煤礦機電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應用研究

馮亞飛

摘要：隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，自動化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應用。煤礦機電自動化技術(shù)的應用不僅大幅度提高了煤礦的生產(chǎn)效率，還提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。簡要闡述了煤礦機電自動化技術(shù)的優(yōu)勢，探討了機電自動化設備管理的難點，并介紹了自動化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用情況，以期為煤礦現(xiàn)代化發(fā)展提供一定的參考。

關鍵詞：煤礦機電;自動化技術(shù);創(chuàng)新應用

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國煤礦開采的技術(shù)也在逐漸的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的人力開采已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展的需求，由傳統(tǒng)的人力開采逐漸轉(zhuǎn)化為機電自動化開采，機電自動化開采不僅可以提高開采的效率，而且還可以提高開采的質(zhì)量，減少了煤礦開采事故的發(fā)生率。正如大家所知道的，為了保證礦井的安全發(fā)展，必須要對煤礦機電自動化技術(shù)進行創(chuàng)新，這樣煤礦才能更好地發(fā)展。

1 煤礦機電自動化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 提高煤礦生產(chǎn)效率

在煤礦生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的機電設備在作業(yè)時需要人工操作，這就要求員工具有較高的操作水平和豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。但是，人總會誤判一些情況而導致操作失誤，這不僅會影響生產(chǎn)效率，還存在一定的安全隱患。如果在生產(chǎn)中不能及時糾正操作失誤，就可能發(fā)生一些預料不到的后果。最主要的是人存在生理極限，每隔一段時間都要換人來操作機器，這導致機械設備不能以最佳狀態(tài)運行。而在煤礦機電設備中引入自動化技術(shù)后，人對機電設備的干預程度降低，設備運行的效率更高。更為重要的是，可以將人從這種重復勞動中解放出來，使工人有更多時間投入到生產(chǎn)中。在設備運行時，工人只需要調(diào)節(jié)少數(shù)幾個參數(shù)就可以控制設備的高效運行。

1.2 降低安全事故風險

煤礦行業(yè)本身就是一種高危行業(yè)，經(jīng)常會發(fā)生各種安全事故，造成重大的人員傷亡，這是煤礦企業(yè)不想看到的。在發(fā)展了煤礦機電自動化技術(shù)后，工人從事一些危險開采活動的頻率大大降低，從本質(zhì)上減少了煤礦事故造成的人員傷亡。更為重要的是，自動化技術(shù)還能監(jiān)測開采過程中存在的一些風險，在事故未發(fā)生之前就能發(fā)出警報。采用這種方式，大大降低了安全事故發(fā)生的概率。自動化技術(shù)的優(yōu)勢是能根據(jù)過去的一些規(guī)律，對現(xiàn)在或未來出現(xiàn)的異常進行預防，將安全事故扼殺在萌芽中，防范于未然。

2 煤礦機電自動化技術(shù)特點

對機電設備的有效監(jiān)測需要利用傳感器來進行?？刂破鹘邮盏皆O備傳感器發(fā)送來的信息后，進行準確的識別與判斷，根據(jù)設定的要求實現(xiàn)自動控制的目的，這就是煤礦機電自動化技術(shù)。自動控制技術(shù)是集傳感技術(shù)、計算機技術(shù)與控制技術(shù)為一體的技術(shù)，因此其是一種交叉學科。由于機電設備的種類數(shù)量較多，而煤礦生產(chǎn)需要完整的機械與電氣設備技術(shù)作為依靠，于是這就需要自動化技術(shù)提高煤礦生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)的特點主要有以下幾點：①多樣性：煤礦生產(chǎn)所需要的設備種類繁多，且數(shù)量也多，需要自動化產(chǎn)品展現(xiàn)出多種多樣的特點，而每一種機械設備都呈現(xiàn)出不一樣的特點，因此就需要自動化產(chǎn)品擁有多樣性。②集成化：單片機、可編程邏輯控制器、人機界面與數(shù)據(jù)采集等技術(shù)是煤礦生產(chǎn)自動化技術(shù)的核心裝備，操作人員可以利用這些設備完成對機電設備的自動監(jiān)測，隨時觀察設備的運行狀態(tài)，同時也可以人工輸入數(shù)據(jù)，使機械根據(jù)數(shù)據(jù)自動進行工作。③智能化：考慮到大多數(shù)煤礦深井作業(yè)的安全性問題，可以利用智能化技術(shù)派遣機器下去探查，確保深井工作的安全性，保護了人類的生命安全。

3 當前煤礦機電自動化技術(shù)應用存在的問題

3.1 管理制度不完善

當前，雖然不少煤礦企業(yè)引進了先進的機電自動化技術(shù)，但是沒有跟進管理制度，落后的管理制度導致管理人員和操作人員忽視自動化技術(shù)的意義和應用，而且對精密、復雜的設備的日常使用和維護工作也不能滿足要求，導致機電自動化技術(shù)不能充分發(fā)揮其應有的作用和價值。

3.2 煤礦自動化技術(shù)不能充分應用

煤礦機電自動化技術(shù)設計煤礦生產(chǎn)的諸多環(huán)節(jié)，是一個系統(tǒng)性的、復雜的系統(tǒng)。不少煤企只針對自身的明顯不足，在某些方面引入機電自動化技術(shù)。導致機電自動化技術(shù)不能充分發(fā)揮其最大優(yōu)勢和作用。另外煤礦引入先進設備和技術(shù)后，沒有注重相關人才的引入和培養(yǎng)。安裝人員和操作人員對自動化技術(shù)沒有充分、徹底的認識和了解，導致設備安裝錯誤、維護不當、操作失誤等問題頻繁發(fā)生，不僅沒有提高生產(chǎn)效率，反而導致生產(chǎn)停滯甚至安全事故，極大地損害了企業(yè)的利益。

4 自動化技術(shù)在煤礦開采中的應用

4.1 在礦井提升過程中的應用

礦井提升機在煤礦材料、設備和煤炭運輸中發(fā)揮了重要的作用，保證提升機的安全、可靠運行對于煤礦高效生產(chǎn)有重要意義。過去，礦井提升機的運行過程是通過人工控制的，很容易發(fā)生各種故障，運行維護成本極高。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，很多礦井的提升機都進行了自動化技術(shù)改造。提升機運行采用了PLC和變頻器來進行控制，整個運行過程更加平穩(wěn)、節(jié)能、安全，減少了由于人為操作失誤引起的提升機安全事故，給煤礦企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟效益。

4.2 在煤礦開采設備中的應用

采掘設備對煤礦生產(chǎn)效率起著決定作用，其主要作用是完成煤礦生產(chǎn)中的煤炭開采和巷道掘進。在煤礦開采和掘進過程中，由于地質(zhì)條件的不確定性，很容易發(fā)生安全事故。在開采和掘進階段，工作人員眾多，發(fā)生事故會造成重大的人員傷亡。減少人員參與煤礦開采和掘進作業(yè)，能最大程度上減少人員傷亡。因此，在煤礦開采設備中應用自動化技術(shù)具有重大的價值。目前，一些礦井的工作面已經(jīng)實現(xiàn)了無人化開采，可以通過遠程操控采煤機進行煤層切割和液壓支架移架作業(yè)，生產(chǎn)效率非常高。

4.3 在煤礦生產(chǎn)監(jiān)督中的應用

實時了解煤礦井下生產(chǎn)活動狀況，對于煤礦的安全生產(chǎn)具有重要意義。采用視頻監(jiān)控技術(shù)，可以將井下工人的作業(yè)畫面和視頻實時傳輸?shù)降孛婵刂婆_上。如果發(fā)現(xiàn)工人違規(guī)操作，可以直接通知井下負責人處理，杜絕了安全隱患。發(fā)生事故時，可以通過視頻及時確定安全區(qū)域，為工人指明逃生通道。與此同時，將煤礦井下的一些安全數(shù)據(jù)直接匯總到控制臺上，可以監(jiān)控煤礦井下的總體運行狀況?，F(xiàn)在，很多礦井已經(jīng)建立了煤礦生產(chǎn)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，也稱分布式煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。

4.4 礦井煤炭傳送系統(tǒng)

如今，煤炭需求量的急速上升對傳送系統(tǒng)提出了更高的要求，而傳送系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要的組成部分，需要擁有更優(yōu)質(zhì)的工作效率。在面對復雜且危險的生產(chǎn)環(huán)境時，傳送系統(tǒng)需要實現(xiàn)運送量增加、傳送距離增加且穩(wěn)定的效果，以滿足煤礦工作的安全需求。并且，傳送系統(tǒng)的效率高低直接與企業(yè)經(jīng)濟收益掛鉤。

4.5 牽引采煤機及監(jiān)控系統(tǒng)

采煤機設備結(jié)合了電氣、液壓和機械等多種技術(shù)，屬于大型機電設備，而采煤機的性能優(yōu)越直接影響煤炭開采的效率。電牽引技術(shù)的出現(xiàn)不僅為采煤機提供了足夠的動力，還能夠提前預知設備的故障問題，工作人員可以及時阻止機械故障，機械故障發(fā)生的頻率逐漸降低。

自動監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)礦井坑道的實時動態(tài)情況，為作業(yè)人員提供數(shù)據(jù)，同時其還具備地理位置，方便地上工作人員對地下礦井情況的掌握，以便制訂出正確的下井工作方案。如果出現(xiàn)安全事故，地上工作人員也能通過自動監(jiān)控系統(tǒng)快速找到被困人員的位置，并及時給出解救方案。因此，采用監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)在無人狀態(tài)下對礦井深處的探查，并將數(shù)據(jù)記錄下來，為地下作業(yè)人員的安全提供了一定的保障。

5 結(jié)束語

煤礦生產(chǎn)效率的提升離不開機電自動化技術(shù)，該技術(shù)還可以更好地保證煤礦生產(chǎn)的安全。因此，需要將新型自動化技術(shù)與更多的機電設備進行結(jié)合，進一步拓展機電自動化技術(shù)應用范圍，從而實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的目標。

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