煤礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展探討

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摘要：針對自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析自動(dòng)化技術(shù)在礦中及升級、控掘設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備中的具體應(yīng)用情況以及自動(dòng)化技術(shù)在煤礦的發(fā)展趨勢。分析認(rèn)為：云計(jì)算、數(shù)據(jù)控掘、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合必將推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用逐漸規(guī)模化，也必將使煤炭生產(chǎn)高效、安全。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械;煤礦;機(jī)電設(shè)備

自動(dòng)化技術(shù)是指設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)行過程中，機(jī)械設(shè)備在無人為的條件下對信息進(jìn)行處理傳輸、自動(dòng)檢測，對發(fā)生故障進(jìn)行判斷并操縱控制的一種技術(shù)。早在70年代，自動(dòng)化技術(shù)被發(fā)達(dá)國家廣泛運(yùn)用在機(jī)械方面，80年代興起的微電子技術(shù)更是推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中迅速發(fā)展。隨著微處理技術(shù)、PLC控制技術(shù)、信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)的發(fā)展，使其在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用也越加廣泛。以自動(dòng)化技術(shù)為核心的電子系統(tǒng)以及機(jī)械設(shè)備在國外已經(jīng)相當(dāng)普及，而在我國自動(dòng)化技術(shù)正處于高速發(fā)展期，高性能的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備是我國目前的主要研究內(nèi)容，并在未來發(fā)展中具有廣闊的發(fā)展空間[1]。

1自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著人類文明的不斷發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新和使用在一定程度上推動(dòng)了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從控制的角度看，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)包括檢測、控制與驅(qū)動(dòng)三個(gè)系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)，又要研究三個(gè)系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，稱之為三電一體化技術(shù)，是自動(dòng)化技術(shù)主要特點(diǎn)。用自動(dòng)化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使設(shè)備控制自動(dòng)化、工藝流程自動(dòng)化，對煤礦實(shí)施工業(yè)化建設(shè)，在很大程度上促進(jìn)了煤炭企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。目前我國是煤礦生產(chǎn)以及煤礦消費(fèi)的第一大國，但國內(nèi)大部分煤礦生產(chǎn)效率低下，存在安全隱患，而在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是國際發(fā)達(dá)國家普遍采用的開采方式，自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用提高了開采效率，還降低了開采過程潛在的安全隱患。因此，廣泛應(yīng)用自動(dòng)化煤礦機(jī)電設(shè)備已成為煤炭行業(yè)的主要趨勢，同時(shí)也成為現(xiàn)代化煤礦建設(shè)中必不可少的一部分。我國煤炭生產(chǎn)屬于多層次技術(shù)結(jié)構(gòu)，大型煤礦采用綜合開采方式，中型煤礦則使用普通機(jī)械化的方式進(jìn)行開采，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦主要是以人工開采的生產(chǎn)方式。西方發(fā)達(dá)國家的煤礦行業(yè)是利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)與煤礦機(jī)電設(shè)備結(jié)合的方式，相比之下，這樣的開采和生產(chǎn)方式提高了整體的開采效率。自動(dòng)化技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備中應(yīng)用十分廣泛，在先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)支持下，煤炭的生產(chǎn)條件和開采效率將會(huì)有極大的提升，工作人員的安全也能得到更大的保障。自動(dòng)化技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備中運(yùn)用已越來越成熟。因此，在我國煤炭行業(yè)中，應(yīng)研究成熟的自動(dòng)化技術(shù)以及引用國外新技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備中，從而加快我國現(xiàn)代化煤礦建設(shè)，減少了工作人員操作中的安全隱患，提高煤礦作業(yè)效率。

2自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用分析

2.1在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用分析

礦井提升機(jī)屬于目前煤礦中自動(dòng)化應(yīng)用程度比較高的設(shè)備，礦井提升機(jī)的作用主要是提升煤炭、下放設(shè)備以及升降人員。礦井提升機(jī)的工作特性是高速進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，是礦井中非常重要的工作設(shè)備。因此，礦井提升機(jī)安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行對煤礦正常生產(chǎn)尤為重要。控制提升機(jī)運(yùn)行的系統(tǒng)就是電控系統(tǒng)，而電控系統(tǒng)正是應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)。目前我國煤礦中所使用的提升機(jī)是全數(shù)字提升機(jī)，全數(shù)字提升機(jī)是自動(dòng)化技術(shù)里較為先進(jìn)的技術(shù)，采用高性能的PLC可編程控制器承擔(dān)其全部監(jiān)控及輔助功能，而不同的控制器之間采用總線通訊的控制方式。由此可見，在礦井提升機(jī)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)在電控系統(tǒng)中控制、檢測等方面都極大地提升了礦井提升機(jī)的工作效率和穩(wěn)定性[2]。

2.2在煤礦挖掘設(shè)備中的應(yīng)用分析

煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境惡劣，在開采過程中還要注意地下水、瓦斯、煤塵等環(huán)境因素，稍有不慎就會(huì)釀成安全事故，加大了生產(chǎn)阻礙，減緩了生產(chǎn)效率。在現(xiàn)代化的煤礦開采中主要運(yùn)用各種大型采掘設(shè)備進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的綜合開采，不斷減少綜采面的人員作用。在目前的煤礦采掘設(shè)備中，電牽引采煤機(jī)是自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用較成熟的一種采掘設(shè)備。其設(shè)備牽引特點(diǎn)非常好，這也是一般采掘設(shè)備所達(dá)不到的。該設(shè)備工作原理就是加入了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，電牽引采煤機(jī)在前進(jìn)時(shí)可以提供較大的牽引力，而在下滑的過程中，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)電制動(dòng)，能夠有效牽引住預(yù)防下滑的制動(dòng)器，在40°～50°的傾斜煤層仍可正常使用。因此，電牽引采煤機(jī)是可以高角度作業(yè)的機(jī)器，其特性更適合井下復(fù)雜的地質(zhì)條件，提高開采率。

2.3在煤礦監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用分析

在煤礦開采過程中有著較高的危險(xiǎn)性。所以，必須在煤礦挖掘時(shí)進(jìn)行全方位的監(jiān)控。現(xiàn)代煤礦已經(jīng)有了成熟的監(jiān)控系統(tǒng)，包括井下人員跟蹤定位、井下通訊、安全監(jiān)測、電網(wǎng)監(jiān)控等一系列監(jiān)控系統(tǒng)。其范圍也包括防爆系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)及提升系統(tǒng)等。保證礦井各個(gè)方面的監(jiān)測對安全生產(chǎn)有著重要的意義，而使用自動(dòng)化技術(shù)檢測系統(tǒng)能高效率地預(yù)防安全事故的發(fā)生。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下功能：一是通過自動(dòng)通信技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲得監(jiān)控的地理位置和生產(chǎn)信息，能夠?qū)崟r(shí)了解情況；二是可以根據(jù)監(jiān)控傳輸?shù)木碌乩砬闆r來制定井下工作人員動(dòng)態(tài)分布，便于調(diào)度工作，方便快捷；三是一旦發(fā)生井下事故可以立刻通過實(shí)時(shí)通訊獲得地理位置和信息顯示，能夠更快地了解工作人員的人數(shù)和位置；四是在救援時(shí)可以及時(shí)確定人員位置，可迅速制定救援方案，提高救援效率，避免不必要的人員傷亡。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)還可以自動(dòng)對員工考勤，提高管理效率。因此，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦監(jiān)測中有著舉足輕重的作用，有了自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)更加有利于煤礦的生產(chǎn)及人員的管理。

3自動(dòng)化技術(shù)在未來煤礦的應(yīng)用發(fā)展

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，其優(yōu)勢日益凸顯出來，對煤炭開采工作而言，不僅能提升使用效率，而且在一定程度上提升施工人員的安全。基于自動(dòng)化技術(shù)自身具有的優(yōu)勢以及科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在未來的發(fā)展和使用將越來越廣泛，新技術(shù)的融合也將成為其發(fā)展的重要趨勢。例如，云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合，使自動(dòng)化技術(shù)在未來煤礦的應(yīng)用逐漸規(guī)模化。

4結(jié)語

自動(dòng)化技術(shù)主要是通過對電氣設(shè)備的智能控制，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械作業(yè)，不僅可減少對各項(xiàng)資源的浪費(fèi)，還能提升工業(yè)生產(chǎn)效率，對煤礦企業(yè)的發(fā)展具有重大意義。我國自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中正處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，而且目前自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用也是我國煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)展的主要趨勢，自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)越來越成熟，從而促進(jìn)煤礦達(dá)到安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的目的。

作者:郝晉杰 單位:山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局

參考文獻(xiàn)

[1]于淑珍.探討我國煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（4）：76.

[2]梁碧碧.變頻技術(shù)的使用原理及在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].河南建材，2012（2）：137-138.