煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新應用

邵珠振 白銀庫

（山東能源魯西礦業(yè)集團單縣能源有限責任公司，山東菏澤 274300）

當前，我國煤礦行業(yè)發(fā)展迅猛，煤礦產(chǎn)值不斷增加。尤其是在煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整的發(fā)展背景下，煤礦企業(yè)對作為第一生產(chǎn)力的科學技術的運用越來越重視。在實際的煤礦開采中運用自動化技術，使得煤礦生產(chǎn)工序更加簡單化、程序化，煤礦生產(chǎn)效率不斷增加，生產(chǎn)智能化水平也日益提升，促進了煤礦企業(yè)的發(fā)展。但是，在自動化技術的實際運用中難免存在許多問題，直接影響了自動化發(fā)展水平。因此，對機電設備自動化技術的探討具有重要的現(xiàn)實意義。

1.煤礦機電自動化技術概述

煤礦機電自動化技術是在煤礦機電設備的運行中，借助于編程邏輯控制器，根據(jù)設備運行中的相關指令實現(xiàn)對機電設備的智能化控制。在煤礦機電設備自動化技術的運用中，能夠?qū)υO備運行中的各項數(shù)據(jù)進行實時掌握，對機電設備運行狀況進行檢測與分析，以此來判定設備是否存在運行故障，并對其中的安全隱患及時解決[1]。自動化技術并非指一種單一的技術，而是集計算機技術、控制技術與傳感技術于一體的綜合性技術，將其運用到煤礦機電設備管理工作中，主要體現(xiàn)出以下3大特征：

第一，多樣化特征。煤礦機電設備在生產(chǎn)與運行過程中，涉及了多個領域的不同技術，決定了自動化技術的多樣化特征，以滿足機電設備多樣化的運行管理需求。

第二，集成化特征。煤礦機電自動化技術的運用需要數(shù)據(jù)采集技術、人機界面、單片機以及PLC等多項技術的支持。工作人員借助于以上技術實現(xiàn)對煤礦機電設備的信息采集，還能對其運行狀態(tài)進行準確檢測，以此體現(xiàn)其集成化特征。

第三，智能化特征。在煤礦深井作業(yè)中，充分借助于智能化技術實現(xiàn)無人操作，對煤炭綜采面的具體參數(shù)進行準確采集，同時在人工智能控制系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)對煤礦機電設備的智能化管理[2]。

2.煤礦機電自動化技術的應用現(xiàn)狀

2.1 煤礦機電管理機制建設欠完善

在煤礦企業(yè)的運行與管理中，科學完善的管理機制是保障自動化技術得到充分運用的重要因素。但是，從當前現(xiàn)狀來看，許多煤礦企業(yè)在機電管理機制建設方面并不完善，使得機電自動化技術的應用與發(fā)展受到不良影響。許多煤礦企業(yè)即使制訂了相應的機電管理制度，但是并沒有對煤礦開采與生產(chǎn)實際情況相結(jié)合，與自動化技術在煤礦機電設備管理中的應用不相匹配，導致制度與實踐不相適應，使得管理制度僅存在于形式上，很難發(fā)揮其真正的作用。對于煤礦企業(yè)而言，要想實現(xiàn)機電自動化管理就必須建立健全機電管理機制，提升自動化技術的系統(tǒng)性，促進煤礦生產(chǎn)效益的提升。

2.2 煤礦機電自動化技術的操作水平不高

在煤礦機電設備的運行中，運用自動化技術對工作人員的專業(yè)素質(zhì)與操作水平提出了較高的要求。就當前階段來講，煤礦企業(yè)中精通自動化技術的專業(yè)人才相對缺乏，對自動化技術的操作水平并不高，導致在實際的煤礦開采作業(yè)中對自動化技術的應用不夠充分，一般多用于對煤礦開采的初期階段，整體的自動化操作水平并不能滿足煤礦開采作業(yè)的實際需求，導致自動化技術的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮?，F(xiàn)有煤礦機電自動化操作人員對于自動化技術的知識儲備相對較少，工作經(jīng)驗欠豐富，一旦遇到設備故障，就會陷入技術困境，不能在第一時間解決問題，為機電設備的運行埋下安全隱患[3]。

2.3 煤礦機電自動化技術人才隊伍建設不足

當前，自動化技術在煤礦開采與生產(chǎn)過程中的運用還處于嘗試階段，工作人員經(jīng)驗不足，對自動化技術的專業(yè)知識認知有限，通常是在實踐中摸索，在遇到問題時往往需要借助于他人經(jīng)驗。這就導致自動化技術在煤礦開采與生產(chǎn)中的運用較為落后。在煤礦機電自動化技術的運用中，通常會面臨許多技術難關，因為企業(yè)缺乏自動化技術方面的高精尖人才，再加上對現(xiàn)有技術人員及操作人員的培訓工作不到位，使得當前煤礦企業(yè)現(xiàn)有人才隊伍自動化整體應用水平不高。另外，在實際的管理工作中，許多操作人員因?qū)ψ詣踊夹g認知不足，時常存在操作失誤現(xiàn)象，增加設備故障的發(fā)生概率，對煤礦企業(yè)的正常運行產(chǎn)生不利影響。

2.4 煤礦自動化技術管理體系不科學

在煤礦開采與生產(chǎn)作業(yè)中，自動化技術的合理應用能夠有效減輕作業(yè)人員的工作負擔，提升煤礦開采效率。目前，自動化技術在煤礦機電設備中的運用日漸廣泛，煤礦開采環(huán)境也越來越復雜，在具體的開采作業(yè)中往往會面臨各種技術難題。許多煤礦企業(yè)在自動化技術的應用中并沒有建立起系統(tǒng)完善的管理體系，管理人員的工作職責并沒有明確規(guī)定，導致實際的工作效率受到直接的影響，對自動化技術的有效應用產(chǎn)生阻礙作用，影響煤礦生產(chǎn)效益的提升[4]。

2.5 煤礦工程設計欠合理

在自動化技術的實際應用中，應充分對煤礦開采環(huán)境與生產(chǎn)條件進行全面分析，了解自動化技術的實際應用特點，以此為依據(jù)制訂科學有效的應用設計方案，以保證自動化技術與煤礦生產(chǎn)需求的相互適應。就當前階段而言，許多企業(yè)在煤礦工程作業(yè)設計中往往對自動化技術的應用產(chǎn)生忽略，使得在煤礦開采的后續(xù)環(huán)節(jié)與自動化技術的應用很難匹配起來，直接影響了煤礦開采自動化技術的應用效果，甚至導致煤礦開采安全事故的發(fā)生。對此，煤礦企業(yè)應引起足夠的重視，在工程開采方案的設計中應積極引進自動化技術對實際的開采作業(yè)與自動化技術的應用進行充分考量，加強兩者的融合，進一步提升生產(chǎn)效率。

3.煤礦機電自動化技術的創(chuàng)新策略

煤礦機電自動化技術在煤礦生產(chǎn)過程中的創(chuàng)新應用主要體現(xiàn)在礦井煤炭傳送系統(tǒng)、礦井提升機、煤礦采掘環(huán)節(jié)、煤礦液壓支架以及礦井監(jiān)測系統(tǒng)等方面的運用上，下面對其進行分別探討：

3.1 礦井煤炭傳送系統(tǒng)

在煤礦開采與生產(chǎn)過程中，煤炭傳送系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)之一，尤其是在當前煤炭需求量不斷增加的新形勢下，煤炭傳輸量越來越大，傳輸距離也越來越遠，生產(chǎn)環(huán)境越來越復雜，對煤炭傳送系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。可以說，煤炭傳送系統(tǒng)是保證煤炭安全傳輸、提升傳送效率的關鍵要素。但是在現(xiàn)實情況下，煤炭傳送系統(tǒng)穩(wěn)定性不足，甚至會出現(xiàn)移位、跑偏等情況導致煤炭傳送效率低下。而將自動化技術運用于煤炭傳送作業(yè)中，對整個煤炭傳送過程進行全面監(jiān)控，一旦發(fā)生煤炭移位或跑偏的情況就會立即報警，以此來確保煤炭資源的安全傳送。同時，采用自動化技術能夠根據(jù)實際的煤礦生產(chǎn)要求對煤炭傳送系統(tǒng)進行有效控制，以防存在空轉(zhuǎn)的情況，導致能源浪費，增加生產(chǎn)成本[5]。

另外，通過自動化技術的運用能夠?qū)崿F(xiàn)對煤炭傳送設備的集中管理與控制，對不同功能區(qū)進行科學區(qū)分。而現(xiàn)場總線技術的運用能夠?qū)崿F(xiàn)在惡劣環(huán)境下的通信功能，即使通訊信號差也能保證不同部門之間的有效溝通，充分保證設備的穩(wěn)定性。借助于自動化技術對井下膠帶輸送機進行智能化控制，能夠保證輸送機的制動力，保證設備運行參數(shù)的合理性，進而提升煤炭輸送效率。

3.2 礦井提升機

在煤礦開采作業(yè)中，礦井提升機的應用非常關鍵。在煤炭開采中，需要使用礦井提升機將開采出的煤炭以及殘渣輸送出來，作業(yè)人員也需要借助于礦井提升機出入礦井，對礦井提升機的安全性與穩(wěn)定性提出非常高的要求，礦井提升機一旦發(fā)生故障就會造成嚴重的人員傷亡事故。因此，必須采取有效措施保證礦井提升機的穩(wěn)定性與牢固程度。而自動化技術在礦井提升機中的應用，能夠?qū)⑻嵘龣C的具體工作數(shù)據(jù)反饋至系統(tǒng)終端，系統(tǒng)根據(jù)具體的工作數(shù)據(jù)實現(xiàn)對提升機工作狀態(tài)及性能的安全監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，就會立即開啟制動器，將運行中的提升機控制在停止運行狀態(tài)下，以防導致不良事故的發(fā)生。另外，在礦井提升機的運行中，將多個控制器分別安裝于不同節(jié)點，借助于自動化技術實現(xiàn)對多個控制器的獨立控制實現(xiàn)對提升機的多線程控制，在保證提升機運行穩(wěn)定性的同時，為實際操作帶來更大的便利[6]。

3.3 煤礦采掘環(huán)節(jié)

在煤礦開采與生產(chǎn)過程中，煤炭采掘是一項非常重要的中心工作，對整個煤礦開采效果產(chǎn)生著關鍵的影響。但是，在實際的煤炭采掘工作中往往受到多種不確定因素的影響，例如環(huán)境因素、技術因素、人為操作因素等對采掘工作帶來不良影響的同時，容易增加安全事故的發(fā)生概率。在煤礦采掘環(huán)節(jié)中應用自動化技術，能夠有效提升采掘工作的安全性，在減少勞動損耗的同時降低風險因素對采掘流程產(chǎn)生的不利影響，避免安全事故的發(fā)生。例如，電牽引采煤機的應用不僅牽引力強，穩(wěn)定性突出，能夠很好地適應惡劣復雜的開采作業(yè)環(huán)境，有效地提升了煤礦采掘效率，促進了煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益的提升[7]。

3.4 煤礦液壓支架

在煤炭開采與生產(chǎn)過程中，液壓支架作為常用設備，能夠保證煤礦生產(chǎn)的順利進行。一般情況下，液壓支架多用于工作面與煤層支撐面環(huán)境下，以保證作業(yè)環(huán)境的安全性與穩(wěn)定性。自動化技術在煤礦液壓支架中的應用能夠?qū)σ簤褐Ъ艿倪\行狀態(tài)、工作參數(shù)進行自動化分析與科學調(diào)整。在頂板支護中，如果支架壓力出現(xiàn)不良變化就會直接反應到傳感器與計算機系統(tǒng)中，對液壓支架進行自動移動，并對頂板壓力值進行有效調(diào)節(jié)，使其達到合理范圍內(nèi)。以上操作無需在礦井內(nèi)環(huán)境中進行，借助于遠程通信技術只需要在地面就能完成操作，在保證人員安全的同時，還能實現(xiàn)工作效率的提升[8]。

3.5 礦井監(jiān)測系統(tǒng)

在我國的煤礦開采與生產(chǎn)過程中，受煤層深、傾角大以及沖擊地壓等多種因素的不良影響，導致我國煤礦開采自動化監(jiān)測技術的應用面臨諸多困難。當前階段，我國自動化技術在礦井監(jiān)測系統(tǒng)中的應用還處于不斷嘗試與實踐的階段，監(jiān)測系統(tǒng)的落實程度相對不足。但是，在煤礦開采與生產(chǎn)過程中，礦井監(jiān)測系統(tǒng)的應用非常重要，是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要手段。因此，應加強對礦井監(jiān)測系統(tǒng)的創(chuàng)新應用。

例如，在煤礦生產(chǎn)中，為了保證安全性可安裝視頻監(jiān)測系統(tǒng)，或者在監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)安裝聲光報警裝置。一旦發(fā)生故障，監(jiān)測系統(tǒng)通過通信端口立即傳輸給設備管理人員，由管理人員進行及時處理。同時，礦井監(jiān)測系統(tǒng)還能對故障的發(fā)生狀態(tài)進行有效識別，并發(fā)出指控命令將運行中的設備控制在停止狀態(tài)下，以防對作業(yè)人員的人身安全造成威脅。另外，礦井監(jiān)測系統(tǒng)還能對故障發(fā)生的位置與相關信息進行明確定位，為工作人員的搶修節(jié)省時間，提升搶修效率，使設備在最短時間內(nèi)得到搶修，并恢復至正常的運行狀態(tài)。

4.結(jié)語

將自動化技術運用于煤礦作業(yè)中，能在很大程度上提升作業(yè)效率，為煤礦企業(yè)帶來巨大的生產(chǎn)價值。在煤礦企業(yè)的運行與管理中，要想使自動化技術的作用與優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，在實際的工作管理中，必須對自動化技術應用過程中存在的問題進行全面分析，提升作業(yè)人員的安全生產(chǎn)意識，強化技能培訓，使作業(yè)人員對自動化技術熟練掌握，提升其專業(yè)水平與綜合能力。本文對煤礦企業(yè)機電自動化技術的運用展開了詳細探究，以期改善當前煤礦機電自動化技術的應用現(xiàn)狀，提升煤礦生產(chǎn)與管理自動化水平，進而促進煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。