煤礦機電自動化技術發展及應用

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摘要：隨著煤礦現代化的發展，自動化技術在煤礦生產中得到了廣泛應用。煤礦機電自動化技術的應用不僅大幅度提高了煤礦的生產效率，還提高了煤礦生產的安全性。簡要闡述了煤礦機電自動化技術的優勢，探討了機電自動化設備管理的難點，并介紹了自動化技術在煤礦生產中的應用情況，以期為煤礦現代化發展提供一定的參考。

關鍵詞：煤礦現代化；機電自動化技術；生產效率；生產安全

經過多年的發展，煤礦開采經歷了由半機械化到機械化的發展。煤礦的生產效率大幅提高，開采安全也得到了保障。隨著信息技術的發展，一些煤礦開始向自動化開采過渡。在國家提倡減員提效的背景下，自動化技術的優勢越來越明顯[1-2]。為此，很多礦井都在大力推進煤礦生產的自動化、信息化和智能化。自動化的目標是實現生產設備的無人看守、自動運行，這對煤礦行業的發展無疑是一種推動。本文分析了自動化技術的優勢及其發展，并介紹了自動化技術在煤礦生產中的應用。

1煤礦機電自動化技術的優勢

自動化技術是以信息技術為基礎，根據設備的運行規律，通過相關程序使設備自動運行。其最大的優勢是減少了人對設備運行的干預，提高了生產效率。在煤礦自動化領域，主要是依靠電子信息技術、微機控制技術和PLC技術實現機電設備的自動化。與西方發達國家相比，中國的煤礦機電自動化技術起步較晚。為了適應中國煤礦發展的需要，繼續大力發展煤礦生產的自動化技術。煤礦機電設備自動化技術的優勢在于提高了煤礦生產效率，降低了安全事故風險，下面圍繞這2點進行闡述。

1.1提高煤礦生產效率

在煤礦生產中，傳統的機電設備在作業時需要人工操作，這就要求員工具有較高的操作水平和豐富的現場經驗。但是，人總會誤判一些情況而導致操作失誤，這不僅會影響生產效率，還存在一定的安全隱患。如果在生產中不能及時糾正操作失誤，就可能發生一些預料不到的后果。最主要的是人存在生理極限，每隔一段時間都要換人來操作機器，這導致機械設備不能以最佳狀態運行。而在煤礦機電設備中引入自動化技術后，人對機電設備的干預程度降低，設備運行的效率更高。更為重要的是，可以將人從這種重復勞動中解放出來，使工人有更多時間投入到生產中。在設備運行時，工人只需要調節少數幾個參數就可以控制設備的高效運行。

1.2降低安全事故風險

煤礦行業本身就是一種高危行業，經常會發生各種安全事故，造成重大的人員傷亡，這是煤礦企業不想看到的。在發展了煤礦機電自動化技術后，工人從事一些危險開采活動的頻率大大降低，從本質上減少了煤礦事故造成的人員傷亡。更為重要的是，自動化技術還能監測開采過程中存在的一些風險，在事故未發生之前就能發出警報。采用這種方式，大大降低了安全事故發生的概率[3]。自動化技術的優勢是能根據過去的一些規律，對現在或未來出現的異常進行預防，將安全事故扼殺在萌芽中，防范于未然。

2煤礦機電自動化技術的難點分析

中國煤礦行業的技術發展水平不均衡，機電自動化技術還未得到普及，導致在應用機電自動化技術進行煤礦生產時還存在一些問題，主要體現在以下幾個方面。

2.1機電自動化設備操作困難

雖然自動化技術給煤礦生產帶來了巨大的便利，但是也帶來了一些問題。很多自動化設備的儀表比較復雜，顯示的數據比較多，煤礦工人閱讀起來并不容易。采用煤礦自動化設備需要掌握較多的專業知識，而煤礦井下很多人員并不具備這些知識。由于煤礦企業本身是高危行業，招聘一些高素質的、具備自動化知識的專業人員相當困難。因此，在實際工作中，可直接對煤礦的工人進行機電自動化培訓，以滿足當前對設備操作的需要。但是，從長遠來看，這樣做并不能解決設備操作困難的問題。自動化設備多是一些精密設備，誤操作會引起設備內部一些精密零件的損壞，導致設備失靈，甚至引發機電安全事故。

2.2機電自動化設備的設計不合理

目前正處于煤礦自動化的過渡階段，市場上能用于煤礦生產的自動化設備并不多，出現了煤礦自動化設備在生產過程中適用性差的問題，甚至嚴重影響了煤礦的安全生產。因為在設計設備時只考慮到一些特定的情況，而對于現場復雜的情況缺乏一定的考慮，所以，導致設備設計不合理。在這種情況下，機電自動化設備的優勢不僅沒有發揮出來，還影響了煤礦生產的整體進度[4]。與此同時，煤礦機電自動化技術涉及的環節更多，相比于其他行業實現起來更加復雜。另外，機電管理制度有待完善，不能滿足煤礦企業生產的需求。現實中煤礦自動化的管理嚴重滯后于自動化技術的發展，在一定程度上已經限制了煤礦自動化設備性能的正常發揮。

3自動化技術在煤礦開采中的應用

3.1在礦井提升過程中的應用

礦井提升機在煤礦材料、設備和煤炭運輸中發揮了重要的作用，保證提升機的安全、可靠運行對于煤礦高效生產有重要意義。過去，礦井提升機的運行過程是通過人工控制的，很容易發生各種故障，運行維護成本極高。隨著自動化技術的發展，很多礦井的提升機都進行了自動化技術改造。提升機運行采用了PLC和變頻器來進行控制，整個運行過程更加平穩、節能、安全，減少了由于人為操作失誤引起的提升機安全事故，給煤礦企業帶來了一定的經濟效益。

3.2在煤礦開采設備中的應用

采掘設備對煤礦生產效率起著決定作用，其主要作用是完成煤礦生產中的煤炭開采和巷道掘進。在煤礦開采和掘進過程中，由于地質條件的不確定性，很容易發生安全事故。在開采和掘進階段，工作人員眾多，發生事故會造成重大的人員傷亡。減少人員參與煤礦開采和掘進作業，能最大程度上減少人員傷亡。因此，在煤礦開采設備中應用自動化技術具有重大的價值。目前，一些礦井的工作面已經實現了無人化開采，如圖1所示，可以通過遠程操控采煤機進行煤層切割和液壓支架移架作業，生產效率非常高[5]。

3.3在煤礦生產監督中的應用

實時了解煤礦井下生產活動狀況，對于煤礦的安全生產具有重要意義。采用視頻監控技術，可以將井下工人的作業畫面和視頻實時傳輸到地面控制臺上。如果發現工人違規操作，可以直接通知井下負責人處理，杜絕了安全隱患。發生事故時，可以通過視頻及時確定安全區域，為工人指明逃生通道。與此同時，將煤礦井下的一些安全數據直接匯總到控制臺上，可以監控煤礦井下的總體運行狀況。現在，很多礦井已經建立了煤礦生產的自動化監控系統，也稱分布式煤礦安全監控系統。

4結語

在信息技術高速發展的今天，煤礦機電自動化是未來生產發展的趨勢。在煤礦生產中采用自動化技術，不僅能提高煤礦生產效率，還能保證煤礦生產的安全。但是，在工作過程中也應該認識到煤礦自動化中存在的問題，主要體現在機電自動化設備操作困難和自動化設備設計不合理等方面。目前，煤礦自動化的應用主要體現在礦井提升的自動化、煤礦生產的自動化和煤礦安全監督的自動化方面，其他方面的自動化還有待進一步研究。

參考文獻：

［1］賀文斌.煤礦機電自動化技術發展及應用分析［J］.價值工程，2019，38(36)：245-246.

［2］劉麗.自動化技術在煤礦機電設備中的應用分析［J］.世界有色金屬，2019(18)：293.

［3］姚武江.煤礦機電技術創新與應用探討［J］.江西化工，2019(5)：232-234.

［4］李福泉.自動化技術在煤礦裝備發展中的應用分析［J］.中國石油和化工標準與質量，2019，39(18)：250-251.

［5］閆成峰.煤礦機電設備中的自動化技術應用分析［J］.科技經濟導刊，2019，27(25)：90.

作者:苗飛飛 單位:西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦