煤礦機電技術創新與自動化發展策略

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摘要：分析了煤礦機電自動化技術應用存在的問題，并從井下傳送帶、提升機、采煤機以及監控系統等方面分析了煤礦機電自動化技術的應用創新。中能煤業自動化技術的創新應用，提升了企業的采礦效率，降低了采掘成本，避免了資源的浪費。

關鍵詞：煤礦機電技術;創新;自動化發展

1煤礦機電自動化技術應用問題

首先是管理制度不完善。相較其他技術領域而言，煤礦機電自動化技術較為復雜，且具備較高的科學性，對此應建立完善且嚴格的管理制度。但由煤礦產業目前的發展現狀可知，多數煤礦機電管理制度存在漏洞，甚至部分煤礦依然采用傳統的管理機制，領導人員并未重視自動化技術的應用，煤礦開采效率很難得到根本性的提升。其次是工程設計存在缺陷。煤礦設備的安裝、采礦進度以及采礦費用的預估等工作均離不開工程設計，但目前部分煤礦工程設計工作存在諸多缺陷，自動化設備及技術的盲目使用沒有充分發揮煤礦機電自動化技術的作用，無端增大了采礦成本，加之工程設計工作缺乏科學性，以致增大了煤礦開采事故的發生幾率。最后是存在安裝錯誤，且技術較為落后。當前多數煤礦企業依然采用傳統的開采技術，在自動化技術方面缺乏專業人才，以致自動化設備安裝期間經常出現錯誤與漏洞，而這些錯誤操作直接增大了安全事故的發生幾率，降低了煤礦的開采效率。

2煤礦機電自動化技術的創新應用

2.1應用于井下傳送帶

煤礦傳送系統屬于煤礦生產的關鍵環節，只有其安全高效運行，才可以保障煤礦的生產效益。煤礦傳送系統具備運輸距離長、運輸量大以及運輸環境復雜等特點，在運輸煤炭期間難免會發生故障問題。對此，企業應采用先進的自動化技術手段對煤礦井上部分上倉傳送帶、手選矸石傳送帶、末煤傳送帶、電磁除鐵器以及傳動帶制動器等設備進行有效控制，采用嚴密的監測系統可有效管理傳送帶以及相關設備可能出現的跑偏、撕裂、打滑、煤位以及溫度等參數。當發生危險時，此系統會進行聲光報警，之后集中控制室的工作人員，通過擴播電話通知現場人員盡快撤離。起車行駛依據電磁除鐵器、手選矸石傳送帶、振動篩、上倉制動器、上倉傳送帶的順序進行，而停車行駛則根據上倉傳送帶、上倉制動器、振動篩、手選矸石傳送帶以及電磁除鐵器的順序進行停車。在運輸煤炭過程中，任何設備出現故障問題時均可利用集中控制中心的按鈕進行報警，并緊急停車，且下位機PLC會將現場設備的監測信息實時上傳至工控機，此后工作人員在分析數據后及時采取補救措施。

2.2應用于礦井提升機

在煤礦運輸過程中，礦井提升機占據十分重要的地位，且具備運行速度快、控制系統復雜以及慣性大等特點，經常出現交替轉換工作的情況。礦井提升機很容易受采礦現場環境因素的影響，若環境惡劣時，提升機各種機械零件會失去原有功能，即便系統具備安全保護措施也無法完全避免惡劣環境的影響。隨著科學技術的不斷進步，提升機的控制系統也逐步完善，并開始使用模擬技術以及電子技術，實現自動化集控改造，不但可以保證提升機運行的安全性，且還可以提升其自控能力，簡化運行結構，增強設備安裝與維修的便利性。當前我國多數煤礦企業的提升機多采用微處理裝置，可以通過尋址操作準確發現故障所在位置，使得各設備之間的通信交流變得更加便捷，提升設備系統的自檢能力。

2.3應用于電牽引采煤機與礦井監控系統

采煤機包括機械、電氣以及液壓等復雜系統，在采煤機中應用電牽引技術可以為采煤機提供足夠的牽引力，確保設備的安全穩定運行，降低故障的發生幾率。在使用電牽引技術前，工作人員只需要設置電控系統相關參數便可以確保采煤機的運行性能，且隨著電子技術的不斷進步，電牽引技術也必將在煤礦產業中得到廣泛使用。煤礦生產具備高危特點，因此采礦期間應建立全方位的實時監控系統，以全面了解煤礦生產過程。目前，現代化礦井中采用了電網監控、移動通信、安全監測以及工作人員跟蹤定位等系統，形成了全面的監控網絡體系，可以全面監控各個采煤環節，比如煤炭傳輸系統、井下排水系統等。在采礦環節安裝自動化監測體系可以有效避免煤炭安全事故，其主要功能為以下幾個方面。首先，井下工作人員可以自動考勤，有利于人員管理。其次，可以根據實際地理情況監測井下工作人員在坑道的實時動態，有利于現場調度。再次，若發生礦井事故問題，可以通過監控系統及時查詢遇險人員身份，以便及時搶險。最后，搶險過程中可以對井下工作人員快速定位，提升搶險效率。目前我國多個煤礦企業均安裝了自動集控系統，尤其是實行了遠程操控技術，可以在無人當班的情況下有效監控采礦作業的進行情況，并記錄實時采礦動態。

3自動化技術在三元中能煤業中的應用及效果

三元中能煤業隸屬于晉能集團，年產240萬t，屬于現代化的大型高產高效礦井。中能煤業位于山西長治市長子縣境內，煤炭地質儲量約為3億t，核定生產能力為240萬t。

3.1自動化調控監測網絡在中能煤業中的應用

中能煤業礦井的調度監控網絡采用了美國Rockwell公司的控制產品，分為信息層、自動化與控制層、設備層等三級網絡結構。在信息層中利用以太網采集全礦數據，并進行系統維護；在自動化與控制層中利用控制網實現遠程控制；在設備層中利用設備網完成低層設備高效集成。此監控網絡中起主導作用的為自動化與控制層以及設備層。其中自動化與控制層采用了主干網光纖，并輔以使用銅纜網絡，構成了可以覆蓋全礦井的網絡系統。控制網屬于高速確定性網絡，可以實時控制通信傳輸。設備層屬于生產者與客戶模式的網絡，具備多個節點與支線，用戶可以利用一根電纜連接500m以內具備設備網絡功能的智能設備，且不用將導線連接至每一個設備，減少了導線的安裝與維護費用。中能煤業根據實際監控需求設計了兩段光纖主干網絡，分別為膠帶運輸系統以及輔助網絡系統，且調度室內安裝了兩段網絡，并各配置了三臺工業控制計算機。其中兩臺主要完成監控調度任務，另一臺則主要執行管理信息，并進行故障報警。綜合自動化系統覆蓋了中能煤業所有的煤礦生產環節，可以實時采集各個環節的生產數據，且可以對礦井排水系統以及井下三個變電室進行自動監控，保障了采礦人員的安全性，提升了礦井的經濟及社會效益。

3.2自動化調控監測系統的運行效果

綜合自動化系統在中能煤業運行半年后，企業減少了72個工作崗位，采礦效率得到明顯提升。同時，噸煤采掘成本降了20多元，直接成本僅為14元左右，有效提高了企業的經濟效益。除此之外，自動化技術在中能煤業中的成功應用也使得礦井綜合自動化工程在晉能集團得到全面推廣。

4結語

煤礦機電自動化技術的創新應用有效體現了煤礦生產的安全性，也提高了煤礦企業的生產效率，在煤礦產業發展進程中占據十分重要的位置。我國煤礦自動化技術在應用期間依然存在多處不足，需要深入研究，擴大自動化技術的應用范圍，以真正實現安全高效生產目標。

參考文獻

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作者:王超 單位:長治三元中能煤業有限公司