論機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中應(yīng)用的發(fā)展

孫洪寶

摘 要： 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展，科技的研究及應(yīng)用也呈現(xiàn)出欣欣向榮的景象，當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤礦行業(yè)在工程中采用機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)，不僅可以保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提高，還能夠確保人員作業(yè)時(shí)的安全。筆者在文章中分析機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中的相關(guān)應(yīng)用，探討機(jī)械自動(dòng)化在煤礦行業(yè)中的關(guān)鍵意義，以為相關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化;煤礦;應(yīng)用

一、前言

我國(guó)能源稟賦的特征是“富煤、貧油、少氣”，煤炭?jī)?chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的11%，石油約占2.4%，天然氣僅占1.2%。這種特殊的能源格局以及消耗比重，以及煤礦采礦生產(chǎn)過(guò)程中潛藏的危險(xiǎn)招致的人力物力損害。

參考大量文獻(xiàn)、實(shí)際數(shù)據(jù)可以了解到，煤礦作業(yè)的效率提升、煤礦行業(yè)的發(fā)展迅速，都有賴于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦工程中的科學(xué)應(yīng)用。為保障作業(yè)人員的生命安全、提升煤礦作業(yè)效率、降低生產(chǎn)資源消耗，繼而使煤礦的生產(chǎn)作業(yè)具備更優(yōu)越的條件，就要使機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中得到有效的利用。

當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r展現(xiàn)出了對(duì)高新技術(shù)的嚴(yán)格要求，應(yīng)及時(shí)舍棄冗余無(wú)用的傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備，與時(shí)俱進(jìn)地采用尖端技術(shù)和設(shè)備。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一種最適合當(dāng)前煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)用技術(shù)，不論對(duì)作業(yè)的安全性還是作業(yè)的高效率都具備積極的影響作用，因而相關(guān)企業(yè)單位極為重視這種技術(shù)手段的研究與運(yùn)用。

二、機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的概述

緊跟中國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展步伐以及煤礦機(jī)械自動(dòng)化質(zhì)量的提升，機(jī)械自動(dòng)化已在煤炭工業(yè)中具備了大范圍使用的條件，是促進(jìn)現(xiàn)代煤礦實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率和高效率的主要因素。

綜合機(jī)械化回采工作面是煤炭生產(chǎn)中最先進(jìn)，最復(fù)雜的工作環(huán)節(jié)。它的設(shè)施很多，同時(shí)眾多設(shè)施是相互制約和協(xié)調(diào)的。一個(gè)設(shè)施不能與另一個(gè)設(shè)施分開(kāi)完成一項(xiàng)任務(wù)。同時(shí)，在大多數(shù)作業(yè)中，這些設(shè)施會(huì)受限于周邊地質(zhì)條件。主動(dòng)學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)新的煤礦技術(shù)和作業(yè)設(shè)備，也是煤礦企業(yè)有效提高與單位投入相對(duì)應(yīng)單位產(chǎn)出水平的關(guān)鍵工作內(nèi)容。此外，回采工作面還涉及到一個(gè)全機(jī)械化煤礦參與作業(yè)人員數(shù)量最大的問(wèn)題。這種情況是復(fù)雜且極其危險(xiǎn)的，因?yàn)樽鳂I(yè)人員面臨著空間有限，煤塵多，噪音高的復(fù)雜工作環(huán)境。生產(chǎn)環(huán)境的改善迫在眉睫。煤炭開(kāi)采設(shè)備技術(shù)和信息技術(shù)都有了飛速的提升，煤礦機(jī)械自動(dòng)化必然符合當(dāng)代煤礦企業(yè)的進(jìn)步要求。

三、機(jī)械自動(dòng)化在煤礦生產(chǎn)中的重要性

煤礦作業(yè)中許多人才流失的原因不外乎作業(yè)任務(wù)重，礦內(nèi)條件相對(duì)低劣。在這種情況下，煤礦工業(yè)需要使煤礦生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化，同時(shí)，機(jī)械化質(zhì)量的持續(xù)提升大大提高了礦內(nèi)作業(yè)效率，高效地處理了多種狀況。當(dāng)今的煤礦工程人員能夠選擇現(xiàn)代化機(jī)械來(lái)查看礦內(nèi)煤炭作業(yè)，并通過(guò)遠(yuǎn)程指導(dǎo)的手段確保作業(yè)人員安全無(wú)虞。機(jī)械自動(dòng)化在下列方面積極影響了中國(guó)煤礦單位的高效發(fā)展：

（一）提升了勞動(dòng)的自由度和煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量

機(jī)械自動(dòng)化具備解放勞動(dòng)力的基本功能。煤礦行業(yè)中，如果機(jī)械設(shè)備的作業(yè)效率大大高于人員勞動(dòng)的生產(chǎn)效率，就能使作業(yè)人員離開(kāi)礦井下的工作現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)往沒(méi)有危險(xiǎn)的煤礦工作面監(jiān)控中心，工人的安全以及作業(yè)的質(zhì)量將得到保障。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，還可以阻止事故的出現(xiàn)，符合煤礦作業(yè)安全性好、作業(yè)產(chǎn)量和作業(yè)效率高的原則。

（二）確保了作業(yè)裝置的便捷使用和作業(yè)安全

煤礦作業(yè)不僅包括嚴(yán)酷的工作條件，還帶來(lái)許多潛在的安全問(wèn)題，在以前煤礦技術(shù)的要求下，工人要深入地下，就有機(jī)會(huì)出現(xiàn)諸如滑坡和天然氣爆炸的事故。如果事故發(fā)生，將對(duì)操作人員的生命安全產(chǎn)生重大威脅，然而，利用機(jī)械自動(dòng)化手段可以使較危險(xiǎn)的工程作業(yè)轉(zhuǎn)移到機(jī)器設(shè)備上。由于操作員僅需對(duì)設(shè)備進(jìn)行外部遠(yuǎn)程控制，作業(yè)安全有了很大的保障。

（三）降低了作業(yè)的成本并提高了行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益

機(jī)械自動(dòng)化手段的運(yùn)用，在煤礦作業(yè)以及煤炭挖掘時(shí)可將人力勞動(dòng)的占比大大降低，作業(yè)成本也得到減少，同時(shí)提高了煤炭開(kāi)采公司的經(jīng)濟(jì)效益。

四、機(jī)械自動(dòng)化特定應(yīng)用的發(fā)展前景

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以與生產(chǎn)緊密相關(guān)，而先進(jìn)的自動(dòng)化裝置可以為公司發(fā)展提供新的機(jī)會(huì)。重點(diǎn)崗位是實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的首要目標(biāo)，因?yàn)槊旱V行業(yè)的特性就決定了它的整體工作需要投入大量人力物力，并且有經(jīng)常面臨突如其來(lái)的安全事故的可能。機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用與科學(xué)指導(dǎo)相結(jié)合，并且要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地應(yīng)用于重要崗位。此外，在整個(gè)機(jī)械作業(yè)過(guò)程中認(rèn)真審查及監(jiān)控工作流程，確保作業(yè)不失去連續(xù)性，能夠使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮出真正將生產(chǎn)效率進(jìn)行提升的作用，相較傳統(tǒng)方式更加節(jié)約人力物力資源，降低采煤損耗。另一方面，在采煤機(jī)械化程度連年上漲的情況下，若將其他方面的先進(jìn)技術(shù)與當(dāng)前的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行融合，就可以使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)揮更加平穩(wěn)、發(fā)展更加成熟，為企業(yè)自身發(fā)展提供更多的收益。

（一）機(jī)器設(shè)備自動(dòng)化的長(zhǎng)處

越過(guò)20世紀(jì)，中國(guó)建設(shè)的工業(yè)化以及社會(huì)的城市化規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。以時(shí)代發(fā)展為背景，國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)的研發(fā)速度提高，研發(fā)成效增強(qiáng)。所以，進(jìn)行煤礦作業(yè)時(shí)，有必要提高煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的利用率。歐美國(guó)家廣泛利用煤礦機(jī)械自動(dòng)化裝置來(lái)提高煤炭的開(kāi)采率，穩(wěn)定煤礦行業(yè)的發(fā)展，使員工作業(yè)的安全得到保障，并保證煤礦作業(yè)的平穩(wěn)進(jìn)行。同時(shí)，自動(dòng)化水平更高的煤礦機(jī)械設(shè)施可用于增加煤礦出產(chǎn)總量并讓煤礦公司獲得了更好的經(jīng)濟(jì)收益。

（二）開(kāi)鑿式煤礦的機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用

掘進(jìn)機(jī)是用于平直地面開(kāi)鑿巷道的機(jī)器，用于煤礦作業(yè)時(shí)，它具有強(qiáng)大的機(jī)械自動(dòng)化功能。為大大節(jié)約煤礦作業(yè)時(shí)間，保證煤礦生產(chǎn)過(guò)程的高效，進(jìn)行煤礦作業(yè)時(shí)，將掘進(jìn)機(jī)同液壓系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，可以起到事半功倍的效果。在系統(tǒng)實(shí)際使用中使用液壓系統(tǒng)和靈敏變量泵作為主控制系統(tǒng)，執(zhí)行過(guò)濾器的流量始終是恒定的，不受負(fù)載變化的影響。另外，不同的執(zhí)行器可以達(dá)到相同的性能，從而大大提高了生產(chǎn)率。生產(chǎn)效率的提高帶動(dòng)了煤炭生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前，中國(guó)的煤礦自動(dòng)化機(jī)器的水平取決于技術(shù)條件和其他因素的限制，應(yīng)用范圍受到各種地質(zhì)環(huán)境的影響，應(yīng)連續(xù)地進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)以適應(yīng)不同環(huán)境中的采礦條件。此外，在采礦環(huán)境中，煤炭開(kāi)采受到機(jī)械化程度的限制可能出現(xiàn)浪費(fèi)資源的情況。因此，我們將繼續(xù)改善采礦設(shè)備和使用技術(shù)提高后的煤礦自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真正的環(huán)保。 這是對(duì)于設(shè)施的有效管理，有助于作業(yè)人員進(jìn)行煤礦作業(yè)。

（三）采煤過(guò)程中機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用

煤礦作業(yè)的中心環(huán)節(jié)，煤炭開(kāi)采階段在直觀上要超過(guò)煤炭生產(chǎn)。處于這種因素造成的作業(yè)環(huán)境，相關(guān)人員需要增加對(duì)集成機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的使用。該過(guò)程要求技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和用途進(jìn)行多次測(cè)試，以有效地對(duì)相應(yīng)煤脈和煤炭進(jìn)行分類，以確保生產(chǎn)質(zhì)量。與此同時(shí)，技術(shù)人員要加強(qiáng)安全系統(tǒng)的檢查、開(kāi)發(fā)和技術(shù)討論，使員工能夠更好地理解和管理采礦設(shè)施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行問(wèn)題并確保礦井生產(chǎn)的安全和效率。

實(shí)時(shí)的采礦過(guò)程通過(guò)工作臺(tái)的中央控制系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng)，分配給每個(gè)子系統(tǒng)相應(yīng)的子命令系，通過(guò)協(xié)調(diào)每個(gè)子系統(tǒng)的調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)此操作。集中控制系統(tǒng)通過(guò)與每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信來(lái)集中處理每個(gè)子系統(tǒng)的操作狀態(tài)、操作參數(shù)和指令，執(zhí)行邏輯計(jì)算，并為每個(gè)子系統(tǒng)提供科學(xué)可靠的控制。實(shí)現(xiàn)它們的協(xié)同自動(dòng)控制。繼而保證對(duì)整個(gè)機(jī)械化煤礦采礦工作面的自動(dòng)控制。

（四）輸送機(jī)中機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用

在煤礦開(kāi)采和煤礦作業(yè)的過(guò)程中，輸送機(jī)是非常關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備。 在傳統(tǒng)的煤礦作業(yè)進(jìn)行時(shí)，諸如輸送機(jī)效率降低和設(shè)備損壞之類的問(wèn)題將導(dǎo)致煤礦作業(yè)效率低下。以前的輸送機(jī)具備多處不便，在當(dāng)前的生產(chǎn)過(guò)程中就需要使用具備機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的帶式輸送機(jī)，這樣一來(lái)，生產(chǎn)效率得以提升，設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)也得到了進(jìn)一步下降。企業(yè)節(jié)省煤礦工人的勞動(dòng)力，并在更大程度上保證了他們的人身安全。這樣促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展的想法更快速地實(shí)現(xiàn)。

從開(kāi)采煤炭到投放市場(chǎng)，通常需要各種運(yùn)輸過(guò)程來(lái)穩(wěn)妥運(yùn)輸煤炭。 在這種情況下，如何提高煤炭運(yùn)輸效率是煤炭工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。對(duì)傳統(tǒng)的煤炭開(kāi)采和運(yùn)輸業(yè)務(wù)分析表明，許多采礦部門都是人工運(yùn)輸煤炭。 這不僅效率低下，而且還存在許多問(wèn)題。

（五）采煤中機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用

這種類型的采煤機(jī)與傳統(tǒng)采煤機(jī)之間的區(qū)別在于便于查看實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、遠(yuǎn)程控制、完全機(jī)械化的采礦設(shè)施鏈接，狀態(tài)數(shù)據(jù)分析和評(píng)估采煤機(jī)械的運(yùn)行能力，可以實(shí)現(xiàn)信息化控制。配備了用于所有過(guò)程橫截面和曲線的記憶剪切功能，可實(shí)現(xiàn)牽引速度和采礦高度控制的自適應(yīng)調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)記憶剪切。收線機(jī)配備以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為中心的刮板直線度監(jiān)控系統(tǒng)，并與中央控制中心、液壓支架電液控制系統(tǒng)和精密推壓系統(tǒng)相結(jié)合，完成了對(duì)“三直”的獨(dú)立管理。它具有自我保護(hù)關(guān)閉功能和系統(tǒng)關(guān)閉功能。集中控制中心收集到的信息，監(jiān)視和分析數(shù)據(jù)，例如執(zhí)行狀態(tài)和微調(diào)器的狀態(tài)，并提供警告和異常信息以便進(jìn)行預(yù)防工作。這提供了負(fù)載鏈接和氣體鏈接功能。實(shí)現(xiàn)了采煤設(shè)備的機(jī)械自動(dòng)化。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械化自動(dòng)采礦設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 與傳統(tǒng)的煤礦設(shè)施相比，它可以提高生產(chǎn)效率和安全性。同時(shí)，持續(xù)改進(jìn)設(shè)備狀態(tài)以改善環(huán)境保護(hù)效果，并顯著提高煤礦公司的生產(chǎn)效率。 減少煤炭資源開(kāi)采過(guò)程中的浪費(fèi)。

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