自動化技術在煤礦開采中的應用研究

婁立偉 楊世昌

摘要：隨著科技的不斷發展，自動化技術得到了廣泛的應用，其中自動化技術就被廣泛應用到煤礦開采過程中，其不僅僅實現了提升煤礦生產效率，也提升了煤礦生產的安全性。本文在探討煤礦開采應用自動化技術必要性的基礎上，從實際出發論述了在開采過程中自動化技術的應用。

關鍵詞：自動化;煤礦開采;應用

引言

隨著科技的不斷進步，自動化技術在各行各業中的應用已經非常廣泛。在煤礦開采中，自動化設備同樣發揮了重要的作用，自動化取代人工作業，能夠大幅降低對人身安全的威脅;同時自動化設備的應用也讓作業效率大幅提升。當前，自動化技術已經在煤礦開采中的眾多作業環節有深入應用，為煤礦企業帶來更好的經濟效益。

一、煤礦采煤應用自動化技術的必要性

自動化技術是在網絡技術和智能技術的基礎上發展而來的，結合了兩者的工作優勢，并且在功能上具備多樣化的特點，隨著我國煤礦行業發展的程度迅速提升，原本控制系統的工作能力已經不能滿足當下工作的實際需求，也就使得控制系統朝著集成化、自動化的方向不斷進行著發展。不僅僅在自動化技術的應用過程中可以實現各個環節的高效控制與生產，還可以在整體過程的監管方面起到良好的作用。煤炭資源儲存在地下，在其開采的過程中本身具有著一定的危險性，并且地下作業環境的復雜程度高，就使得在生產的過程中對于煤炭行業提出了更高的工作的要求，尤其是在安全生產方面。應用了自動化技術對于煤炭生產的全過程進行高效的監管與控制的工作，可以使得煤礦系統的安全運行程度大大提升，保證采煤的安全性與效率。

二、自動化技術在煤礦開采中應用的優勢

1.提高煤礦開采安全性

拿過去的煤礦生產來說，機械設備自動化水平不高，許多危險的勘探和開采作業不得不人為操作，大大增加了煤礦開采的風險，這就不可避免地導致了許多煤礦安全事故頻發，造成災難。隨著自動化水平不斷提高，采礦過程逐步得到補充，采礦生產系統和設備迅速升級，采礦和采礦新技術不斷擴大和應用，在一些煤礦中能耗低，安全可靠。我們已經開始對底層安全系統實施優化和適應措施。由于自動化系統合理，設備齊全，風量滿足，穩定性高，為高產、高效以及安全生產提供了強有力的支持。

2.提高效率，減少投入

采煤量一般很大，但當人工完成如此大量的人工時，工作時間和人力成本都會增加，隨著煤層的加深，開采難度增加，人工開采效率逐漸降低。與人工開采相比，采用自動化機械開采煤炭，不僅準確測量和開采煤炭，而且顯著降低了勞動者的勞動強度。

3.資源充分利用

眾所周知，我國土地資源豐富、煤礦資源豐富，在許多地區都有良好的煤層。但由于基礎設施缺失、開采技術不完善、機器自動化效率低等原因導致難以開采幾條薄煤層。自動化技術的應用有效地解決了這一問題，很大程度上提高了我國煤炭資源的利用率。

三、自動化技術在煤礦開采中的具體應用

1.皮帶運輸機系統

煤礦生產體系中的皮帶運輸機，在很大程度上決定了工作面出煤量，所以也是重要的管理對象。在過去的工作環境中，需要指定專人來管理和監控皮帶運輸機，以確保其處于正常運轉的狀態。但是這種人工管理，往往都是故障已經發生才能被發現，既無法做到防患于未然，也不能迅速判斷故障原因，所以依然浪費了大量的時間，影響了煤礦的生產效率。在皮帶運輸機系統中，應用PLC控制技術，能夠非常有效的改善上述狀況。首先，PLC控制技術的應用，實現了皮帶運輸機的在線檢測和遠程控制，這樣在其運行過程中不但不需要有人值守，而且當出現皮帶跑偏、打滑等故障隱患時，系統就能夠發出報警并提示故障，技術人員盡快針對故障實施維護。另外，自動化技術的應用還可以基于皮帶機的承重力，調整電機功率，從而達到節約能源的目的。

2.在安全管理中的應用

為了保障煤礦的安全生產，需要監測煤礦井下的一些數據，將這些現場實測數據與規定的數據進行對比，是煤礦安全管理的內容。煤是由動植物遺體演變而成的一種礦物，在開采時成煤作用中形成的瓦斯會逸出。瓦斯的主要成分是CH4（甲烷），當空氣中的CH4達到一定濃度時，遇到明火就會發生爆炸。瓦斯爆炸是煤礦安全的頭號殺手，監測瓦斯濃度是煤礦安全工作的重中之重。在過去，安全員需要拿著瓦斯探頭去現場直接測量瓦斯濃度，并記錄下來，通常安全員要走完礦井的大部分巷道，工作時間非常長，而且采集的數據量非常少，礦井瓦斯防治的效率非常低，不能有效地防治煤礦安全事故?，F在，通過在巷道的某些位置安裝瓦斯傳感器，應用一些局域網技術或無線通信技術，就可以實現對煤礦井下瓦斯濃度的全天候自動監測;與此同時，通過一些數據處理算法可以對瓦斯異常進行判斷，若井下瓦斯濃度超標，會通過瓦斯探頭向井下發出報警，并切斷生產工作面的電源，這樣可以將瓦斯災害事故造成的影響降到最低。通過自動化技術的應用可以實現對礦井運行情況的在線監測，極大地提高了煤礦生產安全管理的效率。

3.采煤挖掘

許多自動化技術，如挖掘機自動照明系統、機電傳動系統、液壓控制系統和控制箱等，用于煤礦機械操作。通過提高和提高生產速度，可以有效地降低工人的勞動強度，降低開采成本，提高經濟效益，改善礦山的勞動條件。挖掘是煤礦開采的開始，挖掘的開展直接影響著隨后整個采礦活動的進行。開挖速度決定了后續作業的效率，采用挖掘機械自動化是保證開挖工作高效進行的重要前提，只有有效地做好其他后續作業才能有強有力的保證。所以隧道的自動化挖掘工作對于整個采礦過程具有重要的價值。自動化技術應用于挖掘過程中首先使用的就是這種裝備有安全開關的井筒，配合井下照明設備液壓控制系統，有效地實現掘進工作的自動化，為后續的掘進工作打下堅實的基礎。

采煤是煤礦生產的一項主要工作，在傳統的采煤過程中，工作人員必須隨時到井下修理機器，以達到提高采煤效率的目的，對人力需求也很大，實現采煤自動化后，可以最大限度地提高采煤效率，降低井下作業的人工勞動強度。當前最常用的采煤機就是采用自動化程度高、能按預定路徑挖掘等特點的技術方法，在遇到采煤機難以處理的煤層時，也可采用人工掘進。因而在各種采煤地點遙電動采煤機的出現，為復雜煤層的環境開采指明了新的出路，減少了人工維護和開采帶來的危險。

4.在礦井運輸中的應用

在煤礦綜采自動化采煤技術中輸送機是非常重要的運行設備，起到重要的運輸作用。因此在實際開采的過程當中需要對輸送機的負載進行有效的控制，全面監控負載機的運作狀態，并且及時對負載機的參數系統進行調整和管理。但是在進行傳輸機調整的過程當中，一定要基于工作電流的大小以及刮板鏈條實際受力情況進行參數更改，從而有效避免在調整過程當中產生生產誤差。

結束語：綜上所述，隨著科技的不斷發展，煤礦開采中應用自動化技術基本已經成為常態，這不僅大幅提升了煤礦開采的效率，更讓煤礦的安全性得到保障。未來自動化在煤礦開采中的應用必將更加廣泛和深入，充分發揮其無人化、高效化的優勢，為推動煤礦的生產一體化管理發揮重要作用。更重要的是，隨著智能化技術的不斷成熟，將使自動化逐漸向智能化方向發展，這對于煤礦行業的發展將是極大的動力。

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