自動化技術(shù)在煤礦開采中的應用研究

劉慶

摘 要：煤礦開采作為我國工業(yè)發(fā)展的一個重要基礎(chǔ)，通過電氣自動化控制技術(shù)等高新科學技術(shù)進行實踐應用，是一種極好的改善措施。傳統(tǒng)的煤礦開采行業(yè)，通過與新時代的科學技術(shù)相結(jié)合，才能跟進時代發(fā)展的潮流，為國家工業(yè)發(fā)展提供長久的，穩(wěn)定的幫助。而煤礦井下采煤自動化技術(shù)的高速發(fā)展，離不開煤礦開采的實踐與應用，通過二者有機結(jié)合，能及時發(fā)現(xiàn)自身理論與技術(shù)的不足，更好的提高自身技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;自動化技術(shù);實踐與應用

引言

對于各個行業(yè)來說，安全生產(chǎn)、節(jié)約成本、增加收入是其基本追求。在煤炭行業(yè)之中實現(xiàn)自動化其高安全性、高產(chǎn)能、低成本的特性為機械化采煤的實施提高了工作效率。直至今日，自動化技術(shù)得到廣泛的應用， 在提升采煤工作效率的同時減少意外事故的發(fā)生，做到少人則安、無人則安。最終保障員工的安全性，降低風險損失。并且在機械采煤之中加以應用，自動化技術(shù)還能提供更多的新技術(shù)、新方向，在推動煤炭行業(yè)快速發(fā)展，成為可持續(xù)發(fā)展的重點，最終在各個行業(yè)與領(lǐng)域之中得以應用。

1 采煤中自動化的優(yōu)勢

1.1 穩(wěn)定性好

整個開采過程由自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控，對煤礦開采過程的監(jiān)控遠遠勝于人工監(jiān)控。減少了巨大隱患的發(fā)生，保證了整個煤礦開采過程的穩(wěn)定。

1.2 安全性更高

在煤礦開采作業(yè)之中應用自動化，還能提升煤礦行業(yè)人員的安全性。在煤礦開采過程中，對于地下作業(yè)安全性有著極高的要求。目前，隨著國內(nèi)煤礦優(yōu)質(zhì)資源開采殆盡，井下現(xiàn)有資源多存在于自然災害嚴重地帶，人工開采經(jīng)常會出現(xiàn)安全事故，所以需要格外的重視煤礦開采的安全性。使用自動化開采技術(shù)，就可以規(guī)避傳統(tǒng)人力煤礦的開采作業(yè)，并且通過機械開采的方式，不但能滿足對應的生產(chǎn)要求，還可以確保人身的安全不受到任何的影響，這樣真正做到了合理的規(guī)避。所以，自動化技術(shù)直接應用到煤礦開采作業(yè)當中去，就可以解放勞動力，在提升生產(chǎn)安全系數(shù)的同時持續(xù)擴大自動化的實際應用范圍，真正做到少人則安，無人必安。

2 自動化技術(shù)在煤礦開采中的應用

2.1 煤礦運輸

煤礦的開采，正是為了最后工業(yè)的使用。無論是送往繼續(xù)加工處理， 還是其他。煤礦的運輸問題也是一個需要考慮的問題。在舊時，煤礦的運輸由人工，或者那些簡單的機械工具負責。因此，后來改進后的機械運輸也并不能滿足運輸需求。因此通過電氣自動化控制技術(shù)，對煤礦運輸進行改良。比如可以增加監(jiān)控系統(tǒng)及加裝對應傳感器及變頻控制器等設(shè)備，實現(xiàn)皮帶根據(jù)煤量自動調(diào)整帶速等，減少運輸途中撒煤、丟煤，以防經(jīng)濟效益的重大損失。

2.2 在提升機中的應用

提升機同樣是煤礦中的重要設(shè)備，在實際應用中，提升機會影響到開采的效率和質(zhì)量，但是其自身也容易受到外界因素的影響。而將自動化技術(shù)應用到提升機中后，通過各部位傳感器原件的利用，可以對設(shè)備健康狀況進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)故障時及時提醒工作人員，保證其處于正常狀態(tài)， 提升效率。

2.3 煤礦掘進

掘進工作面自動化控制技術(shù)的研究就是要實現(xiàn)掘進工作面生產(chǎn)過程的自動化，以減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率;實現(xiàn)對主要生產(chǎn)設(shè)備工礦的實時在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時采取措施避免設(shè)備損壞，提高設(shè)備正常開機率;將掘進工作面的相關(guān)信息及時傳輸?shù)降孛?，并通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享，達到生產(chǎn)管理的信息化。

2.4 在掘進工作面的系統(tǒng)集成

掘進機集控系統(tǒng)分為三個部分，分別為掘進機控制系統(tǒng)、井下掘進機集控系統(tǒng)、井上掘進機集控系統(tǒng)，可對掘進機進行近距離無線遙控（遙控器）、井下遠控（井下集控操作臺）、井上遠控（井上集控操作臺）、本機控制（掘進機操作臺）等四種控制操作。其中掘進機上分別在四周和一運上安裝有高清攝像頭，用以集控室人員遠程監(jiān)控掘進機周圍情況;在炮頭、鏟板、后支撐等地安裝有陀螺儀，用以對掘進機的姿態(tài)進行監(jiān)測;在掘進機的兩側(cè)安裝有雷達測距傳感器，用以對掘進機與兩幫的距離監(jiān)測;在掘進機行人側(cè)后方裝有人體監(jiān)測傳感器，用以掘進機運行時行人保護;裝有油缸傳感器，對掘進機的切割部的角度進行監(jiān)測;加設(shè)語音對講系統(tǒng)，按下不同的按鍵可分別與井下集控室和井上集控室進行持續(xù)語音通話。以上設(shè)備所取得的信息通過無線傳輸?shù)姆绞絺髦辆录厥?，進而傳至井上集控室，實現(xiàn)掘進機的運行狀態(tài)和運行參數(shù)的動態(tài)展示。而當需要遠程控制時，只需在掘進機上控制遠控開關(guān)，即可在集控室內(nèi)觀看顯示器進行掘進作業(yè)。

2.5 電氣自動化在掘進工作面工藝設(shè)備中的應用

皮帶風機水泵集控系統(tǒng)使用PLC可編程控制器作為控制核心，通過控制箱，將三個設(shè)備的運行狀態(tài)和啟停開關(guān)集控至操作臺，可以實施對皮帶、風機、水泵的一鍵啟停與實施故障監(jiān)測。另外，系統(tǒng)配備一個顯示器，目前有三個畫面，分別為一部皮帶機頭，二部皮帶機頭和風機控制箱。以下為各設(shè)備的詳細功能介紹。

每部皮帶都安裝有煙霧傳感器監(jiān)測煙霧、溫度傳感器監(jiān)測皮帶周圍溫度、速度傳感器監(jiān)測皮帶啟動時的速度、撕裂傳感器監(jiān)測皮帶撕裂、堆煤傳感器監(jiān)測機頭是否堆煤，跑偏傳感器監(jiān)測皮帶是否跑偏以及沿線急停開關(guān)。特別的是，每部皮帶都有遠程、集控、就地、檢修和閉鎖五個運行模式。

3 提升機械采煤中自動化技術(shù)可靠應用的有效措施

3.1 合理改善電氣化設(shè)備應用的環(huán)境

第一，在實際應用電氣化設(shè)備的過程中，還需要強調(diào)外圍的防護處理，確保在可控的范圍內(nèi)盡可能滿足設(shè)備運行環(huán)境的良好性需求。第二， 對于設(shè)備運行的環(huán)境溫度需要實時監(jiān)測，特別是在面臨高溫環(huán)境和低溫環(huán)境的時候，就有可能出現(xiàn)信號失真，同樣也可能會存在燒毀等問題，這就要求做好對應的散熱處理。第三，做好相應的密封處理。合理有效的密封能夠規(guī)避惡劣環(huán)境、輻射波、電磁波等對于設(shè)備造成的影響，同時奠定設(shè)備安全使用基礎(chǔ)，為設(shè)備延長使用壽命。

3.2 提高機械開采人性化程度

在實施煤炭開采時，人性化不僅僅需要體現(xiàn)在采煤過程中，也需要在設(shè)備操作之中加以體現(xiàn)。在研究采煤機械的時候，需要將重點放置在設(shè)備故障問題的分析與解決的基礎(chǔ)上，這樣才可以提供合理的支持，服務煤炭開采工作設(shè)備相應的運行要求，這樣就可以滿足設(shè)備運行安全性的提高， 同時也能夠滿足穩(wěn)定性的要求[3]。一般來說，煤炭本身具有較高或者是較低的硬度，都會直接影響到采煤和挖煤的速度，這就要求按照煤炭的實際硬度來合理的明確采煤與挖煤的實際速度[4]，以此來保障開采進度的平穩(wěn)性。

結(jié)束語

綜上所述，煤礦采煤技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，一個顯著的特點就是煤礦開采的效率和安全性大幅度提高，對人工的需求量越來越少。采煤技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于電氣自動化和機械自動化技術(shù)的應用，實現(xiàn)了生產(chǎn)的集中控制。目前，采煤技術(shù)正朝著智能化方向發(fā)展，盡力實現(xiàn)煤礦的無人化開采，從而突破綜采技術(shù)的產(chǎn)量瓶頸。自動化技術(shù)已經(jīng)在綜采中的方方面面得到了應用，極大地提升了煤礦開采的效率。

參考文獻：

[1] 孟少華.機電自動化技術(shù)在煤礦中的實際應用[J].當代化工研究，2020，（13）： 84-85.

[2] 王志平.基于機械自動化技術(shù)在采煤中的應用實踐研究[J].礦業(yè)裝備，2020， （3）：102-103.

[3] 王磊.機電自動化技術(shù)在煤礦中的實際應用[J].能源與節(jié)能，2020，（5）：173- 174，183.

[4] 李斐.電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，（13）：119.

[5] 栗靖，董小波，黃泉清，席艷凱，姜紅.電氣自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的運用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2019，（15）：29-30.