煤礦機電自動化技術的創新應用研究

馮亞飛

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：煤礦機電;自動化技術;創新應用

隨著我國經濟的發展，我國煤礦開采的技術也在逐漸的創新，傳統的人力開采已經無法滿足現代化城市發展的需求，由傳統的人力開采逐漸轉化為機電自動化開采，機電自動化開采不僅可以提高開采的效率，而且還可以提高開采的質量，減少了煤礦開采事故的發生率。正如大家所知道的，為了保證礦井的安全發展，必須要對煤礦機電自動化技術進行創新，這樣煤礦才能更好地發展。

1 煤礦機電自動化技術的優勢

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。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特點

對機電設備的有效監測需要利用傳感器來進行。控制器接收到設備傳感器發送來的信息后，進行準確的識別與判斷，根據設定的要求實現自動控制的目的，這就是煤礦機電自動化技術。自動控制技術是集傳感技術、計算機技術與控制技術為一體的技術，因此其是一種交叉學科。由于機電設備的種類數量較多，而煤礦生產需要完整的機械與電氣設備技術作為依靠，于是這就需要自動化技術提高煤礦生產效率。自動化技術的特點主要有以下幾點：①多樣性：煤礦生產所需要的設備種類繁多，且數量也多，需要自動化產品展現出多種多樣的特點，而每一種機械設備都呈現出不一樣的特點，因此就需要自動化產品擁有多樣性。②集成化：單片機、可編程邏輯控制器、人機界面與數據采集等技術是煤礦生產自動化技術的核心裝備，操作人員可以利用這些設備完成對機電設備的自動監測，隨時觀察設備的運行狀態，同時也可以人工輸入數據，使機械根據數據自動進行工作。③智能化：考慮到大多數煤礦深井作業的安全性問題，可以利用智能化技術派遣機器下去探查，確保深井工作的安全性，保護了人類的生命安全。

3 當前煤礦機電自動化技術應用存在的問題

3.1 管理制度不完善

當前，雖然不少煤礦企業引進了先進的機電自動化技術，但是沒有跟進管理制度，落后的管理制度導致管理人員和操作人員忽視自動化技術的意義和應用，而且對精密、復雜的設備的日常使用和維護工作也不能滿足要求，導致機電自動化技術不能充分發揮其應有的作用和價值。

3.2 煤礦自動化技術不能充分應用

煤礦機電自動化技術設計煤礦生產的諸多環節，是一個系統性的、復雜的系統。不少煤企只針對自身的明顯不足，在某些方面引入機電自動化技術。導致機電自動化技術不能充分發揮其最大優勢和作用。另外煤礦引入先進設備和技術后，沒有注重相關人才的引入和培養。安裝人員和操作人員對自動化技術沒有充分、徹底的認識和了解，導致設備安裝錯誤、維護不當、操作失誤等問題頻繁發生，不僅沒有提高生產效率，反而導致生產停滯甚至安全事故，極大地損害了企業的利益。

4 自動化技術在煤礦開采中的應用

4.1 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。

4.2 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，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。

4.3 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。

4.4 礦井煤炭傳送系統

如今，煤炭需求量的急速上升對傳送系統提出了更高的要求，而傳送系統是煤礦生產環節中重要的組成部分，需要擁有更優質的工作效率。在面對復雜且危險的生產環境時，傳送系統需要實現運送量增加、傳送距離增加且穩定的效果，以滿足煤礦工作的安全需求。并且，傳送系統的效率高低直接與企業經濟收益掛鉤。

4.5 牽引采煤機及監控系統

采煤機設備結合了電氣、液壓和機械等多種技術，屬于大型機電設備，而采煤機的性能優越直接影響煤炭開采的效率。電牽引技術的出現不僅為采煤機提供了足夠的動力，還能夠提前預知設備的故障問題，工作人員可以及時阻止機械故障，機械故障發生的頻率逐漸降低。

自動監控系統可以根據礦井坑道的實時動態情況，為作業人員提供數據，同時其還具備地理位置，方便地上工作人員對地下礦井情況的掌握，以便制訂出正確的下井工作方案。如果出現安全事故，地上工作人員也能通過自動監控系統快速找到被困人員的位置，并及時給出解救方案。因此，采用監控系統可以實現在無人狀態下對礦井深處的探查，并將數據記錄下來，為地下作業人員的安全提供了一定的保障。

5 結束語

煤礦生產效率的提升離不開機電自動化技術，該技術還可以更好地保證煤礦生產的安全。因此，需要將新型自動化技術與更多的機電設備進行結合，進一步拓展機電自動化技術應用范圍，從而實現煤礦安全生產的目標。

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