煤礦機電對自動化技術的創(chuàng)新應用對策探討

毛旺強

[摘? ? 要]近年來，我國各個領域不斷加大了科技攻關力度，在此過程中，煤礦企業(yè)全面開展了機電對自動化技術的創(chuàng)新應用，意義重大。依托井下物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術，構建運輸、采掘、通風、提升、排水、供電、維修、調度、管理等為一體的自動化控制模式，提升產(chǎn)量與生產(chǎn)安全性。文章首先概述自動化技術在煤礦機電中的應用價值，其次對煤礦機電中自動化技術的應用問題展開了分析，最后重點探討煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新應用對策。

[關鍵詞]創(chuàng)新應用;自動化技術;對策;煤礦;機電

[中圖分類號]TD67;TD82 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]In recent years， my country has continuously increased its efforts in scientific and technological research in the development of various fields. In this process， coal mine enterprises have fully implemented the innovative application of electromechanical technology to automation technology. It is of great significance to rely on the underground Internet of Things， big data， cloud computing and other high-tech Technology， build an automated control mode integrating transportation， mining， ventilation， lifting， drainage， power supply， maintenance， dispatching， and management to improve output and production safety. The article first summarizes the application value of automation technology in coal mine electromechanical， and then analyzes the application of automation technology in coal mine electromechanical. Finally， it focuses on the innovative application countermeasures of coal mine electromechanical automation technology， with a view to the sustainable development of my country's coal mine industry. Contribute a driving force.

[Keywords]innovative application; automation technology; countermeasures; coal mine; electromechanical

隨著我國科學技術發(fā)展速度的不斷加快，自動化技術在各個領域的應用愈加普及，促進了煤礦機電機動化技術應用水平整體上的提升。然而，由于國內各地煤礦行業(yè)存在著不均衡的技術水平問題，導致一些煤礦企業(yè)尚未充分運用自動化技術優(yōu)勢，改革創(chuàng)新機電設備運行及其管理模式，亟待采取有效對策，推進煤礦機電對自動化技術的創(chuàng)新應用，最大程度減小煤礦生產(chǎn)的危險系數(shù)，提升各個環(huán)節(jié)的工作效率與綜合效果。

1 自動化技術在煤礦機電中的應用價值

在煤礦機電中有效運用自動化技術，能夠依托信息技術的優(yōu)勢，按照不同設備的運行需求與實際規(guī)律，設置程序達到自動運行設備的狀態(tài)，其突出作用在于設備運行大大減少了人為因素干擾，煤礦機電設備生產(chǎn)效率大幅度提升。通過PLC技術、微機控制技術、電子信息技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等，順利實現(xiàn)生產(chǎn)目標。其應用價值主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 減少安全事故隱患

將自動化技術應用于煤礦機電設備，可以降低和有效控制安全事故風險，及時發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患，很多具有較高危險性的開采活動不必工人直接完成，為其人身安全增加了有效保障。開采全過程使用自動化技術進行動態(tài)監(jiān)測，通過提前發(fā)出警報的方法避免危險真正發(fā)生，達到預防風險與異常的作用，令安全事故在苗頭階段便被熄滅。

1.2 提高生產(chǎn)能力與效率

人工操作受人體生理極限所限制，機器操作每間隔一段時間便需對操作人員進行更換，難以保持最佳運行狀態(tài)。自動化技術應用到機電設備的煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)后，設備在自動管理的運行狀態(tài)下效率與生產(chǎn)質量更高，解決了人工操作的重復性勞動，讓工作人員可以在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)投入更多精力與實踐，進一步提高生產(chǎn)效率與整體能力。

2 煤礦機電中自動化技術的應用問題分析

2.1 工程設計有缺陷

煤礦行業(yè)的機電設備生產(chǎn)中，工程設計是起著重要作用的前期工作，其開展情況一定程度上直接決定了采礦費用評估、設備安裝、工程進度。然而一些煤礦企業(yè)所開展的工程設計尚有缺陷問題，設計人員對自動化設備和機電自動化技術的應用過于盲目隨意，難以體現(xiàn)其功能作用，反而增加了開采成本，工程設計不具備科學性、合理性，難以順利推進開采進度，給安全事故的發(fā)生增加了風險隱患。

2.2 尚未完善管理機制

自動化技術在煤礦機電中實踐應用屬于復雜性較強、科學性較高的工作，只有制定出對應的管理機制，才能夠規(guī)范技術操作，明確技術標準，減少疏漏。然而在實際情況中，大部分煤礦企業(yè)尚未完善相關管理機制，制度內容與機電自動化技術應用需求脫節(jié)，難以發(fā)揮出應具備的指導、保障與規(guī)范作用。

2.3 技術水平落后

一些經(jīng)濟發(fā)展較慢地區(qū)的煤礦企業(yè)，目前所采取的機電自動化技術水平較低，自動化程度落后，仍舊以傳統(tǒng)的人工開采技術為主，限制了自動化技術在煤礦領域的推廣應用。

2.4 安裝存在錯誤

有的煤礦企業(yè)在安裝自動化技術控制的機電設備時，發(fā)生錯誤或者疏漏問題，嚴重影響了開采進度、效率與安全性。

2.5 設備操作困難

盡管自動化技術的引入帶給現(xiàn)代設備煤礦企業(yè)生產(chǎn)更多便利條件，然而在此過程中也帶來了很多挑戰(zhàn)。相較于傳統(tǒng)機電設備而言，自動化的機電設備具有更加復雜的儀表，在運行時有大量數(shù)據(jù)不斷顯示出來，想要閱讀并理解數(shù)據(jù)內容有一定難度，如果操作人員缺少專業(yè)知識，則無法滿足設備操作崗位的需求。此外，部分自動化機電設備性質上為高精密設備類型，如果發(fā)生誤操作問題，則會損壞精密零件，引起設備失靈，嚴重時可能造成安全事故。

3 煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新應用對策

3.1 礦井提升機的應用

近年，在我國社會經(jīng)濟發(fā)展與科技水平提升的帶動下，依托自動化技術的礦井提升機不斷升級優(yōu)化控制系統(tǒng)，引入了先進的模擬技術和電子信息技術，在運輸煤炭、設備、煤礦材料的工作中發(fā)揮出更多優(yōu)勢與作用，具備了更可靠、更安全的運行條件，逐步形成了無人操控的智能控制系統(tǒng)，自動檢測絞車液壓站的各個閥位，通過監(jiān)測系統(tǒng)的配備掌握設備狀態(tài)，在發(fā)生礦井提升機運行故障之前通過檢測升高溫度、振動加劇的方式進行精準預測與及時警報，系統(tǒng)的移動終端得到推送的故障信息，依據(jù)實際運行情況采取對應措施消除故障風險。

3.2 井下輸送機的應用

將故障定位技術、狀態(tài)預警技術、圖像智能識別技術、智能運行技術應用于井下輸送機，可以達到機電設備自動化技術的創(chuàng)新應用效果，避免和控制設備能耗、磨損以及沖擊，形成崗位無人的運行模式?？刂戚斔蜋C設備運行的是新型自動化集控技術，通過全方位智能監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和應用，避免與解決了煤礦輸送機設備運行期間的斷裂、打滑、跑偏等問題，有異常情況發(fā)生在井下輸送機設備時，該系統(tǒng)可以進行聲光報警，準確定位故障發(fā)生點，為工作人員進行有效補救提供便利條件和可靠參考依據(jù)，將故障問題的一手資料提供給接下來的故障分析工作人員。

3.3 采掘煤礦的應用

基于安全生產(chǎn)要求下的煤礦行業(yè)，如何針對具有較高危險性的煤礦生產(chǎn)加強安全保障是重中之重的任務，實時監(jiān)測掘進機運行各種參數(shù)變化，達到準確定位三維空間的標準，可以將生產(chǎn)危險風險與程度大大降低，自動控制運輸系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、供電系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)管設備開機率與綜掘工作面產(chǎn)生的各種工況數(shù)據(jù)信息，對支護、排矸、切割等掘進工藝進行優(yōu)化，達到無人或者少人的掘進工作面創(chuàng)新目標。

此外，將電液控技術應用到綜采工作面，引入數(shù)字化地測技術和系統(tǒng)，賦予采煤機設備記憶切割功能，實現(xiàn)采煤工作面的動態(tài)建模，保證建模精細性和準確性，對設備姿態(tài)、速度、軌跡、支架等進行自動控制，實時上傳綜采工作面具體狀況，工作人員分析三維地質模型，結合環(huán)境感知系統(tǒng)的反饋信息，超前預測工作面可能面臨的災害，同時遠程診斷設備故障。

3.4 礦井監(jiān)控的應用

將智能化技術引入礦井安全的自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，全方位無死角監(jiān)控供電、通信、視頻、安全、礦壓、水文等情況，準確分析災害趨勢，保證預警的超前性與可靠性，切實支撐生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。將先進自動化技術、智能技術、物聯(lián)網(wǎng)技術應用于統(tǒng)一調度平臺的建設中，提升工業(yè)環(huán)網(wǎng)的可靠性，讓整個井下的生產(chǎn)場所均被覆蓋到，聯(lián)動自動化控制系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，達到一鍵呼叫、統(tǒng)一調度的目標。此外，將高清工業(yè)電視系統(tǒng)應用到礦區(qū)的重點區(qū)域，結合生產(chǎn)需要做好移動無線攝像機的配備，提高現(xiàn)場管理的可視化程度與實時性，避免信息延誤，向調度指揮中心統(tǒng)一傳輸聲音、圖像信息，提升對現(xiàn)場各種信息的采集效率和質量。

3.5 無人值守重要場所

過去，煤礦開采重要場所需要設置專人到井下大巷完成開停皮帶操作，做好井下皮帶管理，將先進自動化技術創(chuàng)新應用到重要場所后，集控室操作員可以不用值守在重要場所，工作內容從現(xiàn)場開皮帶變成點鼠標、看電腦，同時解決了井下職工開停皮帶過程需要十多分鐘打電話溝通的問題，為各個崗點、沿途工作人員的信息溝通提供了高效且便利的通信條件。

例如，過去的調度室皮帶管理和監(jiān)控工作中，工作人員僅可看到給煤機前方2 m多距離情況。在看不清的狀態(tài)下，操作臺和皮帶控制開關往往僅靠“經(jīng)驗”開停機，一旦發(fā)生故障引起停機，難以了解故障具體原因，必須安排檢修工人深入現(xiàn)場實際查看，然后再制定處理方案，整個過程勞動強度大、安全系數(shù)差。創(chuàng)新自動化技術應用后，所有機電設備以自動化技術為鏈接共同構成智慧礦井，360°全景視頻監(jiān)控重點崗位、重點區(qū)域，搭建并完善各子系統(tǒng)遠程集控平臺，發(fā)揮出各機電設備智能聯(lián)控、聯(lián)動啟停、遠程集控等一系列功能，智能巡檢重點設備，減少崗位工，向著無人值守目標不斷邁進。此外，在智能識別各種信息和故障的基礎上，將數(shù)據(jù)沉淀狀態(tài)打破，運用鋼絲繩芯和膠帶無損檢測技術，實時檢測鋼絲繩和膠帶帶面，提升故障診斷水平，自動采集煤倉倉位、運行電流、滾筒溫度等各種數(shù)據(jù)并進行分析研判，最終形成全面的“體檢報告”，給故障的精準檢修帶來正確的決策分析。

3.6 智能AI攝像機的應用

將智能AI攝像機應用于機電工區(qū)集控室，可以對各機電設備運行狀態(tài)進行實時顯示，當有異物、大塊矸石信息顯示出來時，系統(tǒng)會有“滴滴”報警聲響起，聯(lián)動原煤運輸線雜物智能識別系統(tǒng)與智能AI攝像機，方便快捷地識別臟雜物、廢舊錨桿、大塊矸石等異物。

3.7 礦用防爆電器產(chǎn)品的應用

自動化技術與礦用防爆電器產(chǎn)品的結合，令產(chǎn)品規(guī)格和樣式有了很大擴充，涌現(xiàn)出礦用防爆高低壓組合開關、礦用防爆變頻調速裝置、礦用防爆高低壓軟啟動器等新產(chǎn)品，在解決低水平重復生產(chǎn)、避開價格競爭方面具有重要應用價值，助力煤礦企業(yè)在行業(yè)激烈競爭中脫穎而出。高附加值、高技術礦用機電產(chǎn)品的開發(fā)與推廣應用，讓煤礦企業(yè)順利贏得了市場，從打造本質安全的新時代礦井這一角度來看，自動化、電氣化、機械化技術在礦用防爆電器產(chǎn)品中的綜合應用也創(chuàng)造了更多社會效益。

3.8 機電精益化管理的應用

研究現(xiàn)代煤礦企業(yè)的機電系統(tǒng)不難發(fā)現(xiàn)，具有設備數(shù)量多、種類多、戰(zhàn)線長、環(huán)節(jié)復雜的特點，加大了管理難度。自動化技術在機電精益化管理中的應用可以對細節(jié)嚴格管控，將機電管理基礎夯實，實現(xiàn)優(yōu)質服務生產(chǎn)、創(chuàng)新機電管理的目標。根據(jù)機電系統(tǒng)運行情況，從實際管理需求入手，通過節(jié)能降耗、系統(tǒng)優(yōu)化、人才培養(yǎng)、材料管理、“漏、滴、跑、冒、滴”等方面，構建機電精益化管理體系，保證煤礦機電系統(tǒng)所有類型的技術密集型關鍵設備處于高效安全運轉中。

4 結束語

當今社會信息技術高度發(fā)展，為各個行業(yè)自動化技術的創(chuàng)新應用提供了便利條件，在此背景下，推動煤礦機電對自動化技術的創(chuàng)新應用勢在必行。在礦井建設過程中，重視并做好煤礦機電自動化技術的升級、改造以及創(chuàng)新應用，是提高煤礦作業(yè)質量和效率的有效方法，也是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證。

參考文獻

[1] 劉媛媛.煤礦機電設備智能化維護研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].工礦自動化，2021，47（7）：79-84.

[2] 張建銳，徐?；?淺談煤礦機電技術管理與煤礦安全生產(chǎn)[J].中國設備工程，2021，28（3）：45-46.

[3] 張洋.煤礦機電自動化技術發(fā)展及應用[J].當代化工研究，2021，40（7）：93-94.