè)方式，設備是其生產作業(yè)主體，它最大限度的避免了人工直接參與生產，在生產過程中加入信息通信技術，利用信息化控制整個流程和操作。其中自動化技術一般包括計算機和電子信息內容，而在現實應用中機械自動化技術和互聯網控制的作用也不可或缺。在機械制造領域中，自動化技術的應用由來已久，尤其是在西方發(fā)達國家，這次技術的應用已經十分成熟，并且隨著現代科學技術的不斷完善和進步，機械生產的自動化水平越來越高。在煤礦機電自動化技術領域，參與其中的自動化技術不止一種，包括電子信息管理技術、微電子傳感技術、PLC技術等，通過在煤礦機電自動化領域應用這些技術，相關煤礦企業(yè)的生產效率得到了大幅度提升[1]。由于我國煤礦機電自動化水平發(fā)展較晚，相關技術的成熟度也亟待提高，與西方發(fā)達國家相比還存在一定距離，正因為如此，研究先進的自動化技術，使其適應我國煤礦機電行業(yè)發(fā)展要求，才更為重要和迫切。

2? 自動化技術引進煤礦機電管理中的重要作用

在煤礦機電管理應用自動化技術具有兩項明顯優(yōu)勢，分別是提高生產效率和降低安全事故風險，具體分析如下：

2.1 提高生產效率

傳統(tǒng)的煤礦機電設備作業(yè)主要依靠的是人工操作，盡管在崗員工均經過了嚴格的培訓，但人為因素造成的操作失誤總是無法避免，不僅影響了設備運行的生產效率，也使得生產的質量受到不同程度的影響。并且若無法及時發(fā)現操作失誤，或無法就失誤做出及時的應對措施，還可能會影響到整個生產進程。而在煤礦機電管理中引入自動化技術之后，機械操作失誤的概率將大大降低，更為重要的是若生產要求發(fā)生變化，只需調節(jié)相關設備的數據參數即可，既提高了生產效率，也保證了產品質量[2]。

2.2 降低安全事故風險

由于煤礦行業(yè)的特殊性和危險性，一旦發(fā)生安全事故，其后果通常是慘烈的代價，這是各方均不愿看到的，必須加強安全防護。將自動化引入煤礦機電管理中，自動化控制流程中可以預估和評價風險，若發(fā)現存在安全風險，可對相關工作人員進行預警，及時排除危險因素，并且還能夠監(jiān)控設備的各項數據，防止危險突然發(fā)生，降低安全事故風險。

3? 自動化技術應用在煤礦機電管理工作中的難點

當前我國的煤炭生產行業(yè)的技術發(fā)展水平存在不均衡的問題，只有部分大型煤礦企業(yè)實現了完全的自動化生產，其余的多數煤礦企業(yè)截至目前并未完全實現自動化生產，關于將自動化技術引入到煤礦機電管理中的重要性上文已作出分析，但結合當前煤礦機電技術自動化發(fā)展現狀發(fā)現，仍然存在許多亟待解決的問題和難點，阻礙著煤礦機電自動化技術水平的提升，具體問題分析如下：

3.1 人員操作不當

煤礦機電技術自動化操作存在一定難度，需要在崗人員經過一定的技術培訓，但現實情況是很多煤礦企業(yè)的專業(yè)技術人才不夠，對于煤礦機電技術的操作不夠熟練，在這種情況下，經常面臨誤差的出現，再加上后續(xù)相關制度的不完善，安全事故風險越來越大，人員操作不當不僅會對煤礦的生產效率和質量造成不利影響，更可能威脅到煤礦作業(yè)人員的生命安全。

3.2 工程設計不合理

分析煤礦機電技術自動化應用效果時工程設計是必然要考慮的因素，工程設計包括多個環(huán)節(jié)，比如開采進度、費用預算及煤礦設備安裝等，工程設計是否科學合理直接關系到自動化技術的應用效果[3]。煤礦機電技術自動化若能夠真正的發(fā)揮作用，對于煤礦企業(yè)的助益是眾所周知的，但現實情況是很多煤礦企業(yè)存在工程設計不合理的情況，沒有依據自身的特點合理確定開采進度、費用預算等，導致整個生產過程失控，此現象在一些小型煤礦企業(yè)中尤為多見，不僅影響了開采活動的正常開展，更可能造成嚴重的安全事故。

3.3 配套管理制度不健全

自動化技術的應用是多種技術集合綜合作用的結果，涉及環(huán)節(jié)眾多，尤其是對于煤礦行業(yè)來說，相比其他行業(yè)更為復雜，要想實現煤礦機電技術自動化，必須建立完善的管理制度。然而，現實中很多企業(yè)的煤礦機電管理制度滯后，已無法適應當前社會對煤礦企業(yè)的期待和要求，如此久而久之煤礦機電技術自動化的實現將遙遙無期，無法促進其良性發(fā)展?；诖耍瑸榱藢崿F煤礦機電自動化，必須建立健全的配套管理制度，只有從制度層面加以約束，才能將自動化技術的價值最大化。

4? 自動化技術運用于煤礦機電設備管理的渠道

自動化技術運用于煤礦機電設備管理中已迫在眉睫，具體的運用渠道主要有三方面，分別是煤礦提升設備、煤礦采掘設備及煤礦監(jiān)控設備，具體分析如下：

4.1 自動化技術在煤礦提升設備中的應用

在煤礦開采和煤礦產品生產中提升設備都不可或缺，發(fā)揮著重要作用，主要用于運輸煤礦開采設備、運輸開采煤礦相關工作人員及運輸原煤等。在整個煤礦生產中幾乎每個環(huán)節(jié)都需要用到運輸提升設備，因此必須保證提升設備的安全可靠，提升設備的安全操作是煤炭安全生產的重要基礎。當前提升設備中應用自動化技術已經十分常見，對于保證煤炭生產的安全管理具有不可替代的重要作用。分析提升設備相關最先進的技術，PLC設備可全流程控制提升機，利用數字化技術監(jiān)管和支配設備控制[4]。與此同時，為了進一步提高管控的安全性，該技術采用了分步設計，也就是說由不同的控制器控制每個環(huán)節(jié)或步驟，安排一條總線貫穿其中，如此即使某個環(huán)節(jié)出現問題，也不會整個生產流程造成嚴重后果，實行綜合管理。

4.2 自動化技術在煤礦采掘設備中的應用

對于煤礦企業(yè)來說，開采是其獲取經濟效益的必要手段，對于煤炭生產來說，開采是核心環(huán)節(jié)，有研究數據表明，安全事故發(fā)生最多的環(huán)節(jié)就是開采環(huán)節(jié)，因為開采環(huán)節(jié)是最多變、最復雜的，需要用到的開采人員眾多，而瓦斯、水害等危險因素時刻在威脅開采人員的生命安全。開采環(huán)節(jié)的自動化設備程度越高，意味著人工的使用越少，客觀上對于降低了煤炭安全事故對人員的生命財產威脅[5]。目前國內智能采煤機的發(fā)展，可以實現采煤機視頻遠程干預截割和視頻煤巖識別，利用記憶截割+視頻遠程截割+視頻煤巖識別進行技術融合，推進智能采煤技術。

4.3 自動化技術在煤礦智能監(jiān)控設備中的應用

監(jiān)控環(huán)節(jié)對于煤炭開采具有重要意義，通過安裝煤礦智能監(jiān)控設備可有效提高煤炭開采的安全性，及時發(fā)現及解決煤炭開采中存在的不穩(wěn)定或者不安全隱患。因此，必須加強煤礦生產全過程的技術監(jiān)控。打造綜合自動化監(jiān)控平臺，全面覆蓋井下、地面生產的主要環(huán)節(jié)，實現各種生產、檢測信息集中化、設備操作遠程化、生產指揮信息化。在煤礦監(jiān)控設備中引入自動化控制，可實時評估整個工作流程中的安全威脅，如圖1所示，一旦通過設備發(fā)現瓦斯含量超標，威脅到人員安全及生產正常運行，可及時采取應對措施[6]。

5? 煤礦機電自動化技術發(fā)展前景

對于煤礦機電設備而言，自動化和智能化是其未來的大勢所趨，通過深入研究煤礦機電自動化，不僅能夠加快我國追趕發(fā)達國家的腳步，還對于提升煤炭資源開采率及降低煤炭生產安全事故發(fā)生率具有重要的現實意義。未來是信息化時代，微電子技術、信息技術等現代科技技術必將越來越成熟，相關產業(yè)的發(fā)展也會越來越完善，這些都為煤礦機電自動化的實現打下了堅實的基礎?，F階段部分煤礦企業(yè)在實際生產過程中引進遠程操作技術，該技術實現遠程操控及無人值守，煤礦職工無需進入煤礦監(jiān)測井下作業(yè)，可利用視頻技術觀察開采運輸流程，對煤礦生產具有重要意義。無線網絡視乎為煤礦機電設備智能化奠定基礎，監(jiān)控傳感器及沖擊低壓、火災等，保障井下作業(yè)人員的安全。

參考文獻：

[1]劉山峰.簡析煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新應用[J].南方農機，2019，50（19）：226，234.

[2]何彥軍.煤礦機電自動化集控技術的應用與發(fā)展[J].科技資訊，2019，17（23）：58，60.

[3]李浙.機電自動化技術在煤礦掘進工作面中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（14）：138-139.

[4]趙峰.淺析煤礦機電運輸系統(tǒng)自動化技術及其發(fā)展[J].中外企業(yè)家，2018（36）：138.

[5]張飛.煤礦供電系統(tǒng)自動化設計及實踐研究[J].價值工程，2016，35（19）：91-93.

[6]周飛龍.煤礦機電設備自動化技術的現狀及應用研究[J].工程技術研究，2018（15）：63-64.