自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備方面的應(yīng)用探微

天地科技股份有限公司上海分公司 曾 苛

煤炭產(chǎn)業(yè)是我國第二產(chǎn)業(yè)不可或缺的重要組成部分，由于開采行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，開采作業(yè)的總體難度也在不斷提升。為了在保障開采效率的同時提升施工人員的安全性，自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備當(dāng)中。如今升降設(shè)備、采掘設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備等多個方面，均可見到自動化技術(shù)的身影，在提升設(shè)備使用性能的基礎(chǔ)上，也強化了設(shè)備的實時通訊作用。

1 自動化技術(shù)概述

自動化的定義存在一個動態(tài)化的發(fā)展過程。以前公眾將自動化粗略地解釋為用機械取代人力操作，自行完成相應(yīng)的工作。然而隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及機械水平的提升，自動化的定義已經(jīng)逐漸擴大為通過機械替代人力操作并且輔助人類的腦力思考，進而自行完成相應(yīng)的工作。其主要由程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單位等五個部分構(gòu)成。

所謂的自動化技術(shù)具體指的是，在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造及管理過程中，能夠于無人操作狀態(tài)下做到自行生產(chǎn)、檢測以及信息檢測，進而達到預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo)。自動化技術(shù)具有非常突出的系統(tǒng)性和綜合性，并且橫跨多領(lǐng)域?qū)W科，例如網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)以及機械技術(shù)等。換言之，自動化技術(shù)是由多門學(xué)科綜合而成的。

縱觀全世界，微電子技術(shù)于二十世紀(jì)七十年代萌芽，并且在八十年代左右有了較為快速的發(fā)展。與此同時，微電子技術(shù)的成長也隨之帶動了工業(yè)制造領(lǐng)域自動化技術(shù)的普遍運用，其實這也是機械制造技術(shù)健康穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)之一。除此之外，PLC（可編程邏輯控制器）技術(shù)、檢測技術(shù)、電腦處理技術(shù)以及信息處理技術(shù)的總體水平在該時期均有了顯著的提升，都開始被運用在機械制造業(yè)當(dāng)中[1]。

2 在煤礦機電設(shè)備方面使用自動化技術(shù)的主要價值

現(xiàn)階段各種各樣的煤礦機電設(shè)備當(dāng)中，均開始充分融合并且廣泛運用自動化技術(shù)，并且展現(xiàn)出了不可替代的關(guān)鍵作用，其中主要價值體現(xiàn)為以下三個方面：

2.1 全面提升了煤礦生產(chǎn)的總體效率

在煤礦機電設(shè)備方面普遍使用自動化技術(shù)，最突出的優(yōu)勢就在于生產(chǎn)效率的顯著提升。和以往所使用的常規(guī)機電設(shè)備的運行流程相比，自動化技術(shù)可以讓設(shè)備的運作流暢程度更上一層樓，根據(jù)實際的任務(wù)展開穩(wěn)步運行，繼而避免可能產(chǎn)生的生產(chǎn)故障，提升生產(chǎn)效率。久而久之，運行效率的充分提升也會逐漸轉(zhuǎn)化為極為可觀的經(jīng)濟效益。面對現(xiàn)階段日趨提升的煤礦開采難度，自動化技術(shù)這一方面的價值是極為重要的。

2.2 緩解人力資源緊張的局面

在煤礦機電設(shè)備方面靈活使用自動化技術(shù)，可以緩解人力資源緊張的局面。由于自動化技術(shù)科學(xué)高端，其核心在于實現(xiàn)無人操作狀態(tài)，所以無需過度的人力參與到生產(chǎn)流程中，可以實現(xiàn)理想的自動化煤礦機電設(shè)備自動化管理控制，進而讓生產(chǎn)工作能夠穩(wěn)定有序地展開。比方說，在煤礦的開采現(xiàn)場使用自動化的監(jiān)控設(shè)備，能夠有效降低對施工人員需求總量，只需要通過遠程控制便可以快速完成煤礦的開采工作，讓效率更上一層樓。

2.3 保障生產(chǎn)的安全性

在煤礦機電設(shè)備方面科學(xué)使用自動化技術(shù)，可以讓生產(chǎn)的安全穩(wěn)定系數(shù)得以提升。這主要是因為在使用了自動化技術(shù)之后，便擺脫了對現(xiàn)場施工人員的過度依賴。過于因為在煤礦開采過程中，很多地區(qū)存在隱藏的風(fēng)險因素，給施工者的生命安全造成了威脅。而使用自動化技術(shù)，可以有效實現(xiàn)危險區(qū)域的自動化作業(yè)，降低安全事故的發(fā)生率，充分保障施工人員的生命安全此同時，這也是在全國范圍內(nèi)大力推廣自動化技術(shù)的核心原因[2]。

3 自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備方面的主要運用

在煤礦機電設(shè)備的改良完善過程中，自動化技術(shù)的科學(xué)運用隨之成為了今后發(fā)展的必然趨勢，為了讓煤礦機電設(shè)備中自動化技術(shù)的應(yīng)用價值得以體現(xiàn)，必須明確有關(guān)機電設(shè)備的主要應(yīng)用類型和自動化技術(shù)的優(yōu)化模式。現(xiàn)階段自動化技術(shù)在煤礦機電設(shè)備方面的主要運用集中體現(xiàn)在以下三個方面。

3.1 在煤礦提升設(shè)備方面的運用

在當(dāng)前的煤礦提升設(shè)備方面，自動化技術(shù)的應(yīng)用水準(zhǔn)最理想，技術(shù)也最為嫻熟。煤礦提升器的關(guān)鍵作用在于提升煤炭以及矸石，或者是把生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需要的原材料放置于礦機當(dāng)中，與此同時還需要兼顧現(xiàn)場施工人員以及生產(chǎn)設(shè)施的升降工作。在絕大多數(shù)的情況下，煤礦提升機械均是于井筒環(huán)境下工作，在整個工作流程當(dāng)中提升容器持續(xù)展開高速循環(huán)運動，所以安全性以及穩(wěn)定性必須得到充分保障。若是出現(xiàn)偏差，將會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)安全問題。所以，將自動化技術(shù)運用于煤礦提升設(shè)備當(dāng)中，融入電控系統(tǒng)，實施控制提升機，對實現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)至關(guān)重要，同時也是自動化核心技術(shù)的使用。

在現(xiàn)階段的煤炭開采工作中，全面數(shù)字化提升機仍然是最高端的機械設(shè)施，其設(shè)備當(dāng)中不僅使用了全數(shù)字化控制系統(tǒng)，還融入了性能較為理想的PLC控制器，實時控制并且調(diào)節(jié)提升設(shè)備的作業(yè)。此外，在整個設(shè)備運作的流程當(dāng)中，還可以有效發(fā)揮輔助監(jiān)控的作用，科學(xué)分布控制方案，在主控功能、調(diào)節(jié)功能以及制動功能上，均可獨立設(shè)置控制器，通過控制總線讓所有的控制器都發(fā)揮作用，并且可于第一時間和總線進行信息溝通。該項電控系統(tǒng)于煤礦提升設(shè)備的監(jiān)測、控制以及通訊等多個領(lǐng)域的使用，可以讓生產(chǎn)的安全性更加可靠，并有效把握設(shè)備的變化以及性能方面的需要，減少設(shè)備的磨損，提升生產(chǎn)效率[3]。

3.2 在煤礦采掘設(shè)備當(dāng)中的運用

煤礦的開采及生產(chǎn)需要深入礦井，礦井不僅地質(zhì)情況復(fù)雜，同時環(huán)境惡劣，隱藏著許多潛在的危險因素，不僅有頂板及地下水，還有瓦斯、煤塵等易燃物質(zhì)。因此，在整個實地作業(yè)過程中，必須對這些風(fēng)險因素進行全面考慮，同時還需要制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，防止出現(xiàn)惡性安全事故，威脅生命財產(chǎn)安全。同時，現(xiàn)階段許多煤礦公司在開采過程當(dāng)中，為了盡可能節(jié)約人力成本，投入的施工人員嚴(yán)重不足，致使煤礦的生產(chǎn)效率低下，供需矛盾日益激化。所以在很多時候，于礦井中開采煤礦都需借助各種各樣的機械設(shè)施輔助采掘作業(yè)，與此同時推動綜合采掘自動化技術(shù)的推廣，縮減采掘工作當(dāng)中人工操作量。

自動化技術(shù)在煤礦采掘設(shè)備當(dāng)中最突出的體現(xiàn)就是電牽引采煤機。這種采煤機的所具備的優(yōu)勢是以往液壓牽引采煤機所達不到的，其牽引特征具有突出的特殊性。在整個電牽引采煤機的運作之中，綜合運用了自動化控制系統(tǒng)，因此在采煤機前進的過程之中，可以自行提供牽引力。若是在下滑過程之中，采煤機同樣也會做出電制動動作。在整個開采煤礦的過程之中，很多時候都會碰見40度～50度的傾斜角，若是使用普通的采煤機進行作業(yè)，極易喪失動力，甚至有時候還會停機。但是電牽引采煤機卻能夠在保障機器在正常作業(yè)的同時，保持充足的動力，進而保障煤礦開采的安全程度和效率。在電牽引采煤機運用的過程中，主要是憑借構(gòu)造中的自動化控制及監(jiān)控設(shè)施，經(jīng)過傳感設(shè)備精準(zhǔn)計算機械的運行數(shù)據(jù)信息，視具體情況做出相應(yīng)的調(diào)整。從此看出，在采掘煤礦的整個過程之中，自動化技術(shù)具有非常理想的效果，在確保了煤礦生產(chǎn)量的同時，也讓施工者的人身安全得到了充分保障。

3.3 在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

在整個煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中，因為施工地點在礦井之下，所以具有危險性。在整個生產(chǎn)流程中，必須展開全方位的實時監(jiān)控，如此一來，一旦發(fā)生了緊急的危險事故，便可以在第一時間展開救援工作，進而避免施工者的生命和設(shè)備遭受危險。近年來，在我國的煤礦生產(chǎn)過程之中，安全事故頻發(fā)，阻礙了煤礦事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的同時，也給現(xiàn)場施工人員的生命造成了威脅。然而，在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中融入自動化技術(shù)，可以借助于傳感器技術(shù)做到對煤礦的全方位監(jiān)控。比方說，使用水位傳感器可以在第一時間監(jiān)督控制煤礦的水位，若煤礦的水位抵達最高限度時，監(jiān)控系統(tǒng)便會報警，實地施工人員便可以在第一時間撤離，避免發(fā)生事故。此外，在傳感器技術(shù)的幫助下，能夠遠程定位施工者，在第一時間確定施工者的位置以及體溫變化情況。根據(jù)礦井下的地理情況，繪制出精確的動態(tài)作業(yè)圖像，有利于展開高效的調(diào)度工作[4]。

由于總體科技水平的持續(xù)提升，我國的自動化技術(shù)日趨成熟，在監(jiān)控設(shè)備當(dāng)中靈活運用自動化技術(shù)，可以精準(zhǔn)掌握礦井當(dāng)中的所有情況，并且實現(xiàn)井上以及井下的優(yōu)化，進一步保障施工者的安全。同時，自動化技術(shù)的使用能夠全面把握井下的質(zhì)地環(huán)境狀況，若是發(fā)生了事故，可以有效縮短搜索救援的時間。所以不難看出，自動化技術(shù)的使用可以讓總體監(jiān)控效率更上一層樓，并且充分保障礦工們的生命安全。

4 結(jié)語

總之，在煤礦機電設(shè)備方面使用自動化技術(shù)，可以全面提升煤礦生產(chǎn)的總體效率，緩解人力資源緊張的局面，有效保障生產(chǎn)的安全性。現(xiàn)階段，在煤礦的提升設(shè)備、采掘設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備等多個領(lǐng)域，自動化技術(shù)都得到了有效的運用和推廣，優(yōu)勢突出。因此日后我國還需展開深入的研究和開發(fā)，讓煤礦機電設(shè)備中的自動化技術(shù)水平得到進一步提升。