自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

田傳明　王凱

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到煤礦機電設(shè)備中，煤礦機電設(shè)備自動化水平越高，就越有利于促進煤礦企業(yè)綜合實力的提升。因此，研究自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用具有重要意義。鑒于此，本文從煤礦機電設(shè)備自動化現(xiàn)狀入手，闡述了自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的具體應(yīng)用，并對自動化技術(shù)應(yīng)用前景進行展望，希望本文能為提高我國煤礦機電設(shè)備自動化技術(shù)水平提供有益參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；煤礦機電設(shè)備；應(yīng)用策略

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0266-01

自動化技術(shù)主要指設(shè)備在生產(chǎn)或管理過程中，通過信息傳輸、自動檢測以及操縱控制等功能，在無人操作情況下實現(xiàn)自動工作的一種技術(shù)。自動化技術(shù)綜合運用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)等多個領(lǐng)域的高新技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)過程中，不僅提升了煤礦的生產(chǎn)效率，而且保障了員工和企業(yè)的生命財產(chǎn)安全。

1 煤礦機電設(shè)備自動化現(xiàn)狀

1.1 我國煤礦機電設(shè)備自動化現(xiàn)狀

從目前情況來看，我國煤礦企業(yè)在生產(chǎn)中呈現(xiàn)多層次技術(shù)結(jié)構(gòu)。其中，大中型煤礦普遍處于綜合開采階段，中小型煤礦普遍處于普通機械化發(fā)展階段，而鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦基本上還處于人工作業(yè)階段。由此可以看出，我國煤礦企業(yè)在開采過程中，自動化程度普遍不高，自動化技術(shù)水平有待進一步發(fā)展和提升。

1.2 發(fā)達國家煤礦機電設(shè)備自動化現(xiàn)狀

發(fā)達國家已有近60年的采煤歷史，其在生產(chǎn)條件和技術(shù)水平方面都明顯優(yōu)于我國，具有安全性、技術(shù)性和效率高等特點。西方國家將自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備以后，凸顯了高新技術(shù)在煤礦開采過程中的優(yōu)勢和作用，極大提升了煤炭開采效率。

2 自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦機電設(shè)備自動化主要是指在開采煤礦的過程中，工作人員不需要直接參與作業(yè)，而是由機器設(shè)備自動完成信息傳輸、檢測、操縱等功能，實現(xiàn)自動作業(yè)目的。

2.1 在提升機中的應(yīng)用

目前來說，在煤礦機電設(shè)備中，礦井提升機的自動化應(yīng)用程度較高。礦井提升機通過高速往返運動，在礦井中實現(xiàn)下放設(shè)備、提升煤炭和升降人員等多項作業(yè)，是礦井中較為重要的機器設(shè)備。所以，提升機的穩(wěn)定、安全運行對確保煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)具有非常重要的作用。提升機的控制系統(tǒng)為電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用了自動化技術(shù)。如今，我國部分煤礦企業(yè)開始使用自動化水平極高的全數(shù)字提升機，監(jiān)控和輔助功能全部由高性能PLC可編程控制器實現(xiàn)，不同控制器間通過總線通訊控制，有效提高了提升機的穩(wěn)定性和工作效率。

2.2 在采煤機中的應(yīng)用

煤礦井下環(huán)境惡劣，地質(zhì)條件復(fù)雜，開采煤礦時還應(yīng)注意瓦斯、地下水、煤塵等環(huán)境因素，操作稍有不當就有可能發(fā)生安全事故，降低生產(chǎn)效率。目前，大中型煤礦主要使用自動化采煤機開展工作，這類設(shè)備具有很強的自動化開采能力，大大減少了綜采面的人工作業(yè)。例如，電牽引采煤機是當前應(yīng)用最為廣泛的一種采煤設(shè)備，其對自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。電牽引采煤機具有良好的設(shè)備牽引特點，這是普通采掘設(shè)備無法實現(xiàn)的。電牽引采煤機運用自動化控制系統(tǒng)，在設(shè)備前進過程中能產(chǎn)生很大牽引力，在下滑時，可利用自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)生制動作用，能在傾斜角度在40～50°煤層斜坡上正常工作。所以，電牽引采煤機可完成高角度作業(yè)，比較適合在地質(zhì)條件復(fù)雜的井下開展作業(yè)，有效提升了煤炭開采率。

2.3 在人員定位中的應(yīng)用

煤礦開采的危險性很高，因此，需要對煤礦挖掘過程實施全方位監(jiān)控。目前，煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)已較為成熟，具有井下通訊、井下人員跟蹤定位、電網(wǎng)監(jiān)控、安全檢測等諸多功能，能夠?qū)伦鳂I(yè)各環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測控制，監(jiān)控的范圍涵蓋了傳輸系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)、地面壓風(fēng)系統(tǒng)等多個安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

近幾年，因井下人員定位系統(tǒng)出現(xiàn)問題而引發(fā)的煤礦安全事故時有發(fā)生，嚴重威脅著人民群眾的生命財產(chǎn)安全，在這種情況下，自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到礦井監(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對井下人員的自動定位。自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)具有以下功能：①可借助自動通訊技術(shù)實時顯示地理信息，實現(xiàn)對井下相關(guān)情況的實時查詢；②監(jiān)控系統(tǒng)可實時反映井下的情況，繪制井下坑道中工人的實時動態(tài)分布圖，更加直觀地呈現(xiàn)井下實際情況，為工作調(diào)度提供參考；③可利用井下自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對井下人員的考勤，便于開展人員管理工作，假如礦井下出現(xiàn)安全事故，其他人員可利用該系統(tǒng)快速查明遇險的井下人員數(shù)量，并能迅速確定遇險人員身份，為后續(xù)開展救援工作提供準確資料；在實施搶救時，可借助自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)迅速確定井下遇險人員的具體位置，最大限度地提升搶險效果和搶險效率，從而為保護井下工作人員生命安全贏得寶貴時間。

2.4 在井下傳送帶中的應(yīng)用

礦井下運輸煤炭主要依靠帶式運輸機，為確保傳輸帶上的煤炭連續(xù)運輸，提高安全性能和增加運輸量，就應(yīng)不斷運用新技術(shù)。目前，我國已研發(fā)出全自動帶式運輸機，該設(shè)備利用機電一體化技術(shù)，借助CST可控軟件，可把原煤連續(xù)運輸?shù)骄希疫\輸過程全部實現(xiàn)了智能化監(jiān)督，故障率、出錯率都非常低。盡管全自動帶式運輸機滿足了連續(xù)不斷運輸原煤的要求，但由于原煤運輸是長距離、長時間運輸，很難確保中間驅(qū)動點不出現(xiàn)意外情況，因此在一定程度上還是存在安全隱患，有可能對整個設(shè)備的可靠性、安全性造成影響。

3 自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用展望

將自動化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機電設(shè)備中，優(yōu)勢十分顯著。在煤炭開采過程中，運用自動化技術(shù)不但極大地提高了工作效率，同時對施工人員人身安全起到了重要的保障作用。今后，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，其必將在煤礦生產(chǎn)各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)得到更為廣泛的應(yīng)用，不僅如此，未來還將實現(xiàn)各種新技術(shù)的融合，如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相互融合，從而進一步提升煤礦機電設(shè)備的自動化水平，促進自動化技術(shù)在煤礦企業(yè)中的規(guī)模化應(yīng)用。

4 結(jié) 語

總而言之，在煤礦機電設(shè)備中應(yīng)用自動化技術(shù)，不但可以極大地提高工作效率，減少資源浪費，而且對促進煤礦企業(yè)發(fā)展具有非常重要的意義。相信，未來我國煤礦機電設(shè)備自動化程度會越來越高，技術(shù)也更趨成熟，進而更好地推動煤礦企業(yè)高效生產(chǎn)和安全生產(chǎn)目的的實現(xiàn)。

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收稿日期：2018-9-20