煤礦機械工程智能化展望以及應用探究

張彥軍

摘要：在日益復雜的煤礦工作環境和現實需求背景下，無論是工作效能還是綠色作業，煤礦機械工程現代化發展開始受到更多人的重視，傾斜了更多的資金和技術，而這就促使該項工作開始步入發展快車道，也較好滿足了人們的期望。但受到技術、作用環境、社會及人為等因素的影響，我國煤礦機械工程智能化發展還存在一定不足。據此，本文特在探究該項工程問題基礎上，分析其智能化應用和展望其智能發展方向，以供參考。

關鍵詞：煤礦機械;工程智能化;應用;發展

盡管煤礦機械工程總體發展趨勢是向上的，但在受到技術等因素的影響，其在智能化方面還存在一定缺陷，現代化屬性賦能度過低，智能體系總體效能不高，阻礙了煤礦工程智能體系的形成。據此探究當前環境下煤礦機械工程智能化應用和發展趨勢，除了能為該體系的智能化發展方向提供一定參考，還有助于該體系空白項目的完善，具有現實而積極的意義。

一、煤礦機械工程智能化當前問題分析

（一）在機械設備構成方面

合理的機械構成是現代化智能體系的標志，但盡管目前該工程智能化得到了一定發展，但其中有些器械在靈活度、結構及重量上，仍難以令人滿意[1]。如笨重的器械受到靈活度的影響，不僅在效率上存在一定缺陷，而且還會產生大量的維護成本。

（二）在機械設備科技含量方面

事實上，從我國現有煤礦機械設備作業流程可以看出，很多環境上仍是人為在操作，當然其中有些環節確實實現了智能化和數字化設備的應用，但其覆蓋面較低，難以全面發揮科技效能。尤其是一些關鍵作業環節，仍以人工操作為主，而這就難以適應當前煤礦行業發展市場環境，難以在行業市場中獲得更多話語權。

（三）在機械設備材料方面

材料質量是煤礦機械設備智能化發展的核心，會在不同程度上影響設備應用周期。但由于我國煉鋼技術還處于落后狀態，無法在短時間內為該項工程智能發展提升材料支撐。而從國外引入的高質量鋼材，不僅會拉大我國煤礦機械設備現代化的距離，還會加大其的投入成本，甚至在某些情況下，還會危機作業人員的健康安全，不利于其持續穩定的發展。

（四）在機械設備環保效能方面

當前煤礦行業環境追求的是可持續的開采發展，但一些單位受到技術因素影響，沒有對開采地進行智能化分析，其中有害物質污染了當地的環境，影響該地生態環境的平衡發展，如植被、微生物、空氣、土壤等，從而不利于環境和煤礦作業的和諧發展，不利于綠色開采體系的形成。

（五）在機械設備人為操作方面

從我國目前煤礦機械作業群體可以看出，整個體系中人員沒有較好的技能素養，對智能、數字化發展認知不足，尤其是一些擁有復雜操作的設備，一些人員不僅難以系統的掌握，還難以在應急操作工作中，及時采取相應操作，降低損失。

二、煤礦機械工程智能化應用分析

（一）在挖掘方面的智能化應用

從煤礦采掘機智能發展方向可以看出，在驅動系統方面：其機械應用了電牽引驅動，較好提升了裝機功率，提升了作業效率;在計算機和故障診斷方面：其將計算機信息技術最為該項技術的核心，并在故障診斷上，用傳感器進行信息反饋，能準確定位故障情況，為故障措施的制定奠定了較好的基礎[2]。在安全作業方面，在信息數據化和遠距離技術現場支撐下，采掘技術實現了遠程遙控模式，而這不僅能降低系統操作的復雜性，還能在數據化基礎上，保障作業人員的生命安全。同時，還可繼續豐富遠程操作體統，保障系統運行的穩定性，如提升人機交互、強化plc控制、遠程發生和接收信號等。此外，由于系統應用了交流電機，因此，其除了能進一步提升系統運行的穩定性，還能降低維修流程，節約維修成本，進而達到一定經濟效益。

（二）在運輸方面的智能化應用

在煤礦開采的過程中，運輸是一個關鍵環境，因此其智能化形成具有較高的意義。一方面可降低能源損耗，一方面可提升作業效率。具體而言，在穩定可調節方面：運輸機以膠帶應用為主，并在控制技術上應運用變頻技術，以能更好動態調整運輸機，讓其啟動更加平穩;在穩定云方面，需設置液壓自控張緊，以促使運輸行程和張力可以自動調節;在運輸情況即時反饋上，需構建對應的監控系統，并布置在運輸全過程;在設備壽命和故障頻率上，應將交叉側卸模式設置在機頭，將自動伸縮技術設置在機尾;在焊接質量上，可充分利用智能機器人，在中槽部進行自動焊接，以提升運輸機的穩定性。

（三）在安全生產視野上智能化應用

目前，隨著煤礦開采作業的不斷完善，其智能監控的需求和覆蓋越來越廣，進而形成了智能監控體系[3]。尤其是一些煤礦企業，為強化監控探頭的性能，確保該體系能開以正常的方式運行，為及時定位其中問題和相應人員的應急反應提供一定基礎。在其系統組成上，以EPA技術為基點，重構了煤礦生產監控體系，形成了由現場設備、遠程監控及信息管理的體系，形成了一體化智能模式，可全范圍的排除采掘故障。此外，該系統還能識別更加復雜的作業環境，并利用平臺自身屬性形成穩定的信息交互平臺，從而保障各個監控區域之間的信息交互。

（四）在綠色作業下的智能技術應用

煤礦工程綠色作用擁有非常重要的意義，需對其予以相應重視。目前，一些企業在開采過程中，以大數據技術為基礎，模擬實際開采流程，分析開展過程中可能會產生出現的各種問題，如瓦斯、地下水資源及礦渣廢棄物等，并整理其中可回收的資源項目，以在降低能源損耗的同時，提升煤礦作業效率。同時，依托智能數據庫模擬生態復原技術，進行煤礦資源現代綠色發展的深入開發，以提升同開發環境的契合度，保障生態系統的發展。此外，一些煤礦企業在作業過程中，采用可拆卸式智能機械，在其報廢后，回收其中有價值的設備，以降低對環境的危害，降低煤礦作業綠色成本的支出。

三、煤礦機械智能化發展方向分析

首先，智能化的煤礦機械工程適應性更強 針對煤礦所處的地質條件的不同或者煤礦開采難度的不同，可針對性地研究制造相應的設備產品，從而保證采煤工作的順利進行。煤礦機械設備能夠適應各種各樣的復雜地質環境，保證煤礦的開采效率;其次，能夠實現對煤礦機械工程的遠程控制使用電子計算機對煤礦機械的運行進行遠程控制，監控測量相應的數據，并將數據進行及時地傳遞，通過控制器對設備發送指令，以完成操作，實現對整個生產過程的監控。一出現問題故障能夠及時地發現并排除，將故障帶來的損失盡可能降到最低。

四、結語

在目前的職能化背景下，煤礦機械智能發展是一種趨勢。所以，相應單位和企業不僅要理清其中關系，還應精準定位自身存在的缺陷，在自身實情基礎上，完善人才、技術、設備等的不足，填補自身短板，以為煤礦機械智能發展奠定良好基礎，據此，本文就該方面進行了四個方面的分析，期望能啟發相關人員該項工程的開展。

參考文獻

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[3]龔曉燕，雷可凡，吳群英，崔小強，吳悅，朱斌，楊富強，張紅兵，劉輝.數字孿生驅動的掘進面出風口風流智能調控系統[J/OL].煤炭學報：1-10[2020-09-22].https：//doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2020.0963.