機(jī)械自動化在煤礦機(jī)械制造中的應(yīng)用探索

林汪洋

（天地科技股份有限公司上海分公司，上海 200030）

機(jī)械自動化以及煤礦機(jī)械制造的關(guān)聯(lián)隨著當(dāng)前時代的生產(chǎn)需求不斷提升，也在產(chǎn)生著階段的變化，以往是人員操作人力完成的作業(yè)內(nèi)容當(dāng)前都可以通過機(jī)械設(shè)備的傳動運轉(zhuǎn)解決，這也說明，自動化是對于生產(chǎn)力的一種有效解放，同時，比起傳統(tǒng)的人工工作方式能夠帶來更高的精準(zhǔn)度和效率提升，因此，在煤礦產(chǎn)業(yè)以及其他類型的工業(yè)資源生產(chǎn)行業(yè)來說，進(jìn)行機(jī)械自動化的普及是一個必然的行業(yè)趨勢，所以盡早對這一應(yīng)用模式進(jìn)行探討有利于后續(xù)的行業(yè)提升和規(guī)范化。

1 當(dāng)前煤礦行業(yè)機(jī)械自動化的具體狀況

煤礦行業(yè)對于機(jī)械設(shè)備的性能以及使用壽命需求都有較高的標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)對與此機(jī)械制造行業(yè)一般都是專項進(jìn)行生產(chǎn)以保證對應(yīng)的需求能夠充分得到滿足，但是，在進(jìn)入新世紀(jì)后，國際社會上對于煤礦開采的效率要求進(jìn)一步提升，而傳統(tǒng)制造行業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備雖然能夠滿足基準(zhǔn)需求，但是，對于煤礦生產(chǎn)的進(jìn)階需求難以充分滿足，所以，對于國際社會的經(jīng)驗和機(jī)械制造設(shè)計進(jìn)行學(xué)習(xí)就成了勢在必行的結(jié)果。

而在學(xué)習(xí)過程中，能夠發(fā)現(xiàn)的最大差異主要在于國際社會上已經(jīng)開始對于機(jī)械自動化技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，而這正是國內(nèi)制造行業(yè)在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中所沒有注意到的問題。所以，機(jī)械自動化在國內(nèi)開始迅速起步，從理論轉(zhuǎn)化到實際生產(chǎn)的速度相當(dāng)快。

但是，因為在國內(nèi)的研究水平以及相關(guān)領(lǐng)域經(jīng)驗缺乏，導(dǎo)致我國雖然具備了基礎(chǔ)的煤礦機(jī)械自動化技術(shù)，但是，在自動化實現(xiàn)效果上并未達(dá)到國際水平，尤其應(yīng)用范圍上也還處于較為狹窄的狀況，西方國家已經(jīng)達(dá)到的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)我們暫時還無法完成，尤其是全場景的機(jī)械設(shè)備自動化，更是無法保證，只能在單一設(shè)備上實現(xiàn)自動化和部分設(shè)備的剛性自動化。而在柔性自動化的設(shè)計制造中，不僅缺乏對應(yīng)的方案，而且數(shù)量也相當(dāng)少。具體來說，自動化的目的是通過機(jī)械按照預(yù)定的程序內(nèi)容進(jìn)行操作來有效減少原本認(rèn)為操作過程可能存在的誤差因素，并且在自動運轉(zhuǎn)過程中如果出現(xiàn)了錯誤能夠及時進(jìn)行報告預(yù)警，提醒操作人員設(shè)備存在異常狀態(tài)，這樣能夠有效避免設(shè)備因為長時間的故障積累造成的損壞。

同時，當(dāng)前煤礦行業(yè)機(jī)械自動化也需要結(jié)合計算機(jī)技術(shù)以及遠(yuǎn)程終端操控的協(xié)同運作來保證運轉(zhuǎn)效率，這也是自動化水平進(jìn)一步提升之后的主要目標(biāo)。所以，煤礦產(chǎn)業(yè)的機(jī)械設(shè)備制造需要進(jìn)一步在自動化方面有所提升，進(jìn)而帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級的快速進(jìn)步，除了滿足社會需求外，也能夠充分有效的加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。

2 煤礦行業(yè)的自動化機(jī)械制造應(yīng)用場景

煤炭資源的使用在當(dāng)前社會中具有極大的價值，我國對于煤礦開采的儲量以及管理都相當(dāng)規(guī)范，全國有超過1500處煤礦處于生產(chǎn)狀態(tài)產(chǎn)量能夠達(dá)到每月近千噸的水瓶。近年來，我國煤礦產(chǎn)業(yè)通過對技術(shù)設(shè)備的不斷升級，正在呈現(xiàn)出產(chǎn)量和產(chǎn)能逐漸提升的效果，而這和煤礦開采過程中所使用的機(jī)械設(shè)備的自動化程度不斷提升有著密不可分的關(guān)聯(lián)。但是，這一行業(yè)趨勢對于具體的煤礦行業(yè)從業(yè)者來說卻并不明顯，很多煤礦仍舊處于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式之下。而從幾個具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來說，使用了自動化機(jī)械和仍舊沿用傳統(tǒng)方式的生產(chǎn)結(jié)果以及效率都會產(chǎn)生巨大的差別。

首先，是對于煤礦采掘方面的差異，傳統(tǒng)通過非自動化設(shè)備進(jìn)行開采挖掘，所需要的時間相對較長，同時，根據(jù)經(jīng)驗判斷下鉆的位置，如果判斷失誤，可能會出現(xiàn)遇到大型礦石無法下鉆挖掘的情況，需要重新改換線路進(jìn)行挖掘，這就會造成工程效果上的折扣，并且對產(chǎn)量也會出現(xiàn)一定的影響，而如果能夠使用自動化設(shè)備，對于遇到同樣的狀況時，能夠自動根據(jù)預(yù)設(shè)程序選擇最佳的應(yīng)對方法，按照原有線路進(jìn)行直接的轉(zhuǎn)向，通過靈活改變線路的方式提升工作效率。這樣對于煤礦機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)也是非常明顯的，能夠有效避免人員操作過程中可能存在的誤差問題。

另外，在發(fā)達(dá)國家所采用的自動化控制也正是為了達(dá)到這樣的效果而研發(fā)的，提升了機(jī)械設(shè)備可靠性和精準(zhǔn)度的情況下，也對于采礦效率有了很大的促進(jìn)效果。雖然我國的機(jī)械設(shè)備制造自動化水平尚未達(dá)到同樣的高度，但在自動化效果上也已經(jīng)有了極大的提升，在一定程度上避免了進(jìn)口煤炭開采設(shè)備需要投入的巨額成本。

3 煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化關(guān)聯(lián)性

煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)并不是單獨分裂的，而是通過不同的步驟聯(lián)系在一起的，例如，煤炭輸送和上一步的挖掘就具有緊密的聯(lián)系性，因為開采完成后所產(chǎn)出的煤炭需要通過傳送帶從地底深處進(jìn)行運送，這一過程一般采用傳送帶進(jìn)行運輸，而在日常生產(chǎn)過程中，傳送帶基本是持續(xù)開啟的，所以對于能源電力的消耗相對巨大，如果能夠有效應(yīng)用自動化技，術(shù)那么就能夠充分改善這種狀況，一方面能夠有效加強(qiáng)傳送帶的智能速度調(diào)控，在滿負(fù)荷情況下通過提升能源供應(yīng)效率來提升運轉(zhuǎn)速度，而在閑時遇到尾礦封堵前的最后開采階段，則采用相對低負(fù)載的形式運轉(zhuǎn)，避免持續(xù)高效率輸出造成的能源浪費情況。

這一點不僅可以通過現(xiàn)場操作完成，對于加載了自動化操作技術(shù)的傳送帶設(shè)備來說，還可以通過遠(yuǎn)端計算機(jī)擦空的方式實現(xiàn)對應(yīng)效果。目前，我國通過膠帶運輸?shù)姆绞竭_(dá)到了提升運轉(zhuǎn)效率的目標(biāo)，同時，結(jié)合地面監(jiān)控以及計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行遠(yuǎn)端操控，并且對于傳送帶地下部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計也進(jìn)行了提升，將結(jié)構(gòu)支撐面擴(kuò)大，保證了各部分受力均勻，即便在運送大量煤炭的過程中也不會出現(xiàn)傳送帶負(fù)載過大出現(xiàn)崩潰的問題，并且增大的運輸面積也能夠有效提升單日生產(chǎn)量，帶動煤礦生產(chǎn)效率的進(jìn)一步加強(qiáng)。當(dāng)前電力牽引也在成為煤炭機(jī)械設(shè)備的主要能量來源，這一改進(jìn)直接使得煤礦采掘設(shè)備得以升級換代，同時，在更新了能源支持的情況下，還根據(jù)國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)，設(shè)計制造出了世界最高的液壓傳送支架，其高度能夠達(dá)到七米，足夠大規(guī)模煤礦的運輸運轉(zhuǎn)，這也使得我國在煤炭機(jī)械設(shè)備自動化方面形成了獨有的知識成就結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加強(qiáng)了在技術(shù)層面的自主性。

4 煤礦生產(chǎn)機(jī)械自動化的應(yīng)用意義

通過對實際生產(chǎn)狀況中煤礦生產(chǎn)機(jī)械自動化的考察，我們能夠看出這一過程對于生產(chǎn)力的有效解放，煤礦管理工作能夠以更加科學(xué)化和自主化的方式進(jìn)行，這樣對于以往存在的人員無操作問題也能夠形成良好的解決和應(yīng)對方案，避免了因為人為操控失誤造成的地下開采作業(yè)內(nèi)容出現(xiàn)誤差。并且從生產(chǎn)效率上來說，自動化機(jī)械避免了以往各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的對接工作帶來的困難，成功地將銜接過程所占據(jù)的時間降低到了新的水平，保障了煤礦生產(chǎn)的每個步驟都能夠有條不紊地連接起來，而不會因為煤礦操作的步驟之間出現(xiàn)問題造成產(chǎn)量驟降。并且煤礦自動化機(jī)械的應(yīng)用還能夠保證對于勘探開采步驟之間的對接效果，以往在設(shè)備安裝調(diào)試尤其是人員調(diào)配方面會存在較大的問題，但當(dāng)前通過自動化設(shè)備能夠很好地解決這一矛盾，在勘探完成后，可以以最高的效率投入設(shè)備的運輸安裝過程，隨后，即可進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)。

5 結(jié)語

在對于煤礦機(jī)械的生產(chǎn)認(rèn)知中，必須考慮到自動化實現(xiàn)的三個主要方面，首先，是采掘機(jī)械的自動化運轉(zhuǎn)，能夠保證在鉆探過程中對于底層深度以及所開掘的狀況或者遇到的開掘問題進(jìn)行及時的匯報。其次，則是對于煤炭開掘之后的輸送問題進(jìn)行處理，只有能夠在開采的同時，進(jìn)行高效率的運輸，才能夠讓煤礦機(jī)械的聯(lián)動效果達(dá)到更好的水平。并且煤礦生產(chǎn)還需要注重機(jī)械設(shè)備和操作人員的安全性，以往人力生產(chǎn)存在較大的潛在風(fēng)險，而在使用高端自動化的機(jī)械設(shè)備時，雖然可以避免人員損傷財產(chǎn)損失，但同樣需要進(jìn)行有效的監(jiān)控和安全防范措施，避免礦洞坍塌等風(fēng)險影響或者破壞煤礦設(shè)備。因此，從這幾個角度來說，提升煤礦機(jī)械制造過程中的自動化效果，對于煤礦生產(chǎn)的各個方面都會產(chǎn)生極大的促進(jìn)和提升作用，為行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展打好基礎(chǔ)。