煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展與采煤自動(dòng)化技術(shù)探討

趙安輝， 鐘定超

（1.貴州恒姑煤業(yè)有限公司， 貴州 黔南州 558000；2.黔南州煤炭安全生產(chǎn)技術(shù)中心， 貴州 黔南州 558000）

引言

當(dāng)前時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)融合已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，相關(guān)企業(yè)對(duì)人工自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)裝備進(jìn)行了深度的結(jié)合。從當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，自動(dòng)化在我國(guó)的工業(yè)的領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的作用

從煤礦開(kāi)采業(yè)來(lái)看，由于這個(gè)產(chǎn)業(yè)在很大程度上會(huì)受到環(huán)境的影響，所以將自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行結(jié)合的新產(chǎn)品就必不可少。對(duì)我國(guó)煤炭開(kāi)采產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展出可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開(kāi)采的自動(dòng)化裝備就具有極其重要的意義。因此，如果想要實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化，就必須對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)煤礦的自動(dòng)化發(fā)展。而且如果想要對(duì)液壓支架以及采煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化化控制，就必須要借助自動(dòng)化技術(shù)來(lái)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè)，也只有使自動(dòng)化技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)的性能需求的契合度得到有效提高，才能使礦井機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化發(fā)展得到穩(wěn)定的保障[1]。

2 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 采煤機(jī)中的自動(dòng)化技術(shù)

在現(xiàn)階段，如果采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，那么這也說(shuō)明了煤礦設(shè)備也開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化、機(jī)械化以及自動(dòng)化，見(jiàn)圖1。除此之外，因?yàn)椴擅簷C(jī)的實(shí)際工作環(huán)境不是很好，所以為提高實(shí)際的工作效率，采煤機(jī)就對(duì)機(jī)械與電氣進(jìn)行了結(jié)合，并以此來(lái)充當(dāng)操作系統(tǒng)。這就極大地提高了采煤機(jī)監(jiān)控功能的重要性[2]。而且，在實(shí)際的采煤工作中，采煤機(jī)也發(fā)揮著非常重要的作用，所以一旦采煤機(jī)出現(xiàn)了故障，那么采煤工作就會(huì)受到相關(guān)影響，而這也會(huì)對(duì)采煤工作的正常運(yùn)行造成很大的阻礙。從這個(gè)層面來(lái)看，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就勢(shì)在必行了，這樣不僅能夠避免故障發(fā)生，而且還能使采煤機(jī)的自動(dòng)化控制得到實(shí)現(xiàn)。從當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，采煤機(jī)就已經(jīng)具有了如位置定位、軌跡的自動(dòng)化規(guī)劃、自動(dòng)記憶式割煤、防碰撞避險(xiǎn)以及故障自診斷等功能。而且在自動(dòng)化化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，采煤機(jī)還能實(shí)現(xiàn)基于產(chǎn)量需求以及工作環(huán)境等信息下的自動(dòng)化調(diào)速等功能。與此同時(shí)，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)在采煤機(jī)上得到了大規(guī)模應(yīng)用，因此，在采煤機(jī)上也就能實(shí)現(xiàn)記憶截割等自動(dòng)化控制[3]。

以收集到的這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，相關(guān)企業(yè)就能對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)化控制操作。除此之外，很多煤礦企業(yè)在實(shí)際工作中也在采煤機(jī)上應(yīng)用了行走編碼器以及高度傳感器等高精度傳感器，這樣不僅使采煤機(jī)的科技含量得到了有效提高，而且還使采煤機(jī)的質(zhì)量得到了更穩(wěn)定的保障。

2.2 煤炭挖掘過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)

在進(jìn)行煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，挖掘是最基礎(chǔ)的一個(gè)工作流程，這個(gè)步驟是煤礦開(kāi)采最開(kāi)始的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果這個(gè)環(huán)節(jié)的工作沒(méi)有做好的話，會(huì)使接下來(lái)在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中遇到更大的難度。這個(gè)環(huán)節(jié)工作效率的高低對(duì)整個(gè)開(kāi)采煤礦過(guò)程都有著十分重要的影響。所謂自動(dòng)化挖掘，就是將在挖掘過(guò)程中所使用到的各種操作都通過(guò)相應(yīng)的設(shè)置來(lái)使機(jī)器設(shè)備自行操作，而不需要人工來(lái)進(jìn)行管理，這樣一來(lái)，煤礦挖掘的效率就得到了很大的提高，為開(kāi)采煤礦節(jié)省了很多時(shí)間。

2.3 礦井提升中的自動(dòng)化技術(shù)

煤炭在挖掘過(guò)后，需要從地底下運(yùn)送到地面上，這個(gè)過(guò)程就是礦井提升。在傳統(tǒng)的提升煤炭過(guò)程中，一般都是利用人力來(lái)完成這個(gè)環(huán)節(jié)，這不僅使工作效率低下，對(duì)人力資源也是一種浪費(fèi)。其次，這其中也存在著很大的安全隱患，開(kāi)采煤礦本來(lái)就是一件很危險(xiǎn)的事情，在沒(méi)有使用自動(dòng)化技術(shù)之前，從事這個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員提升煤礦都是親力親為，也沒(méi)有完善的保護(hù)措施，他們的人身安全很難得到保障。而擁有自動(dòng)化技術(shù)的提升機(jī)，就能很好地代替人工，工人的生命也就更加安全，工作效率也能大大提升。

2.4 膠帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化技術(shù)

從所有的煤礦綜采工作流程來(lái)看，必不可少的一個(gè)設(shè)備就是膠帶運(yùn)輸機(jī)。而從實(shí)際情況來(lái)看，膠帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦中所發(fā)揮的主要作用就是對(duì)原煤進(jìn)行運(yùn)輸。除此之外，因?yàn)槟z帶運(yùn)輸機(jī)的功能就是傳送，再加上煤礦企業(yè)的生產(chǎn)能力與運(yùn)輸能力又是有直接關(guān)系的，所以對(duì)眾多大型煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果想要提高生產(chǎn)能力，那么它們就必須對(duì)大功率膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。以黃陵二號(hào)煤礦為例，其使用的皮帶是可控傳輸啟動(dòng)裝置（CST），而這個(gè)裝置是借助PLC 電控系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)啟動(dòng)時(shí)間與啟動(dòng)速度的，其最終目的就是實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)。另外，因?yàn)殡姍C(jī)的功率都很大，所以啟動(dòng)時(shí)的實(shí)時(shí)電流也就很大，但是電流過(guò)大不僅會(huì)使膠帶運(yùn)輸機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)部溫度得到極大提高，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，進(jìn)而對(duì)礦井的生產(chǎn)效率造成影響。因此，如果應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)溫度以及油溫進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，那么就能以此來(lái)保障膠帶運(yùn)輸機(jī)的安全運(yùn)行，進(jìn)而就能使礦井的正常生產(chǎn)得到穩(wěn)定的保障。

3 高精度傳感器在采煤機(jī)中的應(yīng)用

在現(xiàn)階段，如果采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，那么這也說(shuō)明了煤礦設(shè)備開(kāi)始實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、機(jī)械化以及智能化。除此之外，因?yàn)椴擅簷C(jī)的實(shí)際工作環(huán)境不是很好，所以為提高實(shí)際的工作效率，采煤機(jī)就對(duì)機(jī)械與電氣進(jìn)行了結(jié)合，并以此來(lái)充當(dāng)操作系統(tǒng)。因此，這就極大地提高了采煤機(jī)監(jiān)控功能的重要性。而且，在實(shí)際的采煤工作中，采煤機(jī)也發(fā)揮著非常重要的作用，所以一旦采煤機(jī)出現(xiàn)了故障，那么采煤工作就會(huì)受到相關(guān)影響，而這也會(huì)對(duì)采煤工作的正常運(yùn)行造成很大的阻礙。從這個(gè)層面來(lái)看，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就勢(shì)在必行了，因?yàn)檫@樣不僅能夠避免故障發(fā)生，而且還能使采煤機(jī)的智能控制得到實(shí)現(xiàn)。從當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，采煤機(jī)就已經(jīng)具有了如位置定位、軌跡的智能規(guī)劃、自動(dòng)記憶式割煤、防碰撞避險(xiǎn)以及故障自診斷等功能。而且在對(duì)精度傳感器進(jìn)行應(yīng)用之后，采煤機(jī)還能實(shí)現(xiàn)基于產(chǎn)量需求以及工作環(huán)境等信息下的智能調(diào)速等功能。與此同時(shí)，因?yàn)楦呔葌鞲衅髟诓擅簷C(jī)上得到了大規(guī)模應(yīng)用，因此，在采煤機(jī)上也就能實(shí)現(xiàn)記憶截割等智能控制。其中，高精度傳感器所收集到的采煤機(jī)部分?jǐn)?shù)據(jù)有：電機(jī)運(yùn)行的電流與溫度；搖臂以及牽引箱軸溫；液壓系統(tǒng)的壓力；冷卻水流量；滾筒高度；采煤機(jī)的行走速度與定位。

以收集到的這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，相關(guān)企業(yè)就能對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與智能控制操作。除此之外，很多煤礦企業(yè)在實(shí)際工作中也在采煤機(jī)上應(yīng)用了行走編碼器以及高度傳感器等高精度傳感器，這樣不僅使采煤機(jī)的科技含量得到了有效的提高，而且還使采煤機(jī)的質(zhì)量得到了更穩(wěn)定的保障。其中，一個(gè)關(guān)鍵的原因就是借助高精度傳感器就能實(shí)時(shí)監(jiān)控采煤機(jī)的狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在是自動(dòng)化的時(shí)代，人工智能化技術(shù)在生活中的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的都越來(lái)越廣泛，為了更好讓這種技術(shù)在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中得到運(yùn)用，我們需要建立一個(gè)完備的管理系統(tǒng)，將煤礦周圍的環(huán)境勘測(cè)清楚。因此，從整體上看，如果在煤礦采煤機(jī)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，那么礦井的自動(dòng)化發(fā)展就有了穩(wěn)定的保障。而且通過(guò)傳感器就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣就為設(shè)備的遠(yuǎn)程操作與自動(dòng)化控制提供了依據(jù)。