淺談煤礦機械設備自動化技術應用

摘要：機械自動化是目前先進科學技術的核心和工業現代化的標志。由于煤炭行業具有自身的特殊性，煤炭是不可再生資源，每個煤礦的地質狀況等條件不盡相同，其開采工作是～-～統的工程。陽煤集團的煤礦機械設備在不斷提升產品性能和質量的同時，與自動化技術的結合越來越緊密。本文擬從以下幾個方面進行分析，淺析在礦初械行業內關于自動化技術的應用。

近年來，隨著國家對煤礦安全生產的重視不斷加強，傳統的粗放的煤礦生產模式已經舉步維艱。參考先進的經驗，現代化的煤礦生產模式具有經濟性、安全性、可靠性、操作人性化等特點，而煤礦機械設備的電氣自動化則是實現煤礦生產現代化的重要基礎，他提高了生產效率，減低了成本，減少了停機時間，增加了設備使用年限，并大大提高了生產安全性。

1.礦井運輸提升設備的電氣自動化

隨著經濟對煤炭資源的需求的大量增加，對井上、井下的提升和運輸系統的要求隨之增強。在陽煤這樣的大型煤礦，對較厚煤層的運輸已經普遍采用膠帶運輸的方式，與之配套的工況監控系統的研發已經大幅度運用，在生產一線的應用也正在普及之中。得益于PLC技術的發展，綜合性的系統化保護也已經逐步取代了單一式的保護。已經有科研機構成功研制出膠帶機集中監控系統和全數字直流調速設備，投入使用后總體表現良好，以后在使用中不斷改進可望取得顯著應用前景。

在科學技術水平高速發展的現在，與先進煤礦相比，陽煤的煤礦機械設備的信息化應用還處在一個比較低的水平，相關部門有必要扶植政策和提供技術支持來提高煤礦機械行業的信息化水平。同時，隨著社會的進步和產業升級的壓力，煤礦生產企業不得不提高設備的現代化水平以提高生產效率降低生產成本，這些都使得電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用越來越廣泛。

2.采煤設備的機械化

上世紀70年代，我國自主設計制造了第一套綜合性機械化采煤設備，標志著我國的煤礦綜合機械化水平有了本質的重大的飛躍。最近幾年來，大部分國家主流的煤礦采掘設備的發展展現出從液壓牽引發展到電牽引的趨勢，并取得了可觀的進步。與液壓牽引比較，電牽引有顯著優勢[2]：①牽引性好，不僅在在采煤機前進時提供向前的牽引力，在采煤機下滑時可實施發電制動，提高電能利用率。②大傾角煤層的良好適用性，其設計制動力矩可達到電機轉矩的2倍，故電牽引采煤機最大適用煤層可達40°～50°傾角。③使用壽命長，可靠性高，其本身結構決定了其磨損較液壓牽引少，需要的維修保養較少。④靈敏性好，電控制系統可以迅速調制各項參數，使其始終處于最佳工作狀態。⑤能量轉換效率高，由于電能向機械能的轉換只經過一次，較液壓采煤機的二次轉換提高了電能利用效率。

計算機應用技術和傳感器技術的結合與進步，極大的提升了煤礦機械設備的電氣自動化控制水平，較傳統設備在可靠性、精確度以及生產效率上有了顯著提高。采掘面使用的工作面輸送機呈現出多樣化及重承載的方向發展，在部分先進煤礦已開始試用雙速電機，并用計算機技術對工況情況進行實時監控。

在液壓支架的發展方面，由于高壓、大流量的供液系統以及依靠電子技術的電液控制，支架的移架速度已經達到7秒/架左右，這種高可靠性和大功率的一體化綜合采掘設備，大大提升了煤礦的開采效率。

于此同時，還應該看到，我國雖然是煤炭開采大國，但我國的采掘設備自動化水平并不先進。目前最大的裝機功率只有830千瓦，液壓牽引在500千瓦水平。與國外電牽引為主流相比，我國大多仍是液壓牽引，少數電牽引設備多為進口。液壓支架的自動化電液控制系統仍在研發，自動診斷故障的電子控制技術仍不成熟，總體來說，我國在煤礦礦機的機械自動化技術發展及應用方面仍有很大的發展空間。

3.安全監控系統的機械化

煤礦生產的安全監控系統和設備制造技術方面，雖然我國最初依靠從國外引進，但近年來自主研發方面也取得了很大的進步。推出的KJ4、KJ2、K190、AVI等，多采用DCS結構，在世界范圍內與發達國家相比已不分伯仲。

在我陽煤公司的很多正規煤礦企業已經安裝使用了安全監控系統，多配備瓦斯遙測儀，紅外線自動噴霧裝置、斷電儀等，已經顯著提升了煤礦的安全水平。美中不足的是我國在傳感器的生產水平方面仍有待提高，目前的傳感器壽命不長、品種不多、靈敏度不高的缺陷仍存在，都在一定程度上降低了安全監控系統的可靠性，這也是目前我國煤礦安全監控系統推廣主要障礙。如這一問題得以解決，將來我國的煤礦安全狀況將明顯改善。

4.通風控制系統和排水控制系統

由于煤礦生產的作業環境非常惡劣，所以自動化通風系統的設計就顯得尤為重要，該系統應利用光纖傳輸，環形網絡以及多機備用等方式，確保可靠性。并要在功能設置上達到下列要求：半自動與全自動控制，現場可以手動控制，數據顯示和故障記憶功能，報警功能和一定的擴展功能。

我集團公司的煤礦機械設備自動化水平有了長足的進步，自動化技術已經應用到了煤礦生產的各個環節，但與發達地區相比，仍有不小的差距，要趕上世界先進水平，個人有幾點思考：①計算機是自動化技術的核心裝置，隨著技術的進步，其功能越來越強大，而體積越來越小，應盡可能選用高性能、高可靠性而體積小的計算機以適應煤礦的工作環境。②盡快提高我國電氣自動化設備的標準化、通用化和系列化的程度，避免資源的無謂浪費。

總之，煤礦設備的機械自動化，曾經極大的提升了煤礦企業的生產效率和安全程度，是煤礦企業向信息化、現代化發展的方向。我們要加強煤礦機械與計算機技術的結合，繼續提高煤礦設備的自動化水平，不斷趕超世界先進水平，我國的煤礦開采工業才能步入先進國家行列。

參考文獻：

[1]譚得健：我國煤礦自動化現狀及發展趨勢[J]：中國礦業大學：2010.09，P1213

[2]張剛，孫亞軍.國內外煤礦綜合自動化系統網絡平臺比較分析[J].山東煤炭科技，2009（6）：112～114.

[3]張念超.我國煤礦機電一體化技術的發展現狀淺析[J].學術探討2008，8

作者簡介：葛曉峰（1984.3.3）男，漢族，山西陽泉，2007年畢業于山西農業大學，專業：機械設計制造及其自動化，本人自2010至今從事煤礦機電設備安裝工程工作。