自動化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用分析

馬貴生

摘? 要：隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，越來越多的自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦的開采生產(chǎn)。自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了煤礦的生產(chǎn)效率，而且增加了煤礦生產(chǎn)的安全性。通過分析自動化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，該文介紹了自動化技術(shù)在煤礦開采中的具體應(yīng)用，為煤礦生產(chǎn)自動化提供參考?；趯Ω呱a(chǎn)率和高效采煤自動化的需求，研究了一種基于PLC和WinCC程序的聚類系統(tǒng)，即煤礦自動化采煤系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動采煤和地面遠(yuǎn)程監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化? 自動化? 安全性? 應(yīng)用優(yōu)勢

中圖分類號：TD82? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2020）10（c）-0069-03

Abstract： With the development of coal mine modernization， more and more automation technologies are applied in coal mine production. The application of automation technology not only improves the production efficiency of coal mine， but also increases the safety of coal mine production. By analyzing the application advantages of automation technology， this paper introduces the specific application of automation technology in coal mining to provide reference for coal mine production automation. Based on the demand for high productivity and efficient coal mining automation， a clustering system based on PLC and WinCC program， namely coal mine automatic coal mining system， can realize automatic coal mining and ground remote monitoring.

Key Words： Modernization; Automation; Security; Application advantages

1? 自動化技術(shù)在煤礦開采中應(yīng)用的優(yōu)勢

煤炭是我國當(dāng)前經(jīng)濟增長的動力之一，提高煤的采掘效率和質(zhì)量對我國經(jīng)濟發(fā)展意義重大。所以自動化技術(shù)在挖掘生產(chǎn)、運輸?shù)确矫娴膬?yōu)越性，能極大地提高整個煤礦系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，同時也能減少安全事故的危害，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著我國煤礦開采業(yè)務(wù)的不斷加強，自動化技術(shù)在煤礦開采機械中占據(jù)了主導(dǎo)地位。該技術(shù)有效提高了機械設(shè)備的自動化程度，提高了煤礦機械的運行效率，縮短了設(shè)備的裝配過程，延長了設(shè)備的使用壽命，使設(shè)施維護更加方便。

1.1 提高煤礦開采安全性

拿過去的煤礦生產(chǎn)來說，機械設(shè)備自動化水平不高，許多危險的勘探和開采作業(yè)不得不人為操作，大大增加了煤礦開采的風(fēng)險，這就不可避免地導(dǎo)致了許多煤礦安全事故頻發(fā)，造成災(zāi)難。隨著自動化水平不斷提高，采礦過程逐步得到補充，采礦生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備迅速升級，采礦和采礦新技術(shù)不斷擴大和應(yīng)用，在一些煤礦中能耗低，安全可靠。我們已經(jīng)開始對底層安全系統(tǒng)實施優(yōu)化和適應(yīng)措施。由于自動化系統(tǒng)合理，設(shè)備齊全，風(fēng)量滿足，穩(wěn)定性高，為高產(chǎn)、高效以及安全生產(chǎn)提供了強有力的支持。

1.2 提高效率，減少投入

采煤量一般很大，但當(dāng)人工完成如此大量的人工時，工作時間和人力成本都會增加，隨著煤層的加深，開采難度增加，人工開采效率逐漸降低。與人工開采相比，采用自動化機械開采煤炭，不僅準(zhǔn)確測量和開采煤炭，而且顯著降低了勞動者的勞動強度。

1.3 資源充分利用

眾所周知，我國土地資源豐富、煤礦資源豐富，在許多地區(qū)都有良好的煤層。但由于基礎(chǔ)設(shè)施缺失、開采技術(shù)不完善、機器自動化效率低等原因?qū)е码y以開采幾條薄煤層。自動化技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了這一問題，很大程度上提高了我國煤炭資源的利用率。

2? 自動化技術(shù)在煤礦開采中的具體應(yīng)用

2.1 采煤挖掘

許多自動化技術(shù)，如挖掘機自動照明系統(tǒng)、機電傳動系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和控制箱等，用于煤礦機械操作。通過提高和提高生產(chǎn)速度，可以有效地降低工人的勞動強度，降低開采成本，提高經(jīng)濟效益，改善礦山的勞動條件。挖掘是煤礦開采的開始，挖掘的開展直接影響著隨后整個采礦活動的進行。開挖速度決定了后續(xù)作業(yè)的效率，采用挖掘機械自動化是保證開挖工作高效進行的重要前提，只有有效地做好其他后續(xù)作業(yè)才能有強有力的保證。所以隧道的自動化挖掘工作對于整個采礦過程具有重要的價值。自動化技術(shù)應(yīng)用于挖掘過程中首先使用的就是這種裝備有安全開關(guān)的井筒，配合井下照明設(shè)備液壓控制系統(tǒng)，有效地實現(xiàn)掘進工作的自動化，為后續(xù)的掘進工作打下堅實的基礎(chǔ)。

采煤是煤礦生產(chǎn)的一項主要工作，在傳統(tǒng)的采煤過程中，工作人員必須隨時到井下修理機器，以達到提高采煤效率的目的，對人力需求也很大，實現(xiàn)采煤自動化后，可以最大限度地提高采煤效率，降低井下作業(yè)的人工勞動強度。當(dāng)前最常用的采煤機就是采用自動化程度高、能按預(yù)定路徑挖掘等特點的技術(shù)方法，在遇到采煤機難以處理的煤層時，也可采用人工掘進。因而在各種采煤地點遙電動采煤機的出現(xiàn)，為復(fù)雜煤層的環(huán)境開采指明了新的出路，減少了人工維護和開采帶來的危險。

2.2 運輸應(yīng)用

部分煤機通過采用自動化技術(shù)可以達到更好的供應(yīng)條件，利用自動化技術(shù)通過帶式輸送機加快系統(tǒng)運行，可以將開采的煤炭迅速運輸?shù)街付ǖ攸c或相關(guān)設(shè)施，并在指定地點用自動傳輸設(shè)施進行煤炭的密集運輸。隨著該技術(shù)的應(yīng)用，一些煤礦運輸作業(yè)對整體運輸過程無人駕駛，具有廣闊的應(yīng)用前景，因為它們可以降低運輸成本。此外，通過應(yīng)用自動化技術(shù)，可以充分考慮煤礦的開采規(guī)模和開采條件，應(yīng)用范圍更廣，采礦和運輸更順利。隨著自動化程度的提高，隨著一臺起重機械的使用，各種類型的起重機械的工作效率得到了提高，深度、坡度和礦山規(guī)格的范圍進一步擴大。

3? 自動化技術(shù)在煤礦開采的發(fā)展前景

近年來，先進的機器自動化理論已經(jīng)與生產(chǎn)有機結(jié)合，現(xiàn)代化的機器自動化設(shè)備為煤礦企業(yè)提供了一個新的發(fā)電機組設(shè)備。隨著礦業(yè)公司的不斷發(fā)展，機器自動化技術(shù)在礦山的應(yīng)用將具有更廣闊的空間。筆者將從以下幾個方面談?wù)劦V山機械自動化技術(shù)的發(fā)展前景。實現(xiàn)重點工作場所的機器自動化，這種現(xiàn)象源于采礦作業(yè)的性質(zhì)，不僅需要大量的財富、力量和人力，而且往往面臨緊急風(fēng)險。煤礦也是高風(fēng)險行業(yè)之一，因此，沒有科學(xué)的指導(dǎo)，機器自動化技術(shù)的應(yīng)用是不可能的。特別是在關(guān)鍵工作場所，小的錯誤會造成不可挽回的損失。

4? 自動化技術(shù)在煤礦開采的建議

自動化技術(shù)是指按照預(yù)先設(shè)定的程序和指令，使機器在不受干擾的情況下自行生產(chǎn)的操作自動化技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已成為工業(yè)生產(chǎn)中一種先進的自動化控制技術(shù)，代表了先進生產(chǎn)力自動化的生產(chǎn)發(fā)展也標(biāo)志著工業(yè)生產(chǎn)從傳統(tǒng)手工操作到機械生產(chǎn)的歷史發(fā)展過程，因此煤礦自動化技術(shù)的發(fā)展具有很好的前景。煤炭在開采過程中合理采用自動技術(shù)，可實現(xiàn)不間斷作業(yè)，并可按人的意愿進行調(diào)整操作，自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦，可有效減少人力需求，提高效率和生產(chǎn)能力。毫無疑問，我國自主開發(fā)的電煤、液壓支架、廢料和皮帶運輸設(shè)施等與國外先進設(shè)施相比，具有很強的技術(shù)，在國外具有很強的競爭力。

4.1 通風(fēng)功能多樣化

通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦重要的生產(chǎn)系統(tǒng)之一，可以改善煤礦的生產(chǎn)條件，保證作業(yè)環(huán)境的安全。將自動控制技術(shù)應(yīng)用于通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)實際工況控制系統(tǒng)運行，控制操作方法，使通風(fēng)系統(tǒng)的功能多樣化，最大限度地發(fā)揮其功能，保證煤礦生產(chǎn)的順利進行。

4.2 軟件創(chuàng)新

自動控制技術(shù)的作用在于軟件的完成程度，軟件的設(shè)計滿足了工作需求，科學(xué)地控制設(shè)備。因此，有必要結(jié)合煤礦生產(chǎn)過程中遇到的困難，不斷創(chuàng)新軟件的設(shè)計，并在實際操作中加以利用。

4.3 硬件創(chuàng)新

為了減少工作量、在操作上提供方便，硬件設(shè)計應(yīng)更簡單、更容易使用、操作更方便，并在挖掘過程中順利操作，以避免不與硬件混合的情況。此外，還可以進一步減少由于硬件故障造成的損失，提高煤礦的開采效率。

4.4 系統(tǒng)創(chuàng)新

以自動化功能提升為目標(biāo)，進一步完善自動化技術(shù)系統(tǒng)，使其更好地操作煤礦開采設(shè)施，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，以保證自動化技術(shù)的順利進行，減少系統(tǒng)故障，對于提高煤礦生產(chǎn)效率是有保障的。

5? 自動化技術(shù)在煤礦開采的發(fā)展趨勢

礦業(yè)公司可以實施采礦自動化軟件或操作，以更好地控制自己的工作。采礦自動化軟件創(chuàng)建報告，以幫助管理人員閱讀生產(chǎn)力挑戰(zhàn)和增加問責(zé)制，以更好地了解投資回報。為了解決提高煤礦生產(chǎn)效率和安全的問題，一些煤礦公司開始向機器人硬件和軟件技術(shù)等自動化設(shè)備的方向發(fā)展，車輛或設(shè)備獨立轉(zhuǎn)換為采礦單位。采礦設(shè)備自動化有4種類型：遙控、遙控操作、輔助操作和全自動化。

6? 結(jié)語

隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模越來越大，安全是煤礦工業(yè)的生命線，由于人類對自動化作業(yè)的強烈需求，煤礦生產(chǎn)采用自動化技術(shù)，保障了煤礦安全，保證了生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)可以降低煤礦生產(chǎn)工人的勞動強度，提高他們的工作效率。自動化技術(shù)認(rèn)識到煤礦的生產(chǎn)價值，提高其應(yīng)用水平。該文分析和探討了自動化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用特點，自動化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用價值，以及自動化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，最終實現(xiàn)自動化技術(shù)在煤礦開采中的利益最大化。

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