煤炭機電設備自動化發展現狀及應用

楊松雨

摘 要：隨著經濟的快速發展，極大地促進了我國裝備制造業的發展，自動化及智能化技術被大量應用于裝備制造及改造中。煤炭采掘設備是我國裝備制造業中的重點，隨著科學技術的發展以及自動化技術的不斷進步，在煤礦機電設備中的自動化程度也在不斷提升，在提高了煤炭機電設備的生產效率的同時也對煤炭的安全生產起到了積極的作用。文章結合煤礦機電設備自動化的發展現狀來對煤礦機電設備自動化的應用前景及方向進行分析闡述.

關鍵詞：煤礦機電設備；自動化；發展現狀；應用

前言

裝備制造及智能化技術是一個國家工業實力的重要表現，在國家的裝備體系中，煤炭機電設備是一個國家裝備制造中的重點，在我國的能源結構體系中煤炭在一次能源中占據著重要的地位，據統計，我國每年的煤炭開采及使用量占世界開采及使用量的一半以上，為保障煤炭供應，通過進行煤炭開采機電設備的自動化改造，提高采掘設備的自動化程度，提升煤炭開采設備的生產效率。

1 自動化技術簡介

自動化技術是在上世紀60-70年代發展起來的一項技術，其橫跨計算機、電子以及機械、電氣等多個學科并將其有效的融合而成的。在自動化技術的實際應用過程中。其主要是指在不依靠人參與的情況下，經過傳感器的信號檢測、信息的傳輸、信息處理、程序處理以及操縱控制等流程，提高煤炭采掘的效率。隨著科學技術的發展以及電子技術的進步，自動化中所使用的控制器、傳感器以及各項檢測技術等都有了很大的發展，極大地促進了煤炭機電設備自動化控制的發展。

2 自動化技術在煤炭機電設備自動化中的應用及發展

隨著我國經濟的快速發展，裝備的智能化水平不斷提高，以我國的煤炭機電設備為例，呈現出多層次的技術結構，大中型煤礦以及私人煤礦在煤礦機電設備的自動化程度分化明顯，其中在大、中型煤礦中自動化程度較高，而在私人煤礦由于從成本、效率等方面考慮在煤礦機電設備的自動化程度相對較低。同國外發達國家在煤炭開采技術上的自動化程度相比，我國在煤炭開采的自動化程度相對較低，盡管近些年來，國內煤炭需求的增加促進了煤炭機電設備自動化程度的提高，但從煤炭采掘機電設備自動化技術的應用、開發以及制造等多個方面仍然需要投入更多的精力進行研發，無法滿足煤炭采掘設備的實際需求，離煤炭機電設備的大規模的機械化、自動化生產還有這一定的距離。

3 自動化技術在煤炭機電設備中的應用

3.1 自動化技術在煤炭安全生產自動檢測中的應用

煤炭的采掘主要是在井下完成的，井下工況復雜且環境惡劣，為保障井下作業人員的安全需要在煤炭機電設備中采用自動化技術來確保井下作業的安全。通過在井下各主要位置（如各主要采煤區的變電所、壓風機房等）設立完善的溫度、濕度、瓦斯等檢測裝置，并通過光纖網絡將這些檢測裝置與上位機相連，將井下傳感器采集到的各種數據實時傳輸到上位機中，從而實現其對于井下工況的實時監測，當傳感器測得井下的工況數據發生變化并觸動控制系統報警時，自動控制系統根據所設定的程序對井下情況進行判定并執行相應的命令，確保井下作業人員的安全。通過將自動化技術應用于煤炭綜才設備中能夠有效的提高煤炭生產企業的效率同時也能夠為井下安全生產提供有力的保障，所以，在煤炭機電設備中發展和應用自動化技術是現今乃至今后一段時間內煤炭機電設備自動化、智能化發展的重點。

3.2 自動化技術應用于煤炭的輸送系統中

將自動化技術應用于煤炭輸送系統中能夠有效地提高其輸送效率，煤炭采掘設備在井下完成了煤層的開采后，通過使用膠帶輸送設備完成煤炭的輸送。其中煤炭膠帶機輸送系統是由礦井支路輸送膠帶機和主干膠帶輸送機所組成的，其煤炭輸送能力極強，是煤炭機電設備中的重要組成部分。傳統的膠帶輸送機在使用的過程中并未有監測，從而無法對其進行設備裝備的實時監控，運行中的小問題無法得到及時維修，一旦發生故障將會使得整個煤炭開采流程停止工作，從而對煤炭的開采造成極為嚴重的影響。通過將自動化技術應用于膠帶輸送機中，使用PLC來作為主控單元，通過使用Profibus總線的通訊方式將膠帶輸送機中的調節、主控以及行程監控等子單元控制模塊進行連接，膠帶輸送機中的主要檢測點為膠帶上煤層的高度、膠帶是否跑偏、打滑以及膠帶機中的滑輪是否卡死等，當以上這些監測點出現問題并將信號發送至上位機中，上位機根據情況對問題輸送機進行停機并啟用備用設備進行傳輸，從而保證了井下煤炭的輸送正常。主控室根據報警情況及時安排設備維修人員對膠帶輸送機進行維修，從而避免了膠帶輸送機出現小問題無法及時發現，從而造成嚴重故障，影響整個煤炭開采流程的正常進行。這是自動化技術在煤炭綜采設備應用的集中體現。

3.3 做好自動化技術在煤炭采掘設備中的應用

隨著國家煤炭需求的不斷增加以及表層煤層的開采殆盡，現今煤炭的開采向著更深且地質條件更為復雜的深層煤層開采，從而使得煤炭開采設備的工況更為惡劣，因此，為提高煤炭開采的效率與安全性提升煤炭綜采設備的自動化控制水平尤為重要，在深層煤層的開采中，煤炭采掘設備和液壓支撐設備是煤炭開采中的必要設備，通過提升煤炭綜采設備的自動化水平，使用電牽引的采煤機來對煤層進行開采，從而在保障采煤效率的同時使得整個采煤設備能夠有充足的動力進行前進并在設備下滑過程中自動對設備進行制動，從而實現對于整個綜采設備的姿態調整。使其能夠較為輕松在傾角達到40-50°的斜坡上進行作業，極大地提高了綜采設備的自適應能力，從而有效地減少了井下工作人員的數量，提高了綜采設備的工作效率。

3.4 提高煤炭機電設備的電氣自動水平

在進行煤炭井下作業時，電氣設備的是其中重要的輔助設備，其主要為井下中的風機、排水以及電機等提供充足的電能，確保井下采掘設備的正常工作。現今在井下電氣設備中的自動化應用主要集中在對于風機、電機、排水設備以及空壓設備的自動運行與檢修的等方面，通過使用自動控制設備來對以上設備進行控制，使其能夠按照預定的程序運行，并對各設備的運行狀況進行檢測，發現問題及時解決，從而有效地提高設備的使用效率，保障電氣設備的正常運行。做好電氣設備的自動化是現今煤炭開采企業擺脫傳統應用與管理的重要途徑，通過提高電氣設備的自動化水平可以有效降低其對于人力資源的需求，從而有效的將電氣設備納入自動化、科學化的管理系統中，電氣設備的管理人員只需根據各個設備的實時工作狀態數據即可完成對設備運行狀況的監控，避免了由于工作人員的主觀因素而造成的工作失誤，提高煤炭生產企業的經濟效益。

4 結束語

自動化技術對于我國的經濟發展有著巨大的推動作用。煤炭是我國經濟發展中的重要能源，近些年來，我國對于煤礦的開采和使用量逐年上升，通過提高煤炭開采企業的自動化水平可以在有效地提高企業的開采效率同時提高煤炭企業在煤炭開采中的安全性，是衡量煤炭開采企業現代化水平的一個重要標志，也是煤炭開采企業現代化發展中一個重要的組成部分，因此，在實際的工作中，煤炭開采企業應當加強自動化技術在煤炭機電設備中的應用，提高煤炭機電設備的自動化水平，更好地促進煤炭企業的發展。文章在分析國內外煤炭開采設備中自動化發展現狀的基礎上對煤炭機電設備中的自動化應用狀況進行了分析介紹。

參考文獻

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