機械自動化技術在煤礦中的應用

孫衛杰

（山西陽煤寺家莊煤業有限公司，山西 晉中 045300）

引言

作為現代化生產的標志，將機械自動化應用到煤礦生產中，不僅有助于改善生產效率與煤炭產量，提高經濟效益，也有助于促進社會進步。大多數煤礦業在生產過程中都需要大量機械設備，為煤礦生產提供幫助，但是煤礦機械生產總體水平不高，和鋼鐵、石油、電力等行業相比都存在差距。因此，在實際工作中，必須重視機械自動化技術在煤礦生產中的運用，通過不斷改進與更新，為煤礦自動化建設與發展提供堅實的基礎［1］。

1 煤礦生產中的機械自動化概述

1.1 機械自動化的定義

機械自動化是利用自動化技術，在無人操作機械的情況下，根據預定程序與指令控制完成工作。機械自動化作為一項全新的技術，是機械從人工操作到程序自動運作的過程（如圖1）。除此之外，機械自動化還能用于煤礦生產，在節省資源的同時，提高生產效率，推動生產發展。

1.2 煤礦機械自動化的運用價值

圖1 機械自動化示意圖

從機械自動化發展歷程來看，經歷了多個階段，總體速度較快，和其他科技相輔相成，并且展現出多元化的發展特征［2］。機械自動化發展歷程也是一個循序漸進的過程，從簡單到復雜，不斷變化。從當前的發展過程來看，國內機械自動化水平總體不高，并且處在發展時期，和發達國家相比，整體水平還存在很大差距，這不僅影響了煤礦發展進程，對生產效率的提高也造成了極大的影響。在生產中，機械自動化不僅能快速提高煤礦生產的連續性，對減少人力投入、提高生產效率、避免不必要的安全隱患也有很大作用。因此，增強煤礦機械自動化的高效應用和提高機械自動化水平對促進煤礦業發展具有重大作用［3］。

2 機械自動化在煤礦中的應用

2.1 機械自動化在煤礦掘進中的運用

近幾年，隨著科學技術的大力推廣，機械自動化技術在掘進中很好的運用，作為煤礦開挖最基礎的內容，掘進效率影響著整個開采進程及效率，機械自動化主要針對掘進機的利用。掘進機使用了操作箱、開關箱、壓扣控制、照明燈等系統，通過和液壓系統相互配合，不僅改善了掘進效率，同時也為整個開采節省了時間。

2.2 機械自動化在采煤中的運用

采煤是煤礦生產的主要目的，機械自動化應用在采煤過程中發揮了重要的作用，不僅提高了工作效率，還確保了采煤過程中的安全問題。電牽引采煤機作為最典型的實例，能在無人駕駛的情況下，根據程序要求進行無人操作（如圖2）。電牽引具有很好的工作性能，實踐操作簡單，結合事先預定的程序，手動選擇方式與時間，能快速完成采煤任務。另外，電牽引采煤機還具有較好的適用性，適用于復雜煤層，具有程序可靠、結構簡單的優勢［4］。

圖2 電牽引采煤機程序

目前煤礦輸送機正逐步向著重承載、多樣化的方向演變，開始利用主副液壓平衡、雙速電機，通過計算機技術進行監測。液壓支架使用的是以高壓大流量、電液控制的系統，移駕速度為6～8s／架，高可靠性、大功率的機電一體化技術讓單產更加高效，煤礦生產更加集中。國內采掘技術相對滯后，采煤機最大功率的液壓牽引與電牽引分別為800kW、830kW，牽引調速方式以液壓為主，電牽引起步相對較晚，國內電牽引的采煤機只有 MG3344－PWD型。工作面刮板的運輸機輸送能力總體偏低，連接強度與過煤量較小，無工況的電液控制正在研究，檢測與電氣控制相對落后，還不具備診斷故障的作用。

2.3 機械自動化在提升礦井中的運用

目前，機械自動化技術在煤礦開采中也得到了很好的應用。以煤炭自地下向地上運輸的礦井為例，解決提升礦井中存在的兩個問題：1）效率提升的問題。在未用機械自動化技術前，提升完全依賴人力，效率不夠，應用機械自動化技術后，效率得到了很大的提高；2）操作安全的問題，在進行機械自動化操作前，必須保障相關人員的操作安全，自應用機械自動化技術后，提升機的優勢在于操作便利，確保操作安全。

2.4 機械自動化在輸送煤炭中的運用

輸送煤炭過程中，在未應用機械自動化技術前，煤礦主要依賴人力搬運，再統一輸送到預定地點。自機械自動化技術運用到煤礦后，就不再需要以往的輸送方式，輸送帶極大地提高了輸送效率。其中皮帶式輸送帶最大的優勢在于運輸量大、運行可靠、無時間上限，因此在煤礦業得到了很好的應用［5］。

目前綜合系統化保護已經替代傳統單一的保護，PLC與計算機得到普遍應用，DCS與礦井監控連接，進行地面監控。另外，很多高校研制的全數字調速系統在煤礦業應用中也取得了顯著的效果；電視工業膠帶與計算機監控系統開始在煤礦中使用，從實踐結果來看效果顯著。當前，國內使用最多的是晶閘管斬波器，隨著各種電子器件的不斷應用與開發，高效率、高斬波頻率也投入應用，隨后又有以PLC與微機為核心的系統被成功研制出來。

3 機械自動化在煤礦開采中的發展

3.1 實現重點崗位的機械自動化工作

煤礦開采作為高危行業，受復雜的作業環境影響，井下煤礦生產需要大量的人力、物力投入，但危險事故時有發生。因此自動化開采設備應在煤礦開采中被正有效應用，尤其是高危環節，必須進行自動化開采，從源頭上減小事故發生率，提高開采安全性。

3.2 實現可持續環節的機械作業

使用機械自動化能很好的承擔起程序設計與指令定義，在工作人員完成自動化控制與調節后，就不再需要其他人員投入，機械工作依賴設定步驟與程序要求，確保開采、掘進、運輸、提升連續作業，這樣才能改善企業生產力，讓連續作業替代作業內容，從而減小成本損耗，為企業創造更多的利益。

3.3 開采技術和其他自動化技術的融合

機械自動化除了在煤礦業的廣泛應用，還能與其他各種自動化技術進行融合，利用先進的技術條件推進采煤技術發展，并在機械自動化體系中引進遙感、遙測、定位技術，讓工作人員更好地掌握操作機構中的工作狀態、作業環境，讓機械采礦自動化更加可靠的運轉，實現效益最大化。

4 結語

將信息化應用到煤礦生產的各個環節，不僅能提高機電生產運行效率，同時也能保障整個礦區的安全性能與監控。因此，在實際工作中，必須結合實際情況，從改善系統可靠性、安全性與經濟效益出發，增強機械自動化在煤礦中的應用，為煤礦安全生產提供更好的保障。

［1］ 林佳彥.機械自動化技術在煤礦中的應用研究［J］.機電信息，2013，18：118－119.

［2］ 石俊.機械自動化技術在煤礦生產中的應用及發展［J］.科技與企業，2014，16：270.

［3］ 賈瑛.煤礦機械設備電氣自動化技術的應用研究［J］.科技與企業，2013，13：137.

［4］ 劉化州，范慧.有關電氣自動化技術在煤礦的應用分析［J］.數字技術與應用，2012，4：100.

［5］ 尹志勇.煤礦機械設備電氣自動化技術應用［J］.赤子，2014，4：293.