煤礦自動化發展的若干分析

【摘要】本文是針對煤礦企業生產中自動化技術發展的探討。自動化生產是科技進步的體現，也是現代煤礦企業中必不可少的系統程序。它不僅能解放勞動力，提高企業的生產效率，節約生產成本，而且在煤礦生產這種高風險的作業環境中，自動化生產能有效的減少安全事故的發生。

【關鍵詞】煤礦企業；自動化生產；現狀及對策

一、煤礦自動化概述

煤礦自動化是指利用計算機技術、自動化設備以及機電技術等先進的科技，來實現煤礦生產的機械化無人操作。自動化技術在煤炭生產中的廣泛應用，不僅反映了企業的先進水平，更有助于提高煤礦的生產效率，減少安全事故的發生。而這其中，對于自動化系統方面的性能也提出了相當嚴格的要求。通常來講，煤炭自動化生產都應有一套完善的計算機處理單元，用來獨立處理一些數據運算、信息采集以及控制執行機構等等，這些處理單元一般都是工業級單片機、或者額嵌入式PLC。此外，煤礦的自動化產品中還有許多高精度的傳感器和通訊模塊，用來采集各種必要的信號、數據，并對數據進行傳輸，從而實現對煤礦生產作業的實時監控。傳感器是工程控制系統中的基本構成部分，多用來實現對數據信息的收集，并且有著很高的穩定性和可靠性。

自動化在煤礦生產中的意義，不能簡單的理解成為缺少人工的智能化操作，或是節約勞動成本。其更深層的價值在于，自動化生產加快了機械裝置的速度，提高了生產的精密度和安全性能，在此基礎上實現了能源的節約，勞動力的節約，達到資源的高效率利用和解放勞動力的效果。在世界許多發達國家中，已經實現了煤礦開采時的全過程自動化操作，包括煤礦的勘測、采挖、浮選、運輸等環節，都是在網絡信息系統的平臺上進行的。而我國由于歷史問題，相關的技術相對滯后，目前正在朝著這一方向不斷努力。

二、煤礦自動化的現狀

1.采掘機械自動化

隨著計算機和傳感器技術的發展，發達國家中都普遍采用了計算機來控制采掘機械，并且根據采掘的環境對采煤機和運輸機械以及支架系統都進行了聯合控制，實現了采煤作業全面的自動化操作。而且，利用計算機系統，還可以對系統中的機械設備進行定期的故障檢查和保養維護。采煤機械也已經由傳統的液壓牽引發展到了電動牽引，由原來的直流牽引發展到現在的交流頻電牽引，且容量也在不斷增大。總的裝機功率多數都在1000KW以上，最高甚至達到1500KW，工作面的運輸機和液壓支架也有了高效率的發展。我國由于采煤技術起步晚于歐洲發達國家，從70年代到現在，發展速度最快的要數綜采機械化程度。我國煤炭生產中的綜采設備有90%都屬于國產設備，但絕大部分仍為液壓牽引，且最大的裝機功率僅為800KW。國產也有少部分電牽引采煤機，但仍在試驗和研制階段，實際投入生產的非常少。至于工作面的計算機控制也還在起步階段，其刮板運輸能力較小，過煤量也很低。

2.選煤廠自動化

國外先進國家于上世紀中期就逐漸開始研制一些介質比重控制系統，并于60年代研制出了灰分、濃度自動控制系統、膠帶輸送機自動累計成立系統、智能濃度測量儀、料位儀等，實現了受煤系統、備煤系統以及浮選系統、干燥系統的自動化控制。在八九十年代時期，通過計算機技術的應用，在生產中與不同種類的在線監測儀表配套使用，實現了選煤廠自動化、最優化操作管理和產品化選擇。而在近兩年，隨著在線監測儀表技術的創新發展，自動化操作已經逐漸開始影響并改善了傳統的洗選工藝流程。

3.安全監控系統

傳統的煤炭生產中，由于受到塌方、瓦斯、煤塵以及水、火等因素的存在，使得煤炭的安全生產和作業人員的生命安全都受到了嚴重的威脅。因此，發展自動化安全監控系統是十分必要的。我國從上世紀改革開放以來，不斷從國外引進先進的安全監控系統和制造技術，經過了多年的實踐經驗，現如今已經逐漸形成了數十家如AL、TF200、KJ等系列的監控系統生產和科研單位。目前我國的監控系統中主要存在的問題在于傳感器種類少、壽命短，穩定性能也較差，系統的維護工程量大，無論從計算機應用程度還是從系統結構來講，都只相當于先進國家90年代的水平。其次，由于缺乏專業領域的人才，相應的軟件開發技術也跟不上，導致許多監控系統利用效率低下，系統的可靠性能差。

三、煤礦自動化的發展對策

1.計算機技術的運用

煤炭行業是我國能源工業的支柱型產業，在現代化科技不斷更新發展以及節能減排理念的要求之下，煤炭生產也步入了轉型發展時期。轉型發展需要引入新的科學技術和網絡通信，從而實現煤炭的優質、高效、安全生產，這也是傳統煤炭工業在新的經濟環境中必須面臨的問題。計算機技術，尤其是可編程的礦用防爆式控制裝置、作業過程的自動化控制、集成化生產管理等，都是傳統煤礦生產亟需改革的重點內容。

2.低成本自動化

自動化是現代企業生產、發展所必備的技術手段之一，自動化程度越高，它為企業帶來的經濟效益也應當是越高的。然而，這中間還有一個重要因素就是自動化程度與成本之間的關系。利用計算機集成化生產和制造來實現低成本的自動化，應當是煤礦企業發展的重點方向。這樣可以在制定自動化方案的同時，兼顧到投資的產出回報、經濟與技術水平、效益與質量并重等諸多因素的最優化配置。從目前的計算機技術發展情況來看，低成本自動化實現的主要工具有成本較低的可編程控制裝置和單片機等，其主要結構形式是以計算機為中心的集合分散系統。

3.高度集成的現場信息調控

在煤礦自動化的遠程控制技術領域，需要大量的搜集現場信息，并對信息進行歸類及整合。傳統的過程控制自動化技術，只是在現場的設備控制上達到自動化要求，卻不能有效的控制到集成現場信息發送的遠程設備方面。因此，在新一輪科技的更新過程中，工業以太網的不斷提升，智能化工程儀表以及工程現場線路的完善，都為整合現場信息資源提供了有利的幫助。人們在設備自動化的基礎之上，又提出了過程自動化的概念。過程自動化能夠完成對煤礦安全生產的智能化、自動化、網絡化布局，并能把現場和遠程操作控制結合起來，形成一個固定與移動同時作用的，多維的現代化信息管理系統。

其具體的工作步驟如下：①借助儀表和傳感器裝置對現場的事件信息進行采集，并通過執行系統將主操控器上的設置指令傳遞到現場的裝置中去，然后利用現場設備進行操作控制。②借助于傳輸系統，將各子系統控制器中的信息整合到主控器上；③主控器將指令發布到各個子系統中去，使得各子系統執行命令，最終實現整個煤礦生產的自動化操作。

4.傳感器與傳感器技術的應用

傳感器與傳感器技術的應用是實現煤礦自動化生產的重要途徑。在未來的應用過程中，首先要考慮提高傳感器的穩定性以及使用年限。其次，在傳感器新技術的研發上，要加強超聲波技術、紅外技術以及光纖技術的創新和應用。同時，還應該加大力度，研發智能化儀表來獲取煤礦生產現場的檢測信息。

四、結語

煤礦企業是我國經濟發展中的支柱型產業，在科技高度發達的今天，我國煤礦的自動化技術還遠落后于世界先進國家水平，存在著許多有待于探索和解決的問題，需要在今后的實際過程中不斷的發展和提高。煤礦自動化技術的發展，還有一個重要的因素就是技術型人才的培養和引進。人才是企業發展的基礎，煤礦企業只有著重培養一批專業技能強、綜合素質高的技術人員為我所用，才能實現技術與生產的完美結合。

參考文獻

[1]于靜.淺議未來煤礦自動化發展趨勢[J].中國科技博覽，2011（12）：15-17.

[2]李海東.煤礦自動化的現狀與發展[J].煤礦現代化， 2009（05）：33-35.

[3]李秀.我國煤礦自動化發展現狀與應對途徑[J].科技資訊，2012（03）：21-23.