机械自动化在煤矿机械制造中的应用

机械自动化在煤矿机械制造中的应用

张海根

身份证号：12010319640506263X

摘要：中国进入新时代以来，主要矛盾的转变促使人们的思想认知发生了改变，人们越发地追求生活品质，促使煤炭的需求量越来越大。在中国，煤炭有“黑金子”的美称，表明中国人民对煤炭行业的高度认可和美好的赞誉，也说明煤炭是中国主要的能源资源之一，并且起重要的主导作用。当前，随着中国新科技和新技术的发展，煤矿采掘向着机械自动化和智能化的方向发展。

关键词：煤矿开采；机电设备；自动化技术

中图分类号：TD67

文献标识码：A

引言

经过多年的发展和探索，中国煤炭开采事业飞速发展。保证煤炭资源的稳定供应对于中国的经济建设具有十分重要的意义。在煤炭开采过程中，一些问题日益突出，主要表现为高污染、高能耗和劳动密集程度大，这严重影响了煤炭企业的发展。此外，煤炭开采过程中安全事故造成的人员伤亡会带来恶劣的社会影响。因此，必须要对煤炭企业进行升级，由劳动密集型产业升级为技术集约型产业。产业升级的关键在于采用先进的生产技术。自动化技术以信息化技术为基础，实现设备的自动化运行和控制，代表了最先进的生产技术。在煤矿机电设备中广泛使用自动化技术，可以实现煤矿企业的安全高效生产。

1煤矿机电设备自动化的优势

1.1实现减员提效

传统的煤炭企业都是劳动密集型企业，生产效率普遍较低。为了进一步提升煤炭的开采效率，必须要实现减员提效。减员提效的核心在于将过去人工完成的工作由机电设备完成。使用自动化技术可以实现煤矿机电设备的自动化运行，过去需要大量工人完成的工作现在只需要少量的工人甚至不需要工人，进而实现减员的目的。机电设备自动化运行后，不需要交接班，开机率更高，控制更加精准，摆脱了工人的生理极限，使得生产效率更高。

1.2降低生产成本

采取自动化技术的目的是使设备的运行处于最优状态。煤矿机电设备在实现自动化运行后也会处于最优运行状态。当设备处于最优状态时，能耗最低。由于煤矿生产中使用的都是大功率用电设备，降低能耗能有效地降低设备的运行成本。与此同时，设备的磨损和故障率也处于最低状态，这有助于减少设备的维护维修费用，延长设备的使用寿命，大幅度降低设备的使用成本。

1.3提升开采的安全性

煤矿机电设备自动化运行后可以大幅度提升开采的安全性，主要体现在以下几个方面：a)对危险进行自动探测并处理。机电设备自动化运行时都加入了一些保护程序，一旦发生危险情况，则会做出最有利于安全的保护动作。例如，当工作面的瓦斯浓度超过安全值时，工作面内所有机电设备实现自动闭锁而且电源自动断开，从而避免了煤矿瓦斯爆炸事故的发生。b)减少了工人的数量，从本质上保证了开采安全。采用自动化技术后，很多危险工作都不需要人来完成。c)设备精准化运行，避免了误操作。由于工人都存在生理极限，疲劳时很容易出现操作失误的情况，从而引发一定的安全事故。而使用自动化设备不会出现这种情况，会使整个生产过程更加安全。

2机械自动化在煤矿机械制造中的应用要点

2.1装煤自动化

综采工作面中大量应用现代化技术，其中刮板输送机是核心，其是实现装煤机械自动化的关键。该设备的应用充分发挥机械优势，不仅加强了安全防护，还有效提升了开采效率。运行过程中，开启刮板运输机，利用自动化系统在采煤机之间构建信息共享通路，使得刮板输送机自动跟随采煤机运动，此时无须借助人力干预便可以实现自动化采煤装煤工序。但需要注意，应用时保证刮板输送机安全稳定运行是基础，只有维持机械正常运转，才能实现自动化装煤，如果机械设备出现故障，首要任务就是停机停产，然后安排专人进行系统性检查维护，最后确定故障位置、产生来源及解决方案，维修完成之后，检验无误后才能继续开展生产作业。一般情况下，刮板输送机最容易出现问题的位置是链条牵引连接部位，一般情况下，为了保证刮板输送机的工作效率，其链条抗压能力极强，可有效抵御煤岩块体的冲击等外力作用，很难出现问题，更多的是连接部位出现磨损，所以日常定期做好维护保养有积极作用。

2.2运煤自动化

运煤自动化已经在机械设备及先进技术支持下成为现实。当前，煤矿巷道中常见的皮带运输机就是支持运煤自动化的关键设备。皮带运输机是一种柔性运输设备，其在地下运输中具有难以比拟的优势，其中运输能力强、长时间运输、长距离运输等均是显著特点。同时，皮带运输机还具备安装方便、简单省力的优点，可在短时间内基于现场具体需求完成安装并投入使用，使用场景广泛。在应用过程中，依靠电机发挥效用，为设备提供动力，拖动皮带按照一定方向运动，此时，结合具体需求，科学调整皮带宽度和机械运输效率便可轻松实现自动化运煤目标。除此之外，随着新时期自动化技术实现突破，PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）得到了大面积应用，利用PLC实现自由化编程，从而对皮带运输机的运行过程实现全覆盖式管控，可以为设备安全、稳定、可靠运行夯实基础。

2.3支护自动化

煤矿开采过程中顶板支护管理自动化也是一项重点研发内容，随着综采技术的出现，在综采工作面下，可借助机械实现自动化支护。实际应用时，发挥液压支架的性能优势，围绕液压支架的基本工作原理，科学调控液压支架的运动动作，实现“降架—移架—升架”过程自动化操控，这是自动化支护的基础。因此，在煤矿开采工作中，利用自动化系统在采煤机和液压支架之间构建信息通路，构建电液控制系统，预先结合开采工作具体步骤设定参数，例如，在回采完成时，依靠电液控制系统发出指令，控制液压支架降架，并指引采煤机带动液压支架向前移动到新开采为主，到达指定位置后，电液控制系统暂停采煤机动作，激发液压支架升架，按照标准进行支护，支护完成后，传达信号给电液控制系统，系统向采煤机传达工作指令，此时可继续进行开采工作，之后重复性进行上述步骤，可实现自动化支护控制。上述方案依靠机械自动化技术取代人工拖移机械设备，这对于大幅度提高工作效率、保证人员安全提供了支持。

2.4安全监控数字化系统

在煤矿井下实现智能开采、智能掘进、精准定位和无人值守等工作中，离不开地面一系列信息化系统的支持，更需建设现代化的数据中心机房，目前矿井已有建设较为成熟的综合管控一体化平台，可将人员定位、安全监测监控、应急广播、矿压、水文监测、变电所电力监控、井下供水、供液、排水、工业视频、主运、辅运等系统统一传输协议，统一存储分析、在井下部分区域出现异常状况时可实现各个系统应急联动，一方面可为井下安全生产提供有力保障，还可为地面管理层决策提供有力数据支撑。

结束语

综上所述，我国煤矿行业的发展关乎我国的整体发展，在当前时代的发展下应该重视煤矿行业中自动化和信息化技术的运用，同时还要结合实际情况做好适度的调整，这样有利于将自动化和信息化作用发挥至极致，以此推动煤矿行业的整体发展。相关的科学研究人员应该进一步加强对于自动化和信息化技术的研究，将更多的先进成果投入到煤矿行业中，以此带动我国的整体发展。

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