淺析自動化技術在煤礦機電設備方面的應用

朱 家

（晉煤集團寺河煤礦二號井，山西 晉城 048000）

引言

隨著經濟社會的不斷發展，我國的能源需求量也不斷上漲，尤其是以煤炭為主的能源需求量。長期以來，我國煤炭在世界煤炭生產和消費領域中一直占有重要地位，然而，在產量日益增大的背景下，煤礦安全生產的形式卻不能與它市場需求量成正比，尤其在一些陳舊的煤礦中，因設備落后等因素往往造成操作難度大、安全事故多等問題，為實際的工作帶來了一定的困擾，從而降低了企業的生產效率，也埋下了一定的安全隱患。因此，如何解決這些問題成為煤礦企業當下面臨的難題，而當下的大趨勢已經為我們指出了答案，即引入自動化技術。

1 自動化技術概述

在機械設備的生產過程中，通過機器來完成各個環節的操作，包括對產品的自動檢測，信息的傳輸和處理、對設備的控制，通過這種方式來實現人力的完全解放，就是自動化技術。自動化技術是一門綜合性、專業性和實踐性較強的技術，其組成內容也較多，包括電子技術、信息技術、自動控制技術及機械技術等，是一門多種技術相互結合形成的交叉學科，具有很高的技術含量。

20世紀70年代起，自動化技術開始在國外的大型機械上被廣泛應用，而到了20世紀80年代，以微電子技術為核心的高新技術逐漸興起，這在一定程度上推進了自動化技術的發展，尤其是計算機技術、傳感技術等發展和興起更是促進了煤礦機電設備性能的完善，使得機電設備進入到一個快速發展的新時期。當下，國外的很多機電設備都已經采用自動化技術及其電子控制系統，這也為我國的機電設備的發展指明了方向。

2 煤礦機電設備發展現狀

煤炭行業在國外起步較早，經過五十多年的發展，其整體的技術水平、勞動生產過程、安全問題的控制等各方面都已經達到一個較為成熟的狀態。當下，代表著高新技術的自動化技術在煤炭機電設備行業的應用越來越廣泛，通常采用先進的大型自動化設備及相應的機械化操作能夠明顯的提高工作效率。

我國煤炭開發的技術呈現出多層次的發展現狀，其中，大型礦井處于綜合開采的發展階段，而中小型的礦井則處于普通機械化的發展階段，鄉鎮的煤礦開采發展則更為緩慢，直到今日仍在沿用原始的人工人力方式來運作，效率十分低下。而大型煤礦開采設備雖然在一定程度上引用了自動化技術，但與國外的發達國家相比較而言，還是有一定的差距，尤其是技術水平和設備設施方面，明顯落后于發達國家。因此，在我國煤炭生產企業中，大力引進新技術，并將此技術運用到實際生產工作中，尤其是將自動化技術應用到煤礦開采設備中，實現整體水平的提升，對煤炭行業機電設備的發展具有十分重要的意義。

3 自動化技術在煤炭機電行業的應用

3.1 自動化技術應用于煤礦提升設備

在實際的煤礦開采中，煤礦提升設備是一種十分常用的大型機械，也是當前我國煤炭行業領域中應用的自動化程度最高的設備之一，它的主要作用就是提升開采的井下煤炭、下放材料和矸石，此外，還有升降礦井下的工作人員及其他相關設備。相關的提升設備的實際工作就是將煤礦及人員進行反復的升降運動，而且還要保證一定的速度，并平穩運行。在這個過程中，控制提升機的重要控制器就是電控系統，掌握好電控系統的操作技術和要領，對于實際的工作是十分重要的。

3.2 自動化技術應用于采掘設備

由于實際礦井下的工作環境十分惡劣，加之井下地理條件的復雜性，在實際開采煤礦的工作中，還必須要同時考慮到煤塵、地下水及礦井本身的穩定程度等一系列的安全因素。因此，煤礦工作人員的實際作業是處在一種高危的狀態下，尤其是在開采任務量較大時，由于人力資源及相關設備的配套不到位，加劇了工作的危險性，且影響了工作效率。所以在現代化的采掘設備中，通過不斷引入各種新型的大型機電設備，進一步減弱人工勞動強度，這些方法都能較好的實現綜采自動化，而將自動化技術引入到煤礦開采設備中的典型應用就是電牽引采煤機。相較于一般的煤礦液壓牽引的采煤機，它不但具備普通采煤機的全部優點，而且在牽引性能方面更勝一籌。我們熟知的電牽引采煤機，它對于自動化控制系統的應用就取得了很好的效果，它可以在采煤機前進的過程中同時進行采煤工作，同時還能保證足夠的牽引力，即使是在采煤機下滑時，也能完成發電制動的工作，當牽引電動機軸端停機時，制動器也能夠發揮作用，對于機械的下滑具有一定的預防作用，尤其是在40°～50°的大傾角煤層。因此，在實際的采煤工作中，如果遇到有較大傾角的煤層，可以運用電牽引采煤機來進行實際的作業，這樣就不需要對其他的防滑設施進行設置，同樣能夠達到較好的防滑目的。如圖1所示，是國產電牽引采煤機的運行和工作情況，在采煤機上安裝了工況監測和控制系統后，經傳感器和計算機對工作產生的數據進行收集、儲存和整理，并作出相應的處理。

圖1 電牽扯引采煤機工況監測與故障診斷系統

3.3 自動化技術應用于煤礦監控設備

由于煤礦行業本身具有一定的危險性，且勞動強度大，作業時間長，因此在實際煤礦的開采過程中，必須要對它生產的全過程進行全面監控，以保證作業人員及設備的安全。近幾年來，煤礦事故頻發，加重了煤礦企業的經濟損失，也給相關作業人員的生命安全帶來一定的威脅性，加之井下定位系統工作不到位而引發的事故更是屢見不鮮。因此，安全問題成為了困擾煤炭開采企業的重大問題，而將自動化技術應用到煤礦檢測設備中，是有效預防安全事故的一種合理的手段，具體包括：安全監測、電網監控、工業電視及井下人員的跟蹤定位，另外還包括井下移動通訊及其子系統等監控網絡，通過這些全面的監控措施可以有效提高作業過程中的穩定性和安全性。

自動化技術在監控設備中的應用隨著時間的推移，已經日漸成熟，在這個過程中，完善的自動化監測網絡，不但能夠實現地理位置信息的實時顯示，而且對井下的情況也有全面的把控，通過自動通訊技術也可以實現井下情況的實時查詢。此外，完善的自動化網絡通過對通訊技術的引用能夠有效的繪制出井下環境分布圖，這樣使得地上的人員能夠隨時了解井下的作業情況及人員分布。自動化網絡檢測系統將能夠迅速獲得井下作業的最原始資料，因此，一旦事故發生時，都可以通過這些原始資料對井下人員的身份進行識別，并對其地理位置信息進行掃描，這就為現場救援工作提供了寶貴的信息。由此可見，自動化技術在煤礦監測設備中的應用不僅能提高煤礦開采的工作效率，也促進了安全管理水平的提升。

4 結語

在煤礦開采行業中，通過自動化技術的引用，不僅提高了煤礦機電設備的工作效率，而且還提高了煤礦生產的安全性。自動化技術的應用早已成為現代煤礦開采設備中不可或缺的組成部分，足以可見它對煤礦行業的重要意義。

［1］ 高軍.自動化技術在煤礦機電設備中的應用［J］.內蒙古煤炭經濟，2014（4）：65－65.

［2］ 張光明.自動化技術在煤礦機電設備方面的應用［J］.黑龍江科學，2014（7）：10－12.

［3］ 侯睿.淺談自動化技術在煤礦機電設備方面的應用［J］.煤，2013（8）：43－44.

［4］ 張丙科，李華，田春.煤礦機電設備自動化技術的應用［J］.科技傳播，2014（19）：17－18.

［5］ 候海軍.試論煤礦機電設備自動化技術的應用［J］.電子技術與軟件工程，2014（1）：110－111.