煤炭開(kāi)采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

叢爽

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對(duì)煤礦實(shí)際需求量持續(xù)性增長(zhǎng)，煤礦開(kāi)采逐步趨于更深層次，開(kāi)采難度增加的同時(shí)，危險(xiǎn)性逐漸增高。煤礦開(kāi)采過(guò)程中，安全仍作為主題曲，是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，為保證開(kāi)采安全性及效率，需積極引入機(jī)械自動(dòng)化，投入較少勞動(dòng)力，提高煤炭開(kāi)采效率，保證作業(yè)員安全。本文主要分析煤炭開(kāi)采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤炭開(kāi)采;機(jī)械自動(dòng)化;應(yīng)用

前言

煤炭作為我國(guó)國(guó)民支撐核心產(chǎn)業(yè)，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展及進(jìn)步，大量新技術(shù)、新工藝不斷引入煤炭開(kāi)采中，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采逐步趨于機(jī)械化、自動(dòng)化。尤其針對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用，節(jié)省大量人力資源投入，提高煤炭開(kāi)采效率，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)處于良性循環(huán)。因此，機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展在煤炭開(kāi)采產(chǎn)業(yè)中備受關(guān)注，需結(jié)合煤炭開(kāi)采實(shí)際狀況，購(gòu)置吻合開(kāi)采要求的機(jī)械設(shè)備，減少人力投入，提高實(shí)際開(kāi)采速度，優(yōu)化及升級(jí)開(kāi)采流程，推動(dòng)煤礦行業(yè)的發(fā)展。

一、 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤炭開(kāi)采中優(yōu)勢(shì)價(jià)值

為進(jìn)一步保證煤礦能源可及時(shí)輸送，煤炭開(kāi)采中應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化，其有助于避免人為操作不當(dāng)，提高整個(gè)作業(yè)效率，確保機(jī)械工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化，可保證開(kāi)采過(guò)程安全性，進(jìn)一步降低開(kāi)采危險(xiǎn)系數(shù)，有效降低煤礦開(kāi)采過(guò)程中成本支出，促進(jìn)煤礦開(kāi)采實(shí)現(xiàn)規(guī)?；C(jī)械化及自動(dòng)化。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭開(kāi)采中優(yōu)勢(shì)如下：（1）提高采煤工作安全性。煤炭開(kāi)采過(guò)程中，其工作環(huán)境十分復(fù)雜，包含多個(gè)不確定因子，增加作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，不利于作業(yè)人員生命安全性及可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化水平不斷提高，其在煤炭開(kāi)采中應(yīng)用逐漸普及，保證人員安全性。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在安全系統(tǒng)更具可靠性、安全性，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備配置完善，可為礦井提供充足的風(fēng)量，提高煤炭開(kāi)采安全系數(shù)。（2）提高效率，減少生產(chǎn)投入。我國(guó)煤炭開(kāi)采深度逐步增加，加劇開(kāi)采難度系數(shù)，開(kāi)采工藝技術(shù)要求愈發(fā)嚴(yán)格，但僅依附于人力開(kāi)采，工作效率低下，無(wú)法滿足實(shí)際需求。煤炭需求量逐年遞增，開(kāi)采工作量逐步增加，企業(yè)需投入較大資源實(shí)施開(kāi)采工作。機(jī)械自動(dòng)化自身開(kāi)采速度較高，可進(jìn)一步減少人力成本支撐，優(yōu)化精簡(jiǎn)開(kāi)采流程，提高煤炭開(kāi)采作業(yè)效率。（3）充分利用煤炭資源。我國(guó)地域遼闊，煤礦資源十分豐富，多個(gè)區(qū)域內(nèi)均分布優(yōu)質(zhì)的薄煤層，此類地層開(kāi)采需先進(jìn)技術(shù)支持。機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用，可解決此類地層開(kāi)采瓶頸，提高煤炭資源利用率，實(shí)現(xiàn)能源合理化應(yīng)用。

二、煤炭開(kāi)采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

煤炭開(kāi)采作為一項(xiàng)復(fù)雜性、綜合性作業(yè)，其工作技術(shù)要求高，工作環(huán)境十分復(fù)雜，受外界影響因素較多，易出現(xiàn)安全事故。隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，煤炭開(kāi)采中應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化，提升開(kāi)采工作效率同時(shí)，保證作業(yè)人員生命安全，是未來(lái)煤炭開(kāi)采發(fā)展主要趨勢(shì)，需積極掌握其在煤炭開(kāi)采各環(huán)節(jié)實(shí)際應(yīng)用，不斷提高其應(yīng)用質(zhì)量，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展。

（一）煤炭掘進(jìn)生產(chǎn)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

掘進(jìn)作為煤礦開(kāi)采中最基礎(chǔ)工作，掘進(jìn)工作質(zhì)量對(duì)后續(xù)整個(gè)開(kāi)采狀況產(chǎn)生直接性影響，掘進(jìn)速度關(guān)乎后續(xù)各項(xiàng)工作開(kāi)展成效。掘進(jìn)核心目的在于為后續(xù)采煤開(kāi)辟巷道，若掘進(jìn)實(shí)際巷道較小，無(wú)法為煤炭資源順利輸送提供保證，掘進(jìn)工作質(zhì)量關(guān)乎后續(xù)開(kāi)采作業(yè)正常實(shí)施。掘進(jìn)工作過(guò)程中應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化，最典型的便為掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)機(jī)其自身配置多個(gè)系統(tǒng)，不僅包含開(kāi)關(guān)箱、控制箱，而且涉及照明系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等，通過(guò)此類系統(tǒng)聯(lián)合協(xié)調(diào)應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)掘進(jìn)工作自動(dòng)化、智能化，提高掘進(jìn)工作效率，減少人力實(shí)際投入，降低人為操作不當(dāng)帶來(lái)的開(kāi)采低效率及安全事故，為后續(xù)各項(xiàng)工作有序開(kāi)展提供保證。

（二）采煤生產(chǎn)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

煤礦核心生產(chǎn)任務(wù)目標(biāo)為采煤，采煤作業(yè)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)用大量先進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，進(jìn)一步有效提高采煤作業(yè)效率，同時(shí)保證煤炭開(kāi)采作業(yè)安全性及可靠性。煤炭開(kāi)采過(guò)程中機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品便是電牽引采煤機(jī)，該作業(yè)設(shè)備充分減少人力作業(yè)時(shí)間，處于無(wú)人操作條件下，可依附于初期設(shè)定在控制器內(nèi)相關(guān)指令信號(hào)實(shí)施采煤作業(yè)，提高煤炭開(kāi)采效率同時(shí)，作業(yè)性能十分優(yōu)良?？砂凑粘跗诓荚O(shè)相應(yīng)的程序指令，只需手動(dòng)布設(shè)采煤具體時(shí)間和方式，采煤機(jī)便可自行啟動(dòng)實(shí)施作業(yè)，減少人為操作帶來(lái)失誤產(chǎn)生的損失，提高采煤效率同時(shí)，保證開(kāi)采質(zhì)量可靠性。電牽采煤機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易，操作十分便捷，適用性較強(qiáng)，在煤炭開(kāi)采復(fù)雜環(huán)境中完成采煤作業(yè)，深受煤炭企業(yè)青睞[1]。

（三）礦井提升中機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用

煤礦提升工作環(huán)節(jié)作為開(kāi)采重要環(huán)節(jié)之一，其主要將開(kāi)采出煤炭從井下提升至地面工作過(guò)程，主要依附于人力參與完成礦井提升工作，此種工作模式成效較低，需人員循環(huán)開(kāi)展礦井提升機(jī)構(gòu);同時(shí)礦井提升工作具有較大的危險(xiǎn)性，易產(chǎn)生安全事故，選取自動(dòng)化技術(shù)的礦井提升機(jī)完成煤炭提升工作，可進(jìn)一步提高工作效率的同時(shí)，保證作業(yè)人員安全性及可靠性。煤礦提升作業(yè)中，應(yīng)用提升系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，可將煤礦井下資源短周期內(nèi)轉(zhuǎn)移至地面，主要以PLC控制，提高提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。此外，提升機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻控制器，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)處于交流范圍內(nèi)無(wú)極平滑調(diào)速功能性應(yīng)用，對(duì)實(shí)際作業(yè)中電機(jī)實(shí)際負(fù)載狀況進(jìn)行全生命周期監(jiān)測(cè)，且自行調(diào)節(jié)輸出功率，始終保證電機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，有助于工作效率提高。

（四）煤炭輸送中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

煤炭輸送作為開(kāi)采核心環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)工作模塊下，輸送主要依附于人力支撐，將開(kāi)采的煤炭通過(guò)斗車運(yùn)輸至礦車上，最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化輸送至煤炭存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)，此種運(yùn)輸工作模式不僅工作效率較低，而且耗損成本較大，不利于煤炭企業(yè)良好發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化興起及應(yīng)用，人工輸送方式逐步被替代，以機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)為核心輸送模式普遍應(yīng)用于煤炭輸送作業(yè)中，提高輸送效率。煤炭輸送自動(dòng)化技術(shù)基本原理為，利用以自動(dòng)化系統(tǒng)控制的皮帶式輸送帶，將煤炭開(kāi)采出產(chǎn)品直接輸送至初期指定地點(diǎn)或設(shè)備上，選取自動(dòng)化輸送設(shè)備，達(dá)成全生命周期無(wú)人操作化，如此提高煤炭資源運(yùn)輸效率，將作業(yè)人員工作強(qiáng)度予以降低。同時(shí)，煤炭運(yùn)送自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)持續(xù)性工作，運(yùn)輸工作具有較高的可靠性，提高企業(yè)煤炭開(kāi)采能力和運(yùn)轉(zhuǎn)水平[2]。

三、煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化措施

科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化不斷在各行業(yè)中普及，尤其在煤炭開(kāi)采中應(yīng)用，增強(qiáng)該行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，針對(duì)石油、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化而言，煤炭開(kāi)采機(jī)械自動(dòng)化仍處于薄弱階段，需積極對(duì)其技術(shù)不斷優(yōu)化改進(jìn)，提高應(yīng)用水平，確保煤礦企業(yè)獲取更多市場(chǎng)份額。

（一）加大機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新

為保證機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭開(kāi)采中實(shí)際成效，不僅需依附于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，而且需加強(qiáng)煤礦自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，注重各煤礦企業(yè)技術(shù)交流，積極引入創(chuàng)新型人才，給予新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新充足的資金。針對(duì)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化研發(fā)項(xiàng)目，其存在多個(gè)技術(shù)瓶頸難以突破，企業(yè)需進(jìn)一步加大技術(shù)創(chuàng)新改革力度，積極解決各類瓶頸，促使煤炭開(kāi)采機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)入新發(fā)展階段，為煤礦事業(yè)發(fā)展提供保證。

（二）提高機(jī)械設(shè)備利用率

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤炭開(kāi)采中普遍應(yīng)用，但其中部分環(huán)節(jié)中其實(shí)際應(yīng)用成效不佳，如此影響煤炭機(jī)械自動(dòng)化良好發(fā)展。依托機(jī)械自動(dòng)化，機(jī)械安裝及維護(hù)等作為核心工作內(nèi)容，是提高煤礦機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵舉措。因此，為進(jìn)一步發(fā)揮機(jī)械自動(dòng)化在煤礦作業(yè)中優(yōu)勢(shì)，提高煤礦機(jī)械設(shè)備利用率過(guò)程中，需積極做好設(shè)備更新、做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，提高設(shè)備利用率。

四、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開(kāi)采中發(fā)展前景展望

煤礦行業(yè)作為我國(guó)核心支撐產(chǎn)業(yè)，其良好發(fā)展與區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化逐步成為其未來(lái)發(fā)展方向，擁有良好的發(fā)展前景。未來(lái)煤炭開(kāi)采過(guò)程中，為促使機(jī)械自動(dòng)化更具成熟性，提高煤礦作業(yè)效率同時(shí)，保證工作質(zhì)量，需精準(zhǔn)掌握其發(fā)展前景：（1）安全生產(chǎn)重點(diǎn)崗位實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)。煤礦開(kāi)采過(guò)程中，由于作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，外界存在的影響因素較多，危險(xiǎn)性較高，井下安全保護(hù)投入較大人力及物力，但仍無(wú)法避免危險(xiǎn)事故發(fā)生。機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在采礦作業(yè)中應(yīng)用，尤其針對(duì)高危環(huán)節(jié)作業(yè)，需逐步實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、智能化，如此可降低人身事故概率，保證煤炭開(kāi)采安全性及可靠性。（2）在連續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。機(jī)械自動(dòng)化核心優(yōu)勢(shì)在于，實(shí)施各項(xiàng)工作任務(wù)均依附于初期指令布設(shè)，開(kāi)發(fā)人員對(duì)機(jī)構(gòu)自動(dòng)化控制器設(shè)置之后，其工作執(zhí)行無(wú)需人員參與，可嚴(yán)格依照初期程序設(shè)定開(kāi)展工作，實(shí)現(xiàn)持續(xù)性工作，從掘進(jìn)、開(kāi)采至最終運(yùn)輸均實(shí)現(xiàn)不間斷作業(yè)，提高煤礦企業(yè)自身生產(chǎn)能力，同時(shí)將人員從繁重作業(yè)任務(wù)中解脫，降低開(kāi)采成本支出，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。（3）機(jī)械自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)融入其他先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用煤礦開(kāi)采工作中，為凸顯其機(jī)械優(yōu)勢(shì)，需積極與其他先進(jìn)技術(shù)有效融合，提升工作自動(dòng)化水平。機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)中引入遙測(cè)、遙感等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化操作，動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)作業(yè)環(huán)境、工作狀態(tài)等，按照生產(chǎn)環(huán)境變化調(diào)整修正作業(yè)機(jī)械工作狀態(tài)，保證自動(dòng)化采礦機(jī)械工作可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化[3]。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用于煤炭開(kāi)采中，其憑借自身安全性高、效率高等優(yōu)勢(shì)，在煤礦掘進(jìn)、采煤及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中獲取良好的應(yīng)用成效，可減少人力投入，提高生產(chǎn)效率，確保煤礦開(kāi)采安全性及可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。為提高煤炭開(kāi)采機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用水平，需積極創(chuàng)新研發(fā)力度，做好設(shè)備更新，為其應(yīng)用質(zhì)量提高提供保證。

參考文獻(xiàn)

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