煤矿智能化采矿设备的研究与应用

煤矿智能化采矿设备的研究与应用

何欣

安徽省矿业机电装备有限责任公司   235000

摘要：随着矿山智能化技术的不断发展，研究智能化采矿设备至关重要，智能化设备不仅可以有助于采矿工作更加安全，也可以提高工作面开采的效率。基于此，本文主要对煤矿智能化采矿设备的传感技术和自动化控制技术进行了研究，并给出了提高现有采矿工作安全性的措施，希望通过本文的介绍，可以为煤矿智能化采矿设备的应用奠定一定的基础。

关键词：煤矿智能化；采矿设备；研究与应用

引言：随着科技的不断进步，传统的煤矿开采方式正逐渐向智能化、自动化方向转变。煤矿智能化采矿设备的研究与应用，不仅能够提高煤炭开采的效率和安全性，还能在很大程度上减少劳动强度和环境影响。

1.智能化采矿设备的现状

智能化采矿设备是指采用现代传感器技术、信息技术、自动控制技术和人工智能等集成的高科技设备，它们能够在无人或少人干预的情况下完成煤炭的开采、运输和处理等作业。目前，智能化采矿设备已经在一些先进的煤矿中得到应用，如自动化钻机、无人驾驶卡车、智能装载机和远程控制系统等。

2.煤矿智能化采矿设备的关键技术研究

2.1传感技术的应用

传感技术是指通过传感器对需要检测的物质进行感知和测量，将实时采集的数据传输至中央控制系统进行处理和分析。在煤矿智能化采矿设备中，传感技术的应用起到了关键作用。传感技术可以监测环境气体浓度，在煤矿开采过程中，通过瓦斯传感器等多气体传感器的应用，可以实时监测矿井中的甲烷和其他有害气体浓度，并及时报警，保障矿工的安全，对气体浓度的实时监测可以有效保证煤矿开采工作的安全。除监测气体之外，传感技术在采矿行业中还用于监测矿井环境的温度和湿度，此传感器可以实时监测矿井中的温度和湿度变化，及时预警可能导致矿井火灾和瓦斯爆炸的危险情况，保障矿工的生命安全，考虑到瓦斯爆炸是现有煤矿开采工作中最重要的影响因素，所以实时对温湿度的监测可有效保障煤矿开采工作的安全性。除监测煤矿自身的情况外，传感技术还被广泛应用于监测采矿设备的运行状态和工作负荷。通过振动传感器、加速度计等设备，可以实时监测设备的振动、温度、压力等状态参数，判断出出设备的工作负荷和磨损情况，从而实现对设备运行状态的实时监测和预警，提高设备的可靠性和使用寿命。工作人员可以根据传感器所提供的数据及时更换老旧设备，或对存在安全隐患的设备进行维修和保养处理。综上所述，传感技术的应用对煤矿智能化开采设备而言有着至关重要的作用。

2.2自动化控制技术的应用

随着自动化技术的发展，矿井中的自动化控制技术的应用也越来越普遍。通过应用自动化的控制技术，可以实现采矿设备的智能化操作和自动化控制，这些先进技术的应用不仅可以使得煤矿开采技术更加安全，也可以大大提高现有的工作效率。传统的手动操作需要矿工对设备进行控制和调节，存在人为因素和操作误差的风险。而通过自动化控制技术，可以实现采矿设备的自动化操作，包括起停控制，各种电液操控的调节等。这样不仅可以减轻矿工的劳动强度，还可以有效降低事故风险。在综合使用传感技术和自动化控制技术时，可以通过对采集的数据进行实时分析，这使自动化控制系统的优点便可以体现出来，其可以自动调整设备的工作参数和工作模式，以提高采煤效率和能源利用率。例如，根据岩层硬度、采煤速度和负荷等参数，自动化控制系统可以实时调整刀具的切割力和切削速度，以提高采煤效果和减少能耗。由此可知，自动化控制技术的应用将是未来煤矿开采工作的一个重要方向。

3.智能化采矿设备的挑战

3.1技术挑战

智能化采矿设备的核心在于其先进的传感器、自动化控制系统和人工智能算法。这些技术的应用使得设备能够在极端环境下自主作业，减少人为干预。然而，技术的复杂性也带来了巨大的挑战。首先，设备的可靠性和维护成本是矿企需要重点关注的问题。其次，智能化设备对数据处理和分析的依赖性强，这就要求有强大的软件支持和网络基础设施。最后，技术的更新换代速度快，如何保持设备的持续升级和适应新的技术标准也是一个难题。

3.2经济挑战

智能化采矿设备的研发和部署需要巨额的资金投入。对于许多中小型矿企来说，这是一个不小的财务负担。此外，智能化设备的经济效益往往需要较长时间才能显现，这就需要企业有足够的耐心等待投资回报。同时，智能化采矿可能导致传统岗位的减少，从而引发劳动力市场的调整和社会问题。

3.3安全与环保挑战

尽管智能化采矿设备能够在一定程度上提高作业安全性，但它们也可能带来新的安全隐患。例如，自动化系统的故障可能导致无法预料的事故。此外，智能化设备的广泛应用可能会对矿区周边环境造成影响，如噪音污染、地表破坏等。因此，如何在提高效率的同时确保安全和环境保护，是智能化采矿必须面对的问题。

3.4人才挑战

智能化采矿设备的运行和维护需要一批具有专业技能的人才。这些人才不仅需要掌握机械、电子等传统技能，还要熟悉信息技术和数据分析。目前，这类跨学科人才相对稀缺，而且培养周期长。因此，如何吸引和培养足够的专业人才以支撑智能化采矿的发展，是一个亟待解决的问题。

4.提高矿山开采安全管理水平的措施

4.1加强工作人员的技能培训

在应用智能化采矿设备时，也需要工作人员了解相关的设备和操作，工作人员在进行设备操作时，必须要严格按照操作规程进行，做好安全与管理工作。对相关工作人员的技能培训，可以从以下几个方面开展。一是树立员工的安全意识。企业应通过安全讲座和培训等，让员工树立一定的安全意识；在此基础上，对员工开展业务培训，要让员工熟练掌握安全操作规程，生产工艺流程等，并对相关培训内容进行考核。二是对特殊作业的人员进行综合能力的考核和职业素质测评，对特殊作业的人员而言，他们不仅要熟练掌握智能设备的操作，并且能够从容地应对设备在应用过程中的突发情况，才可以有效减少智能化设备应用过程中的负面情况。

4.2强化安全作业的现场管理工作

智能化采矿设备的良好运转离不开施工现场良好的现场管理。所以现有煤矿开采工作需要采矿一线人员的高度配合，只有采矿人员的高度协助与配合，才可以是现场的煤矿开采工作更加的高效和有序。为了实现强化安全作业的现场管理工作，可以采取以下三个措施。 第一，让员工多学习智能化新技术和新工艺的操作方法，通过提高员工的实操能力来推动安全管理工作的开展。第二，煤矿开采工作需要严格按照安全生产操作规程进行。需要派专门的管理人员检查设备是否定点放置，施工环境是否安全等，避免由于施工现场环境太差而导致一些突发事故。第三，由于煤矿开采工作的工作环境较为复杂，容易产生粉尘、瓦斯和一氧化碳等有害气体，所以需要加强对工作环境的改善。

4.3落实设备的检查与维护工作

及时对煤矿设备的检查与维护可以有助于煤矿安全生产工作的顺利开展，所以对设备及时、定时安全检查必不可少。这就需要有设备维护人员在熟悉设备结构的前提下，按照设备维修和保养规定对设备进行检查，一旦发现相关设备有不符合使用要求的情况下，需要对设备进行维修或更换处理。在进行自动化设备的检查时，可以从以下几个方面入手。一方面是进行不定期的抽查，发现日常设备使用过程中所存在的安全隐患，对不符合使用要求的设备可以进行警示或给予一定的处罚；在检查完毕之后，需要对设备的维修工作进行闭环，确保维保单位对照检查结果进行设备的维修或更换工作。另一方面，对于使用年限较长，且经常出现故障的设备而言，可以适当的更换新设备，避免因为长时间的维修造成更大的经济损失和时间损失，而且部分老旧设备如果不及时进行更换，可能会造成更大的安全问题，这都是在安全检查工作中必须要考虑到的因素。

结语：矿山开采的安全问题对煤矿企业的生存与发展至关重要。借助智能化矿山开采设备进行开采工作时，一定要注意把安全放在首位，提高工作人员的安全意识，制定相应的施工标准与流程等。同时，检查和维修智能化设备工作也必不可少，这些都是保证矿山开采工作顺利开展的前提，希望本文对矿山开采设备和安全管理措施的介绍，可以为今后的矿山开采工作给予一定的帮助。

参考文献：

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