浅谈机械自动化在煤矿采掘中的应用
国家能源集团宁夏煤业有限责任公司金凤煤矿，宁夏 ·吴忠 751100
【摘要】现代化煤矿采掘中自动化机械的应用逐渐增多，这为煤矿事业的发展提供了有力的基础保障。论文结合煤矿机械自动化技术特征，探讨其在煤矿机械设备中的具体应用。相信在未来的发展中机械自动化技术在煤矿采掘中的应用范围将会越来越大。
Abstract: The application of automation machinery in modern coal mining is gradually increasing, which provides a strong foundation for the development of coal mining industry. Combined with the technical characteristics of coal mine machinery automation, this paper discusses its specific application in coal mine machinery and equipment. It is believed that in the future development, the application range of mechanical automation technology in coal mining will become larger and larger.
【关键词】煤矿机械；自动化；机械自动化；煤矿采掘
Keywords: coal mine machinery; automation; mechanical automation; coal mining
1 引言
煤矿产业一直以来都是我国重要的经济产业之一，为我国创造了极大的经济效益，同时也提高了人们的生活水平。但是近年来，煤矿产业的生产效率已经满足不了当下社会越来越多的需求，阻碍了煤炭行业的进一步发展，同时设备运行的过程中存在着老化、落后等弊端，造成了很多的安全隐患。因此，应当结合时代的要求不断地加强煤矿机械设备安全系数，提高运行效率，使用新型的自动化机械设备。当代相关煤炭企业应将自动化机械设备进行推广及使用，带动煤矿产业工作效率的提升，从而保证煤矿生产的顺利运行。
2 煤矿机械自动化技术的特征
第一，具有集成化特征。煤矿机械自动化技术的关键功能在于通过人机管理系统对各项机能的自动化运行采取动态监控模式，同时能够及时完成各类煤矿生产环节的实时监控，帮助工作人员全面清晰地了解煤矿现场的生产状态。此外，煤矿机械自动化技术的组成构造主要包括传导元件、信息收集和处理设备及计算机设施等，具有明显的集成化特征，有助于煤矿生产技术的延伸和拓展。第二，具有智能化特征。随着科学技术的不断进步，智能化理念被广泛运用在生产技术的研发和改进中，促进了机械自动化体系根据各类机械设施的运作状况进行智能化信息采集和加工，能够降低生产设备的维护和运营成本，可以有效减少安全问题的发生。此外，智能化技术具备良好的记忆效果、感知效果及适应效果，在不同的生产流程中都可以针对实际情况进行自动调节，有助于推进煤矿生产行业可持续发展[1]。第三，具有开放性特征。在机械自动化技术的改革过程中，将通信技术与机械自动化生产进行有机融合，有利于实现煤矿机械技术的集中管理及数据交互。此外，在煤矿机械技术中充分发挥通信技术的优势，能够加强生产设备的可延伸性和拓展性，促进不同机械设备之间完成信号联结，使生产活动能够将各类系统应用到机械设备体系中，充分展示出煤矿机械自动化技术的开放性特征。
3 我国煤矿机械设备自动化的发展水平与发达国家存在着差距
虽然近些年来,我国也在不断地加快煤矿机械设备自动化技术的应用,取得了一些令人欣慰的进展,但是就目前的情况来看,这其中还是存在着很大的问题。与发达国家相比,我国的煤矿机械设备的自动化技术的运用还有很大的进展空间。西方国家的煤矿自动化水平相对比较成熟,他们已经能够实现对煤矿的工业化系统化的管理。我国煤矿企业的机械设备自动化水平不高,这直接影响了我国煤矿的生产效率,而且有时候会导致一些煤矿事故的发生。目前,在我国,只有极少数的大型煤矿企业进行了自动化的改革,自动化水平相对较高,但是在大多数的煤矿中,机械设备依然是机械化的。由此看来,我国煤矿的机械设备的自动化改革还需要很大的努力与不断地完善[2]。
4 自动化技术在煤矿机械设备中的应用
4.1 应用于煤矿矿井提升机中
矿井提升机是在采矿工程中用于联系井下与地面的主要运输设备，而矿井体系具有一定的复杂性，主要包含操作的复杂性、由于运作速度过快而产生较大惯性，从而导致交替转换工作的问题发生。此外，矿井提升机的实施效果和生产环境存在密切关联，即便在矿井体系的保障下，若发生恶劣环境，则矿井提升机的使用将会受到不良影响，从而无法实现良好的应用效果。由于我国科学技术已取得显著发展，进一步带动了矿井生产技术的提高，逐步实现自动化技术，通过积极创新和提高机械装备和拖动管控体系的水平，能够将微电子技术和模拟技术有效应用到矿井提升机中。在煤矿机械自动化集控技术的改进和发展基础上，数字化智能装备能够提高机器装备运行的安全系数，并且能够加强装备的自我诊断能力，同时能从矿井提升机的构造上进一步向科学化、合理化、精简化发展，便于进行后期的安装与维护。此外，现阶段我国数字直流提升机的研究成果已经取得良好的技术突破，进一步提升煤矿系统运行的安全系数。例如，在实施多种寻址运作过程中，通过有效运用微处理装置，便于更加精准地发现故障出现的详细位置，此外还能使各类设备之间的互动和交流更加方便，不断优化和增强了煤矿系统的自我检测水平。
4.2 在煤矿采掘中的应用
在我国，煤矿采掘工作是一项复杂、难度系数大、危险系数高的工作，因此煤矿企业需要加强机械自动化技术在煤矿监控系统中的应用，该技术的主要系统是集成控制系统。这项系统具有位置分散、距离较远的优势，相关工作人员可以在集成控制系统的基础上利用网络控制技术建立一些相应的分系统，然后在分系统中实现将各个监控点通过不同的线路与相应的调度室进行连接。机械自动化监控系统中，通过对光纤传导模式的运用，利用光缆进行对矿井调度室、集运配电室、矿井配电室以及采区配电室等地区的连接，从而形成一个全面的、完善的控制网络。其次机械自动化在监控系统中的应用还可以对采煤机等设备进行远程控制，采煤机等设备根据煤层的变化而进行自动切割，对煤层内部的软硬度情况进行及时的报告，根据煤矿的软硬度程度来自行调节煤矿采掘速度，保证煤矿采掘工作的顺利进行。
4.3 应用于矿井井下传送带中
井下传送带在煤矿开发过程中起到输送功能，是煤矿输送体系中必不可少的重要工具。利用传送带可以实现远距离传送，是一项安全、有效的运输途径。然而，通常传送带具有较多不明确的运输因素，若传送量超出范围，则会导致机械装备发生故障，增加一定的风险性。因此，根据这一现状，需要不断对传送带进行改良。通过自动化技术进行传送带改造工作，能够有效监测井上和井下传送带的具体情况，若出现故障，则针对具体参数执行故障类型判别和诊断，并进行调节。此外，矿井传送带主要的运输对象多为施工物料及施工人员，较易发生皮带老化、打滑等问题，从而引发潜在的安全隐患。而将自动化技术和传送系统进行融合，可以及时对传送机器的运行情况进行监控，有利于保障传输工作的高效、安全、顺利展开[3]。
4.4 矿井通风机监测系统
矿井通风机是煤矿生产的重要设施，其主要功能是提供负压更新煤矿井下空气。由于通风机的功率很大，若处于低功效运行工况时，大量的电能会被浪费，这对于矿井生产是不经济的。对于传统的通风机，其运行状态多通过人的检测来完成的，人只能查看通风机附带的仪表是否处于正常状态，并不能根据仪表的读数做出相应的动作。所以传统的通风机很容易处于低功效运行状态。针对这种情况，很多矿井增加了通风机实时监控系统，通过变频器和PLC对通风机控制系统进行了改造。在改造后，通风机的运行状态可以直接反馈到中央控制台，可以通过设置相应的控制命令实时的对通风机的工况点进行更改，通过监控设备对矿井内各个区域进行有效监测并反馈给自动控制系统，使其做出适当的调节，通入新鲜的空气为作业提供安全保障
4.5 煤矿供电系统的自动化
工人在矿井下工作时，离不开自动化的煤矿供电系统。整个煤矿用电单位的集成网络，是煤矿机械和生产辅助设施的用电来源，对电气设备进行自动化建设直接关系到生产的安全性、稳定性和可靠性。但井下不良的工作条件容易造成电气设施的损害，如果电能供应出现问题，会导致采煤作业不能有序进行，如果没有及时进行处理会造成更大的损失，因此将自动化技术在煤矿供电系统中进行普遍应用。供电系统自动化控制系统根据设计要求，自动监控设备运行状态，对出现的故障及时发出报警告知管理人员组织紧急修理，从而不影响工程进度。
5 结语
煤矿企业中机械设备的自动化技术的应用具有非常重要的价值。煤矿企业机械设备自动化技术的水平决定着煤矿企业在市场竞争中的地位。对煤矿机械设备的自动化技术进行革新,能够有效地提高煤矿企业的开采质量和效率,同时减少煤矿工作人员的生命危险,有利于煤矿企业的长足发展。希望本文对于煤矿机械设备自动化技术的应用探讨对于以后的研究有一定的帮助。
【参考文献】
[1]柴迪炜.煤矿机械设备中自动化技术的应用[J].电子技术与软件工程，2019(10):105.
[2]于继图.自动化技术在煤矿机械设备方面的应用探讨[J].电子测试，2019(06):126-127+133.
[3]杨晓莺，董宁.煤矿机械设备自动化技术应用分析[J].化工管理，2018(36):201.
