煤礦機電自動化技術設計創新分析

金有志　程欣

摘 要：近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展，對煤炭需求量也在不斷上升，作為新時代的生產器械，煤礦機電也已經融合計算機技術、電子及信息技術等。然而面臨我國人口如此龐大，對煤炭的消耗量也非常大，以目前的生產效率還不足以與發達國家進行比較。因此，需要在現有的機電技術上增加自動化技術，提高我國煤礦機電設備的生產水平，實現煤炭開采業的可持續發展。本文通過對煤炭機電自動化的特點的研究，分析了機電自動化技術的應用措施及發展。

關鍵詞：煤礦生產；自動化技術；應用

在我們日常的生活中，煤炭是生活所需的主要能源之一，也是我國經濟發展的必要條件。隨著社會經濟的不斷發展，對煤炭的需求量也在不斷增加，但是我國的煤炭能源生產效率以及質量并不樂觀。在目前我國的煤炭生產業中，大多都在使用舊設備進行生產，并且在生產區域方面也沒有形成全面的監控系統，直接影響了我國煤炭業的生產效率，同時也在生產安全上產生隱患。煤炭機電設備貫穿生產的重要環節，當前科學技術的發展也非常迅速，機電自動化的技術也趨于成熟，因此，在煤炭開采過程中，一定要更新傳統的生產設備，采用先進的煤礦機電自動化技術，進而從一定程度上增加煤炭生產量，進一步緩解我國煤炭需求與產量之間的矛盾。在煤炭生產行業當中，機電自動化技術的應用范圍非常廣泛，發展前景良好。

1 煤礦機電自動化技術相關概述

自動化是融合微電子技術、計算機技術、自動控制技術、信息技術等方面綜合而成的一門學科，具體指機械設備在生產過程中達到去人參與，并能夠進行自動檢測、信息傳輸及處理等，從而達到生產目標。自動化技術在機械上的應用起源于七十年代中期，由國外進行了技術應用，真正進入全面發展階段是在八十年代，當時微型計算機及微處理技術、信息處理及傳感技術、檢測技術等都得到了迅速的發展，使煤炭生產設備的性能更加完善，從而開始了煤炭機電自動化的全新發展時期。在國外的機械設備發展中，自動化技術為核心的應用已經開始全面普及，電子控制系統應用十分廣泛。在國內，機電自動化在煤礦中的廣泛應用是目前煤礦業的重要發展目標。

據筆者總結，煤礦機電自動化具有以下幾個特點：第一、多樣性。煤礦機電自動化產品的配套產品有溫度、壓力、位移等多種傳感器，煤礦機電自動化的多樣性就決定了這些配套傳感器的多樣性，并且在煤礦機電自動化產品中都有廣泛的應用。除此之外，在多系統集成應用過程中對各系統之間有很高的要求，要求其應當具備多種通信接口，以便在出現各種通信協議時都能夠從容應對。煤礦機電傳感器的應用在一定程度上是相當可靠的。第二、集成化。在煤礦機電自動化的組件當中，核心處理器的組成部分包括：計算機、單片機、可編程控制器、嵌入式計算機，將高精度傳感器作為繼承的有底層設備信息采集和傳輸元件，其通過以人機界面為主的顯示設備將生產空間進行監控，以方便技術人員能夠實時監控煤礦生產空間的安全性，并充分了解生產動態。第三、智能化。隨著科學技術的不斷發展，微處理器的功能也日益強大，其性能的提高直接影響了煤礦機電自動化的選擇性，微處理器功能的提高使煤礦機電自動化信息處理能力不斷增強，處理速度也不斷加快，如數字交變頻同步電動機使控制系統有所提升，并且實現了電牽引燃煤及的負載控制以及矢量控制。第四、開放化：自動化的發展推動著各行各業的改革性發展，目前我國各行業都在選擇進行自動化改造，其中，煤礦機電自動化也在進行這改造。在煤礦機電自動化改造過程中，改造產品具有優良的中央處理設備，在通信設備上包括多種通信模塊及接口，除此之外還具有良好的可通信聯網功能，使各系統之間可以通過光纖鏈接進行通信，實現了信息的相互交換及集中控制，也從一定程度上實現了資源的整合。

2 煤礦機電創新應用自動化技術措施

2.1應用于煤礦礦井提升機

煤礦采掘工作作為一項地下工作，主要靠的就是礦井提升機的運輸工作，礦井提升機能夠完成煤礦、有色金屬礦的運輸任務，但是礦井提升機運行速度較快，操作較為復雜，并且由于煤礦重量較大，也容易產生較大的慣性作用，因此在礦井工作中時常出現交替轉換工作的現象。礦井提升系統在運作過程中，也容易受到工作環境的影響，在工作環境惡劣的時候，會引起礦井提升系統元件及零件的使用性能遭到影響，使其失去原有的效能，即使系統本身能夠起到一定的自我保護作用，也難在惡劣環境下進行完全保護。如果在運行過程中，沒有按照規定的速度進行曲線運行，將會造成提升機失控，發生一些事故，如過卷或超速，進而威脅井下工作人員的生命安全。隨著當前科學技術的進步，礦井生產現代化要求也在不斷提高，目前迫切需要完善設備的拖動控制系統，并將微電子技術等應用在礦井提升機的控制系統中。通過對設備進行自動化集控技術改造，數字化智能設備的出現不僅保證了機器設備運行的安全性，還提高了設備的自診能力，將礦井提升機的機構進行了簡化，從而使維修人員更方便的進行安裝和維修。通過對數字直流提升機的核心部件進行實驗的，研究人員表明實驗效果非常顯著，這一創舉直接提升了煤礦系統的安全性。如通過對煤礦系統添加微處理裝置，就可以進行尋址操作，從而實現準確發現故障的具體位置，從一定程度上提升了設備之間的交流效果，使整個煤礦系統的自檢功能更加完善。

2.2應用于井下傳送帶

前文中提到進行煤礦運輸工作的主要設備為礦井提升機，礦井提升機的運作是呈縱向，在井下進行橫向煤炭運輸的主要設備為帶式運輸機，其功能是通過對帶式運輸機的使用，實現遠距離工作點之間的物料運輸工作，在設備運輸過程中，將驅動裝置與物料載運裝置進行分離，避免發生撒料、傳送帶打滑等現象發生，充分保障設備的正常運輸工作。我國自主研發的全自動帶式運輸機結合CTS軟件的應用，從一定程度上保障了帶式運輸機的連續運輸能力，并能夠通過智能保障，降低帶式運輸機在運行當中出現故障的幾率。雖然多項技術都能夠使井下帶式運輸機能夠連續運輸原煤，但井下運輸工作仍具有長時間長距離的特點，導致其驅動點在一定程度上仍存在不穩定性，從而成為了一項安全隱患，影響整體設備的可靠性。因此，井下運輸設備還有待進一步的研究與完善。

2.3應用于電牽引采煤機和礦井監控及安全生產

采煤機在煤礦開采過程中處于重要地位，其設備主要集中機械、電氣和液壓為一體，設備系統較為復雜，如果在設備使用過程中出現故障，將影響整個煤礦工作的進行，對煤礦企業造成嚴重的損失。通過將電牽引技術應用到采煤機中，使其能夠通過自帶電輔助采煤機增加牽引力，并從一定程度上保障設備使用的穩定性，減少故障發生。在電牽引技術應用之前，只需對采煤機的電控系統進行參數設置，就可保證采煤機運行的性能。

由于煤礦采掘行業屬于危險系數較高的行業，因此在煤礦采掘過程中要進行全方位的實時監控，使生產過程能夠通過監控設備集中展現。現代化礦井建立了井下人員跟蹤定位、電網監控等系統，形成了完善的井下全方位監控系統，其監控內容遍布礦井生產的各個環節，如地面壓風系統、傳輸系統、防爆系統等。近年來，隨著煤礦采掘安全事故頻發，對我國的人口和經濟都造成了巨大損失，自動化監控系統從一定程度上避免了災害的發生，經筆者總結，其功能主要有以下幾點：第一、技術人員可以將井下人員在坑道的實時動態通過結合實際地理情況制作相關軟件，以方便對現場進行調度。第二、通過通信技術的應用可以實時檢測井下情況。第三、在進行工程搶險時，人員跟蹤定位系統可以對井下工作人員進行具體定位，進而提升搶險效率。第四、方便對井下工作人員進行定位考勤，便于人事管理。第五、如井下工作如有不測，可以根據電網監控系統及人員定位系統確定遇難人員身份。

總而言之，煤礦機電自動化的應用，不僅提高了煤礦采掘工作的效率，還從一定程度上增加了井下工作的安全性，并且提高了機器的利用率，降低了人工成本。隨著科學技術的發展，煤礦機電中的自動化應用將有良好的發展前景，應用空間極其廣泛，為了自動化能夠在保證生產效率的同時達到安全生產的目標，作為新時代的我們，應當為此做出不懈的努力，對高新技術產業應當加大投資力度，進而實現煤礦產業的高效率發展。

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